国家标准中的极限与配合详解

现代化大规模生产要求零件具有互换性，即从同一规格的一批零件中任取一件，不经修配就能装到机器的部件上，并能保证使用要求。零件的互换性是机械产品批量化生产的前提。为了满足零件的互换性，就必须制定和执行统一的标准。下面简要介绍国家标准中关于极限与配合的基本内容。

1.尺寸公差与公差带

在实际生产中，零件的尺寸不可能加工得绝对准确，而是允许零件的实际尺寸在一个合理的范围内变动。这个允许尺寸的变动量就是尺寸公差，简称公差。

如图9-3-1（a）所示轴的尺寸φ20，φ20 是设计时确定的尺寸，称为公称尺寸。写在公称尺寸φ20后面的就是控制尺寸变动范围的数值，即尺寸偏差。其中+0.023为上极限偏差，+0.002为下极限偏差。因此，轴的直径允许的最大尺寸，即最大极限尺寸为20+0.023=20.023；轴的直径允许的最小尺寸，即最小极限尺寸为，20+0.002=20.002。也就是说，加工后轴的实际尺寸只要在最大、最小极限尺寸之间，即为合格。

零件尺寸允许的变动量，称为尺寸公差（简称公差），其数值等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或等于上极限偏差与下极限偏差之差。 φ20+0.023+0.002 的公差为20.023-20.002=0.021或0.023-0.002=0.021。

上极限偏差和下极限偏差统称为极限偏差，其数值可以为正值、负值或零。而公差是绝对值，没有正负之分，也不可能为零。

为了便于分析尺寸公差和进行有关计算，以公称尺寸为基准（零线），用放大了间距的两条直线表示上、下极限偏差，这两条直线所限定的区域称为公差带，用这种方法画出的图称为公差带图，如图9-3-1（c）所示。

图9-3-1　公差的基本术语

在公差带图中，零线是确定正、负偏差的基准线，正偏差位于零线之上，负偏差位于零线之下。显然，公差带沿零线垂直方向的宽度反映了公差值的大小。公差值越小，尺寸精度越高，反之则尺寸精度越低。

2.标准公差与基本偏差

公差带包括两个要素，即公差带大小及其相对于零线的位置，分别由标准公差和基本偏差来确定。

公差带大小由标准公差确定。标准公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18。IT 表示标准公差，IT 后面的数字表示公差等级，01 级公差值最小，精度最高；18 级公差值最大，精度最低。常用的标准公差数值见表9-3-1。

表9-3-1　常用的标准公差数值（GB/T 1800.2—2020）（节选）

公差带相对于零线的位置由基本偏差确定。为了确定公差带相对于零线的位置，将上、下极限偏差中的一个规定为基本偏差，一般为靠近零线（绝对值较小）的那个偏差。如φ20+0.023+0.002 的基本偏差为下极限偏差，而φ32+0.007-0.018的基本偏差是上极限偏差。基本偏差用代号表示。国家标准对孔和轴分别规定了28 个基本偏差代号，用拉丁字母表示，其中大写字母表示孔，如A、B、C等；用小写字母表示轴，如a、b、c等。

孔或轴的尺寸公差可用公差带代号表示。公差带代号由基本偏差代号（字母）和标准公差等级（数字）组成。例如；

φ50H8的含义：公称尺寸为φ50，基本偏差为H的8级孔。

φ50f7的含义：公称尺寸为φ50，基本偏差为f的7级轴。

3.配合

（1）配合的种类

公称尺寸相同并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。根据使用要求不同，孔和轴之间的配合有松有紧。例如，轴承座、轴套和轴三者之间的配合，如图9-3-2 所示，轴套与轴承座之间不允许相对运动，应选择紧的配合，而轴在轴套内要求能转动，应选择松动的配合。为此，国家标准规定配合分三类。(www.xing528.com)

①间隙配合。孔的公差带完全在轴的公差带之上，任取其中一对轴和孔相配都成为具有间隙的配合（包括最小间隙为零）。如图9-3-3所示。

图9-3-2　配合的概念

图9-3-3　间隙配合

②过盈配合。如图9-3-4所示，孔的公差带完全位于轴的公差带之下，任取其中一对孔和轴相配都具有过盈（包括最小过盈为零），则这种配合即称为过盈配合。

图9-3-4　过盈配合

③过渡配合。孔和轴的公差带相互交叠，任取其中一对孔和轴相配合，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。这时孔的公差带与轴的公差带出现相互重叠部分，如图9-3-5所示。

图9-3-5　过渡配合

（2）配合的基准制

在制造相互配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差固定，通过改变另一种基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为配合制。根据生产实际需要，国家标准规定了两种配合制。

①基孔制配合。基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合（间隙、过渡或过盈）的一种制度，如图9-3-6 所示。在基孔制配合中，选作基准的孔称为基准孔，基准孔的下偏差为零，上偏差为正值。基准孔的基本偏差代号为“H”。

图9-3-6　基孔制配合

②基轴制配合。基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合（间隙、过渡或过盈）的一种制度，如图9-3-7 所示。在基轴制配合中，选作基准的轴称为基准轴，基准轴的上偏差为零，下偏差为负值。基准轴的基本偏差代号为“h”。

图9-3-7　基轴制配合

（3）装配图中配合的标注方法

配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带代号组成，用分数形式表示。分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。也可以写成公称尺寸孔的公差带代号/轴的公差带代号形式。如图9-3-8（a）所示。

（4）极限与配合在图样上的标注

①在基本尺寸后注出公差带代号（基本偏差代号和标准公差等级数字）配合精度明确，标注简单，但数值不直观，如图9-3-8（b）所示，适用于量规检测的尺寸。

②注出基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）。数值直观，用万能量具检测方便，如图9-3-8（c）所示，试制单件及小批生产用此法较多。也可以如9-3-8（d）所示，代号和偏差都标注。

图9-3-8　极限尺寸在零件图中的标注