3.2　极限与配合国家标准的构成

极限与配合国家标准的主要内容是公差带的标准化，即标准公差和基本偏差系列。

3.2.1　标准公差系列

标准公差系列是国家标准制定的一系列由不同的公称尺寸和不同的公差等级组成的标准公差值。它用来确定任一标准的公差值的大小，也就是公差带的宽度。标准公差用IT表示，在公称尺寸0～500mm范围内规定了IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18，共20个等级，IT01精度最高，IT18精度最低。同一公差等级（如IT7）对所有公称尺寸来说，具有同样的精度。对于同一公称尺寸，公差等级逐渐降低，相应的公差值逐渐增大。

为了简化标准公差数值表，国家标准将公称尺寸分成若干段，每一段中公称尺寸数值接近，故其同一公差等级的标准公差值相同，见表3-2。

注：公称尺寸小于等于1mm，无IT14～IT18。

3.2.2　配合制

从例3-3的尺寸公差带图中可以看出，孔、轴公差带相对位置的改变可以组成不同性质、不同松紧程度的配合。为了实行标准化，可以选择孔或轴中的一个作为基准件，公差带位置不变，通过改变另一个零件的公差带位置来形成各种配合，以满足不同的使用要求，这就是配合制。国际规定了两种配合制，即基孔制和基轴制。

（1）基孔制　基孔制是指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的一种制度，此时孔为基准孔，下极限偏差固定为0，公差带代号为H。改变轴的公差带位置，可以得到松紧程度不同的各种配合，如图3-11（a）所示。

（2）基轴制　基轴制是指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的一种制度，此时轴为基准轴，上极限偏差固定为0，公差带代号为h。改变孔的公差带位置，可以得到松紧程度不同的各种配合，如图3-11（b）所示。

3.2.3　基本偏差系列

基本偏差指的是两个极限偏差当中靠近零线或位于零线的那个偏差，它是用来确定公差带位置的参数。为了满足各种不同配合的需要，国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差（见图3-12），它们用拉丁字母表示，其中孔用大写拉丁字母表示，轴用小写拉丁字母表示。在26个字母中除去5个容易和其他参数混淆的字母“I（i）、L（l）、O（o）、Q（q）、W（w）”，其余21个字母再加上7个双写字母“CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）、JS（js）、ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc）”，共有28种基本偏差的代号。

基本偏差代号见表3-3。在28个基本偏差代号中，有两个特例，H和h的基本偏差为0，在配合制中作为基准孔和基准轴；JS和js的公差带是关于零线对称的，并且逐渐代替近似对称的基本偏差J和j，它的基本偏差和公差等级有关，而其他基本偏差和公差等级没有关系。

把基本偏差代号和公差等级结合起来，省略公差等级中的IT字样，就组成了公差带代号，如ф40G7表示公称尺寸为ф40mm、基本偏差代号为G、公差等级为IT7的孔公差带，ф40h6表示公称尺寸为ф40mm、基本偏差代号为h、公差等级为IT6的轴公差带。

将相配合的孔与轴的公差带代号写成分数形式，分子为孔公差带，分母为轴公差带，也就是配合代号，如上述孔和轴配合，表示为ф40G7/h6。

轴的基本偏差是在基孔制的基础上计算出来的，孔的基本偏差是根据轴的基本偏差换算得出的。换算原则是：使用常用配合时，如果基轴制配合中孔的基本偏差代号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当（例如ф40G7/h6中孔的基本偏差G和ф40H7/g6中轴的基本偏差g），应该保证基轴制和基孔制的配合性质相同，即极限间隙或极限过盈相同。

除了H和h、JS和js这两种特殊基本偏差，其他基本偏差代号只需要记住它们的相对位置和变化趋势即可。在工程应用中，给定公差带代号后，可以通过查表的方式得知某公称尺寸对应的基本偏差，见表3-4和表3-5，再由表3-2查出公差等级对应的公差值，然后就可以很容易地计算出另一个极限偏差了。

注：1.公称尺寸小于或等于1mm时，基本偏差A和B及大于IT8的N均不采用。

2.公差带JS7～JS11，若ITn值是奇数，则取偏差=。

3.对小于或等于IT8的K、M、N和小于或等于IT7的P至ZC，所需Δ值从表内右侧选取，例如，18～30mm段的K7，Δ=8μm，所以ES=-2+8=+6μm；18～30段的S6，Δ=4μm，所以ES=-35+4=-31μm。

4.特殊情况：250～315段的M6，ES=-9μm（代替-11μm）。

5.公称尺寸大小或等于1mm时，基本偏差a和b均不采用。

6.公差带js7～js11，若ITn值是奇数，则取偏差=。

例3-4　查表确定ф40h6、ф40f6、ф40m6、ф40H6、ф40JS6、ф40U6的极限偏差。

解：查表3-2，得知ф40mm对应的IT6=16μm。

（1）查表3-4，h的基本偏差es=0μm，

ei=es-IT6=（0-16）μm=-16μm

（2）查表3-4，f的基本偏差es=-25μm，

ei=es-IT6=（-25-16）μm=-41μm

（3）查表3-4，m的基本偏差ei=+9μm，

es=ei+IT6=（+9+16）μm=+25μm

（4）查表3-5，H的基本偏差EI=0μm，

ES=EI+IT6=（0+16）μm=+16μm

（5）JS6的极限偏差对称分布，故

ES=+8μm，EI=-8μm

（6）查表3-5，U的基本偏差ES=-55μm，

EI=ES-IT6=（-55-16）μm=-71μm

反过来，已知孔或轴的极限偏差，也能够通过查表的方式得到相应的公差带代号。

例3-5　查表确定以下孔或轴的公差带代号。

（1）轴；（2）轴；（3）孔。

解：（1）　　Td=+0.033-（+0.017）=0.016mm

查表3-2，得知公差等级为IT6。

其基本偏差ei=+17μm，查表3-4，得知基本偏差代号为n，故此轴为ф40n6。

（2）　　Td=-0.036-（-0.123）=0.087mm

查表3-2，得知公差等级为IT9。

其基本偏差es=-36μm，查表3-4，得知基本偏差代号为f，故此轴为ф120f9。

（3）　　TD=-0.03-（-0.06）=0.03mm

查表3-2，得知公差等级为IT7。

其基本偏差EI=-30μm，查表3-5，得知基本偏差代号为R，故此孔为ф65R7。

3.2.4　极限与配合在图样上的标注

在零件图上，标注尺寸公差的方法有以下三种。

（1）在公称尺寸后标注公差带代号，如40H7、60p6、ф75R7，如图3-13（a）所示。

（2）在公称尺寸后标注极限偏差，如、，如图3-13（b）所示。

（3）在公称尺寸后标注公差带代号和极限偏差，如，如图3-13（c）所示。

其中（2）最常见。

在装配图上，标注公称尺寸和孔、轴的公差带代号，如ф50H7/g6或，分子表示孔公差带，分母表示轴公差带，如图3-13（d）所示。

3.2.5　公差带和配合的选择

国家标准提供了20种公差等级和28种基本偏差代号，可以组成五百多种孔、轴公差带。为减少定值刀具、量具和设备等的数目，对公差带和配合应该加以限制。

公称尺寸至500mm的孔公差带规定如图3-14所示，优先选用圆圈中的公差带，其次选用方框中的公差带，最后选用其他的公差带。

公称尺寸至500mm的轴公差带规定如图3-15所示，优先选用圆圈中的公差带，其次选用方框中的公差带，最后选用其他的公差带。

国家标准在推荐了孔、轴公差带的基础上，还推荐了孔、轴公差带的配合，见表3-6和表3-7。对于基孔制规定了59个常用配合，在常用配合中又规定了13个优先配合（表3-6中左上角有黑三角的配合）；对于基轴制规定了47个常用配合，在常用配合中又规定了13个优先配合（表3-7中左上角有黑三角的配合）。很容易看出，在表3-6中，当轴的公差小于或等于IT7时，是与低一级的基准孔配合，其余是与同级的基准孔配合。在表3-7中，当孔的公差小于或等于IT8时，是与高一级的基准轴配合，其余是与同级的基准轴配合。表中不同的配合种类用粗实线分隔开，只有H6/n5、H7/p6在公称尺寸小于或等于3mm和H8/r7在小于或等于100mm时，为过渡配合。

例3-6　试比较以下每组中两对配合的极限间隙或极限过盈：

（1）ф40H7/g6与ф40G7/h6；（2）ф40H7/k6与ф40K7/h6；（3）ф40H7/s6与ф40S7/h6。

解：查表3-2、表3-4、表3-5，通过计算可得表3-8。

从表3-8中可以看出，代号相当的两个常用配合，其配合性质相同，使用起来效果是一致的。

3.2.6　一般公差

一般公差指在车间通常加工条件下可保证的公差。采用一般公差的尺寸，不需要注出极限偏差数值。一般公差分为精密f、中等m、粗糙c和最粗v共4个公差等级，相当于IT12、IT14、IT16和IT17。线性尺寸的极限偏差数值见表3-9，倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值见表3-10，角度尺寸的极限偏差数值见表3-11，其值按角度短边长度确定，对圆锥角按圆锥素线长度确定。由上述表中可以看出，一般公差均取对称分布，简单方便。

注：倒圆半径和倒角高度的含义参见GB/T 6403.4—2008。

若采用本标准规定的一般公差，应在图样标题栏附近或在技术要求、技术文件（如企业标准）中注出本标准号及公差等级代号。例如选取中等级时，标注为：

GB/T 1840—m

采用一般公差有以下优点：

（1）简化制图，使图样清晰易读；

（2）节省图样设计的时间，设计人员只需要熟悉一般公差的有关规定并加以应用，可不必计算其公差值；

（3）明确了可由一般工艺水平保证的要素，可简化对这些要素的检验要求而有助于质量管理；

（4）突出图样上标注的公差，以便在加工和检验时引起足够的重视。

除另有规定，超出一般公差的工件如未达到损害其功能，通常不应判定拒收。