8.4.2 公差与配合
1．零件的互换性
在同一规格的零件或部件中，不需要选择、调整和修配，任选一个就可以装配到机器上，并达到规定的性能要求。上述的这种性质称为互换性。
由于互换性原则在机器制造中的应用，大大简化了零件、部件的制造和装配，使产品的生产周期显著缩短，这样不但提高了劳动生产率，降低了生产成本，便于维修，而且也保证了产品质量的稳定性。
2．公差与配合的有关术语
在加工过程中，不可能把零件的尺寸做得绝对准确。为了保证互换性，必须将零件尺寸的加工误差限制在一定的范围内，规定出加工尺寸的可变动量，这个允许的尺寸变动量就称为尺寸公差，简称公差。
下面用图8-17来说明公差的有关术语。
图8-17 公差术语
（1）基本尺寸 根据零件设计要求所确定的尺寸。
（2）实际尺寸 通过测量得到的尺寸。
（3）极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值。它以基本尺寸为基数来确定。两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。
（4）尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减其相应的基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有上偏差和下偏差，统称极限偏差。上、下偏差可以是正值、负值或零。
上偏差=最大极限尺寸−基本尺寸
下偏差=最小极限尺寸−基本尺寸
国家标准规定用代号ES、EI分别表示孔的上、下偏差，用代号es、ei分别表示轴的上、下偏差。
（5）尺寸公差（简称公差）允许实际尺寸的变动量。它等于最大、最小极限尺寸之差或上、下偏差之差。
（6）零线 在公差图中表示基本尺寸或零偏差的一条直线。
（7）公差带和公差带图 在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域，叫公差带。
（8）公差等级 确定尺寸精确程度的等级。国家标准将公差等级分为20级：IT01、IT0、IT1、IT2、……、IT18，IT表示标准公差，后面的阿拉伯数字表示公差等级。从IT01～IT18，尺寸的精度等级依次降低，而相应的标准公差数值依次增大。
（9）标准公差 国家标准中规定的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。
对于一定的基本尺寸，公差等级愈高，标准公差值愈小，尺寸的精确程度愈高。基本尺寸和公差等级相同的孔与轴，它们的标准公差值相等。
（10）基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零线的那个极限偏差，当公差带位于零线上方时，基本偏差为下偏差；当公差带位于零线的下方时，基本偏差为上偏差，如图8-18所示。
图8-18 基本偏差系列图
按国家标准规定，孔和轴各有28个基本偏差，它们的代号用拉丁字母表示：用大写表示孔，小写表示轴。根据孔与轴的基本偏差和标准公差，可计算孔和轴的另一偏差：
轴的上偏差（或下偏差）：es=ei+IT 或 ei=es−IT；
孔的另一偏差（或下偏差）：ES=EI+IT 或 EI=ES-IT。
3．配合的有关术语
在机器装配中，将基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合
（1）配合种类 根据机器的设计要求和生产实际的需要，国家标准将配合分为三类：
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8-19（a）。
②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，如图8-19（b）。
③过盈配合 孔的公差带完全在轴的公差带之下，任取其中一对轴和孔相配都成为具有过盈的配合（包括最小过盈为零），如图8-19（c）。
图8-19 配合种类
（2）配合的基准制 为了实现配合的标准化，统一基准件的极限偏差，从而达到减少刀具和量具的规格和数量，国家标准对配合规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。
①基孔制 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称为基孔制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将孔的公差带位置固定，通过变动轴的公差带位置，得到各种不同的配合，如图8-20所示。
基孔制的孔为基准孔，用代号H表示，其下偏差为零。与基准孔相配合的轴的基本偏差a-h用于间隙配合，j-n用于过渡配合，p-zc用于过盈配合。
图8-20 基孔制配合
②基轴制 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，如图8-21所示。基轴制的轴为基准轴，用代号h来表示，其上偏差为零。与基准轴相配合的孔的基本偏差A-H用于间隙配合，J-N用于过渡配合，P-ZC用于过盈配合。
一般情况下，应优选基孔制。因为加工同样公差等级的孔和轴，加工孔比加工轴要困难。但当同一轴颈的不同部位需要装上不同的零件，其配合要求又不同时，采用基轴制。
图8-21 基轴制配合
（3）公差与配合的标注
① 在装配图中的标注方法
配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带的代号组成，用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母与轴的公差带代号，标注的通用形式如图8-22（a）。
图8-22 配合代号在图样中的标注
② 在零件图中的标注方法
在零件图上标注孔和轴的公差有三种形式：
a. 如图8-22（b）所示，在孔或轴的基本尺寸后面标注公差带代号。
b. 如图8-22（c）所示，注出基本尺寸和上、下偏差数值。
c. 如图8-22（d）所示，注出基本尺寸，并同时注出公差带代号和上、下偏差数值。
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