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《极限与配合》基础知识培训教材


《极限与配合》基础知识 极限与配合》
前 言

国家标准《极限与配合》是一项涉及面广、影响深远的重要基础标准。它的应用几乎涉及 国民经济的各个部门,特别对于机械工业具有更重要的作用。 现代化的机械工业要求机器散件具有互换性, 以便在装配时不经选择和修配就能达到预期 的的配合性能,从而有利于机械工业广泛地组织协作、进行高效率的专业化生产。为使散件具 有

互换性,必须保证散件的尺寸、几何形状和相互位置以及表面粗糙度技术要求的一致性。就 尺寸而言,互换性要求尺寸的一致性,但并不是要求散件都准确地制成一个指定的尺寸,而只 是要求在某一合理的范围之内。对于相互结合的散件,这个范围既要保证相互结合的尺寸之间 形成一定的关系,以满足不同的使用要求;又要在制造上是经济合理的,这样就形成了“极限 与配合”的概念。由此可见, “极限”是用于协调机器散件使用要求与制造经济性之间的矛盾; “配合”则是反映散件组合时相互之间的关系。因此,极限与配合决定了机器散件相互配合的 条件和状况,直接影响到产品的精度、性能和使用寿命,它是评定产品质量的重要技术指标。 极限与配合的标准化,是使机械工业能广泛组织专业化协作生产、实现互换性的一个基本 条件,对发展我国机械工业起着极为重要的作用。由于极限与配合标准应用广泛,影响深远, 涉及到各个工业部门,所以国际标准化组织(ISO)和世界各主要工业国家对它都给予高度的 重视,并认为它是特别重要的基础标准之一。东江科技(深圳)有限公司目前正在积极推行从 设计、制造、试模、运输、保养、品检等一系列环节上的标准化工作, 《极限与配合》则是我们 建立所有这些标准的一个基础性工作。

一、

极限与配合的发展与现状

1.极限与配合制的萌芽 极限与配合制的萌芽出现在资本主义机器大工业生产代替手工业生产的历史变革中。机 器的产生是工业革命的起点,而工业革命则大大促进了机器制造业的发展。机器的制造由初期 的单件生产发展到小批、大批量生产,散件的加工由效率很低的“配件”方式发展到高效率的 “互换性”生产,即按分工协作的原则组织生产。这样就导致标定量规和极限量规的产生,应 用标定量规,使互相配合的散件可以分开单独制造,而装配时又可保证配合要求,也就是散件 具有一定的互换性。极限量规的出现,使散件不必按一个确定的尺寸制造,而可以改用由两个 极限尺寸构成的范围即按“公差”制造。通过下列图样上的尺寸标注方法的变化,可以看出极 限与配合制发展演变的情况: 只标一个基本尺寸 (例: Φ10mm) ——注明配合的间隙或过盈 (例: Φ10mm, 间隙 0.05mm) ——分别注孔与轴的尺寸(例:孔径Φ10mm,轴径Φ9.95mm,用标定量规检验)——注明间隙 或过盈范围(例:间隙 0.015mm 到 0.08mm)——分别标注孔与轴的极限尺寸(例:孔| 10.003/10.0|mm,轴|9.985/9.95|mm,用极限量规检验) ——标注极限偏差 (例: 孔Φ10 轴Φ10 ) 。 mm,

2.初期的极限与配合制 最早的极限与配合制标准是 1902 年在英国出现的纽瓦尔(Newall)标准。而极限与配合 制标准作为国家标准,最早的是英国标准 B.S.27,发表于 1906 年。 早期的极限与配合制基本结构都比较简单,它只有基孔制,配合数较少,主要特点是用 一个代号或名称表示一对极限偏差,或者说公差带大小与位置是联在一起的,同时用一个代号 或名称表示。所以,初期的极限与配合制都叫极限制。我们可以用下图表示其基本结构:
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3.旧的极限与配合制 在极限与配合制的发展历史上,德国标准(DIN)中的老极限与配合制占有重要位置, 它在总结和继承英、美初期极限与配合制的基础上有较大的发展。其有以下特点: 同时规定了基孔制与基轴制,但优先采用基孔制。 明确提出公差单位的概念,将精度等级与配合代号区分开来,分四个精度等级,各级规 定若干配合。 规定了标准基准温度为 20℃ (68℉)。 原苏联旧极限与配合制(OCT、ГOCT) 、日本旧极限与配合制标准(JES)都是参考 DIN 极限与配合制标准而制定的。 我国旧的国家标准《公差与配合》 (GB159~174-59)是参考原苏联旧极限与配合制制定 的。 这些旧的极限与配合制的基本结构可用下图表示:

4.国际极限与配合制 现在我们使用的极限与配合制是由国际标准化协会 ISA (1926 年 4 月成立) 负责制定的。 第二次世界大战后,国际标准化组织重建,改名 ISO(成立于 1947 年 2 月) ,国际标准化组织 建立以后,在“极限与配合制”标准的制定、修订方面,作了大量有益的工作。这主要包括目 前正在使用的标准: 国际标准化组织于 1988 年 6 月至 9 月间先后发布了两项国际标准: ISO 286-1-1988《ISO 极限与配合制 第 1 部分:公差、偏差和配合的基础》 ISO 286-2-1988《ISO 极限与配合制 第 2 部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差数 值表》 1971 年版的国际推荐标准:ISO/R 1938-1-1971《ISO 极限与配合制 第 1 部分:光 滑工件的检验》 1991 年版的国际推荐标准:ISO/R 1938-2-1991《ISO 极限与配合制 第 2 部分:平
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面工件的检验》 1975 年版的国际标准:ISO 1829-1975《一般用途公差带的选择》 1973 年版的国际标准:ISO 2768-1973《未注公差尺寸的允许偏差》 1989 年底的国际标准:ISO 2768-1-1989《一般公差 第 1 部分:未注出公差的线性 和角度尺寸的公差》 ISO 2768-2-1989《一般公差 第 2 部分:未注出公差的要素的几何公差》 。 国际极限与配合制的基本结构如图所示:

这里需要特别提一下极限与配合制中关于长度计量单位的问题。早在 ISA 制建立时,在 1932~1936 年间,大多数欧洲国家都以 ISA 草案为基础修订了本国极限与配合制。1953 年 1~2 月,美国、英国和加拿大在纽约召开三国标准化协调会议(ABC 协调会) ,决定从 ISA 制选取 适当配合转换为英制,制定 ABC 草案,作为英制单位国家的极限与配合制,并先后按此修订 了本国极限与配合制。ISO 标准发布后,在 1970 年以前,美国、英国等英制单位国家都先后修 订了本国标准,采用国际 ISO 极限与配合制。而在 1988 年发布的新的极限与配合制国际代替 标准 ISO 286-1-1988 和 ISO 286-2-1988 这最基础的标准中已经删去了英寸值,其它相应 的国际标准中已不再使用英制长度计量单位。 这对于我们东江正在进行的标准化工作亦有指导 ( 意义) 5.我国的极限与配合制 自 1994 年开始,我们国家积极采用国际标准,制定、修订了许多国家标准,其中的一部 分基础性的标准列举如下: GB/T 1800.1-1997《极限与配合 基础 第 1 部分:词汇》是等效国际标准 ISO 286-1 -1988 中“4 术语和定义”部分。 GB/T 1800.2-1998《极限与配合 基础 第 2 部分:公差、偏差和配合的基本规定》是等 效国际标准 ISO 286-1-1988 中 “5 公差、 偏差和配合的代号、 标注和解释, 图解表示, 基 6 7 准温度”部分。 GB/T 1800.3-1998《极限与配合 基础 第 3 部分:标准公差和基本偏差数值表》是等效 国际标准 ISO 286-1-1988 中 “8 基本尺寸至 3150mm 的标准公差, 基本尺寸至 3150mm 的 9 标准偏差,附录 A ISO 极限与配合制的基础,附录 B ISO 286-1 应用举例”。 GB/T 1801-1999 《极限与配合 公差带和配合的选择》 是等效国际标准 ISO 286-2-1988
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GB/T 1804-2000《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》是等效国际标准 ISO 2768-1-1989 中未注出公差的线性尺寸的公差部分。 GB/T 3177-1997《光滑工件尺寸的检验》是参照国际标准草案 ISO/DIS 1938 和法国等国 家标准制定的。 GB/T 16857.2-1997《坐标计量学 第 2 部分:坐标测量机的性能评定》是等效国际标准 ISO 10360-2-1994《坐标计量学 第 2 部分:坐标测量机的性能评定》 。 其中 GB/T 1800.1-1997、GB/T 1800.2-1998、GB/T 1800.3-1998 三项国家标准是“极限 与配合制”中最基础的标准,也是制定其他相关标准的基础,也是我们后面的培训中重点讨论 的内容。



极限与配合 基础

术语和定义

(GB/T 1800.1-1997 eqv ISO 286―1―1998)
GB/T 1800.1-1997《极限与配合 基础 第 1 部分:词汇》对极限与配合的基本术语作了 规定。 我们在制定和编写各种技术标准时, 凡涉及极限与配合的词汇时, 都必须遵循 GB/T 1800.1 -1997 所确定的术语和定义。 GB/T .1800.1-1977 包括正文和一个提示的附录。 在正文中给出了极限与配合方面 39 条基 础性的术语和定义,术语为:轴、基准轴、孔、基准孔、尺寸、基本尺寸、实际尺寸、局部实 际尺寸、极限尺寸、最大极限尺寸、最小极限尺寸、极限制、零线、偏差、极限偏差、上偏差、 下偏差、基本偏差、尺寸公差、标准公差、标准公差等级、公差带、标准公差因子、间隙、最 小间隙、最大间隙、过盈、最小过盈、最大过盈、配合、间隙配合、过盈配合、过渡配合、配 合公差、配合制、基轴制配合、基孔制配合、最大实体极限、最小实体极限。 一. 有关“轴”“孔”和“尺寸”的术语定义。 、 1.轴和孔 轴:通常,指工件的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被 包容面) 。 孔:通常,指工件的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面(由二平行平面或切面形成的包 容面) 。

有关“轴、孔”的示例如图 2-1 所示

2.尺寸 尺寸是指以特定单位表示线性尺寸值的数值,它由数字和长度单位(如 mm)组成。在技术 制图尺寸标准注中,以 mm 为通用长度单位,在图样上可只写数字,不写单位。本标准中这一
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定义的含义较窄,从几何要素看,它不包括用角度单位表示的角度尺寸。 3.基本尺寸 基本是指通过它应用上、 下偏差可算出极限尺寸的尺寸, 即决定偏差和极限尺寸的一个基准 尺寸(起始尺寸) 。基本尺寸在图样上标柱。 基本尺寸可以是一个整数或一个小数值, 标准中没有公称尺寸这一术语, 但是在有些标准中 还需要用它来指名义值,例如普通螺纹的螺纹公称直径。公称尺寸通常是基本尺寸相同的,但 是,公称尺寸并不总是和基本尺寸相同。 4.实际尺寸 实际尺寸是指在允许的测量误差内,通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。 通过测量所获得的尺寸,由于存在测量误差,所以实际尺寸并非尺寸的真值。这说明,在实 际尺寸中包含有允许的测量误差的影响,至于允许的测量误差是多少和如何确定等问题,在 GB/T 3177—1997 中作了规定。对于用量规检验,在“光滑极限量规”标准中给予规定。 实际上,还有一个影响实际尺寸的因素,这就是形状误差。由于存在形状误差,工件上各件 处的实际尺寸往往是不同的, 造成同一表面上尺寸的 “不定性” 且影响孔、 , 轴配合的实际状态。 所以,标准新增了一个“局部实际尺寸”术语。局部实际尺寸是指一个孔或轴的任意横截面中 的任一距离,即任何两相对点之间测得的尺寸。 5.极限尺寸 极限尺寸是指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。孔或轴允许的最大尺寸为最大极限尺寸, 即两个极端中较大的一个。 孔或轴允许的最小尺寸为最小极限尺寸, 即两个极端中较小的一个。 实际上,按工件检验制度,无论用量规或量具、量仪检验,由于存在测量误差,极限尺寸都 不是允许变动的真正极限值,而是它的名义值。 有关“尺寸”的相互关系如图 2-2 所示

二. 有关“偏差”“公差”和“公差带”的术语定义 、 1.偏差 偏差是指某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 某一尺寸是指最大极限尺寸、 最小极限尺寸 或某个实际尺寸。 最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差(ES、es) ;最小极限尺寸减其基本尺 寸所得的代数差称为下偏差(EI、ei) ;上偏差与下偏差统称为极限偏差。实际尺寸减其基本尺 寸所得的代数差称为实际偏差。实际偏差应位于极限偏差范围之内。孔的上、下偏差代号用大 写字母 ES、EI 表示,轴的上、下偏差代号用小写字母 es、ei 表示。 2.尺寸公差(简称公差) 最大极限尺寸减最小极限尺寸之差, 或上偏差减下偏差之差为公差。 它是允许尺寸的变动量。 3.标准公差(IT) 、标准公差等级、标准公差因子(i、I) (1) 标准公差(IT) 在本标准极限与配合制中,所规定的任一公差。 字母“IT”为“国际公差”的符号,即标准公差的符号。为英语“International Tolerance” 的词头缩写。
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(2) 标准公差等级 在本标准极限与配合制中,同一公差等级(例如 IT7)对所有基本尺寸的一组公差被认为具 有同等精确程度。 由此,属于同一公差等级的公差,对所有基本尺寸,虽数值不同,但被认为具有同等的精确 程度。它是确定尺寸精确程度的等级。 (3) 标准公差因子(i、I) 标准公差因子 i 用于基本尺寸至 500mm;标准公差因子 I 用于基本尺寸大于 500mm。 极限制是指经标准化的公差与偏差制度。 标准公差的数值是按多少倍的公差因子来计算的,GB/T 1800.3—1998 中,对此作出了具体 规定。 4.公差带 公差带是指在公差带图解中, 由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条 直线所限定的一个区域,它是由公差大小和其相对零线的位置如基本偏差来确定。 为了简化起见,在实用中常不画出孔和轴,而只画出放大的孔和轴公差带来表示,这就是极 限与配合的图解,简称公差带图解。如图 2-3 所示

通常零线表示基本尺寸,但亦有例外。例如,在配制配合中,以先加工工件的实际尺寸作为 配制件偏差的零线。 (配制配合对于我们目前的模具制作来讲, 在很多方面具有很重要的指导意 义) 。 5.基本偏差 在本标准极限与配合制中, 用以确定公差带相对零线位置的那个上偏差或下偏差, 一般为靠 近零线的那个偏差称为基本偏差。如图 2-4 所示

由此可见,公差带是由“公差带大小”和“公差带位置”两个要素组成的。 “公差带大小” 由公差确定; “公差带位置”由基本偏差确定。 三.有关“配合”的术语定义 1.配合 配合是指基本尺寸相同的,相互结合的孔和轴公差带之间的关系。本标准所指的“配合” 有以下特定的含义:
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a)指孔和轴的结合,即一个零件的表面将另一个零件的表面包围住(存在包容和被包容 的关系) ; b)相互结合的孔、轴的基本尺寸相同; c)配合的松紧,主要与间隙或过盈及其大小有关,即与孔、轴公差带的相互位置有关; d)配合的松紧变动,即配合精度与孔、轴公差的大小有关。 前两点是配合的条件,后两点反映了配合的性质。 2.间隙或过盈 本标准对间隙或过盈统一用“孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差”表示。若所得之差为 正表示间隙,所得之差为负表示过盈,其间隙量或过盈量为绝对值。 3.间隙配合、过盈配合、过渡配合 (1) 间隙配合 具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时,孔的公差带在轴的公差带之上。 如图 2-5 所示

(2) 过盈配合 具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时,孔的公差在轴的公差带之下。 如图 2-6 所示

(3) 过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合,此时,孔的公差带与轴的公差带相互交叠。如图 2-7 所示

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(4) 配合制 同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。 4.最小、最大间隙;最小、最大过盈 (1) 最小间隙 在间隙配合中,孔中最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差(如图 2-5) 。 (2) 最大间隙 在间隙配合或过渡配合中,孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸公差(如图 2-5 或图 2-7) 。 (3) 最小过盈 在过盈配合中,孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸之差(如图 2-6) 。 (4) 最大过盈 在过盈配合或过渡配合中,孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差(如图 2-6 和图 2-7) 。 5.配合公差 配合公差等于组成配合的孔、轴公差之和,它是允许间隙或过盈的变动量。配合公差是一 个没有符号的绝对值。 6.基孔制配合、基轴制配合 (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的一种制度。 基孔制配合的孔为基准孔,即下偏差为零的孔。 (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的一种制度。 基轴制配合的轴为基准轴,即上偏差为零的轴。 四.有关“实体极限”的术语定义 1.最大实体极限 2.最小实体极限 此两个术语我们将在介绍形位公差部分再做进一步讲解。

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三、公差、偏差和配合的基本规定 (GB/T 1800.2-1998 eqv ISO 286―1―1988)
GB/T 1800.2-1998《极限与配合制 基础 第2部分:公差、偏差和配合的基本规定》对 标准公差等级、基本偏差、上偏差和下偏差的代号、公差带和配合的表示、注公差尺寸的公差 标注按 GB/T 4249 和公差标注不按 GB/T 4249 的解释、配合基准制和配合分类、基准温度和主 要术语的图解表示等作了规定。 标准适用于圆柱和非圆柱光滑工件的尺寸。 (一)关于标准公差等级代号 新标准对标准公差等级规定了 IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT6、IT7、IT8、 IT9、IT10、IT11、IT12、IT13、IT14、IT15、IT16、IT17、IT18 共 20 级。并列表给出了基本 尺寸至 3150mm 的 IT1 至 IT18 标准公差数值,在标准附录中给出了基本尺寸至 500mm 的 IT01、 IT0 的标准公差数值。属于同一公差等级的标准公差数值,对所有基本尺寸,虽数值不同,但 具有相等的精确程度。 关于基本偏差代号,对孔用大写字母表示,对轴用小写字母表示。对孔、轴各规定有 28 个基本偏差(其代号中,用一个字母表示的有 21 个,用两个字母表示的有 7 个) ,其中基本偏 差 H 代表基准孔,h 代表基准轴。 GB/T 1800.2-1998 中列表给出了基本尺寸至 3150mm 的轴的基本偏差数值和孔的基本偏差 数值。

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(二)关于公差带和配合的表示 1.公差带的表示

对注公差尺寸,标准规定可用下列方式之一表示: ① 基本尺寸后跟所要求的公差带,例如:32H8,80js15,100f7; ② 基本尺寸后跟所要求的公差带的对应的极限偏差值,例如:100 ③基本尺寸后跟所要求的公差带和对应的极限偏差值,例如:100f7( 2.配合的表示



)。

孔、 轴公差带写成分数形式, 分子为孔公差带, 分母为轴公差带。 例如: 50H8/f7 或 50



(三)注公差尺寸的解释 标准在 3.3.1 条和 3.3.2 条,按在图样上注明“公差原则按 GB/T 4249”和在图样上未注 明“公差原则按 GB/T 4249”两种情况分别对工件公差进行了解释。 GB/T 4249-1996《公差原则》是等效国际标准 ISO 8015-1985《技术制图 基本的公差 原则》 。GB/T 4249 规定了确定尺寸(线性尺寸和角度尺寸)公差和形位公差之间相互关系的原 则——独立原则和相关要求。 标准适用于技术制图和有关文件中的尺寸、 尺寸公差和形位公差, 以确定散件要素的大小、形状和位置特征。有关详细内容我们将在今后的《公差原则》课程中 详细向大家解释。 (四)基准制和配合分类 GB/T 1800.2-1998 对配合规定有两种基准制,即基孔制配合和基轴制配合。 基孔制配合的主要特征是孔的基本偏差为一定,不同的配合由改变轴的基本偏差得 到;基轴制配合的主要特征是轴的基本偏差为一定,不同的配合由改变孔的基本偏差得到。对 本标准的极限与配合制,在基孔制配合中,基准孔用基本偏差 H 表示,其下偏差 EI=0;在 基轴制配合中,基准轴用基本偏差 h 表示,其上偏差 es=0。 标准中明确规定: “在一般情况下,优先选用基孔制配合。 ”但在有些情况下,由于结构或 原材料等原因,选用基轴制配合更好些。例如,塑胶模具中,顶针和顶针孔的配合,很多时间 由于顶针是外购件,其基本偏差和公差为给定,我们需要调整孔的基本偏差和公差来与顶针相 配合。 标准同时指出,如有需要,也允许采用任一孔、轴公差带组成的配合,例如 M7/g6。 (五)基准温度 GB/T 1800.2-1998 明确指出:本极限与配合制规定的尺寸基准温度是 20℃。这一规定有 两层含意: 一是指标准中和图样上规定或标注的极限与配合, 都是指 20℃时的; 二是指检验时, 测量检验结果都是以工件和测量器具的温度在 20℃时为准。 温度对配合影响的程度,既与工作温度偏离标准基准温度的多少有关,也与包容件(孔) 和被包容件(轴)材料的线膨胀系数的差别多少密切相关。一般来讲可有以下三种情况: 工作温度偏离 20℃,包容件(孔)与被包容件(轴)材料的线膨胀系 a)
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数不同,且工作温度也不同。 b) 工作温度偏离 20℃,包容件(孔)与被包容件(轴)材料的线膨胀系 数不同,但工作温度相同。 工作温度偏离 20℃,包容件(孔)与被包容件(轴)材料的线膨胀系 c) 数相同,且工作温度也相同。

四、标准公差和基本偏差的数值 (GB/T 1800.3-1998 eqv ISO 286-1-1998)
GB/T 1800.3-1998《极限与配合 基础 第 3 部分:标准公差和基本偏差数值表》规定了 基本尺寸至 3150mm 的标准公差:标准公差的由来(附录 A) ,标准公差的公差数值;基本尺 ,轴的基本偏差数值,孔的基本偏差数 寸至 3150mm 的基本偏差:基本偏差的由来(附录 A) 值;以及两个附录(都是标准的附录) 。在附录 A 中给出了标准公差和基本偏差的由来:基本 尺寸分段,IT01 和 IT0 的标准公差数值,标准公差的计算极其数值的修约规则,轴和孔的基本 偏差计算及其数值的修约规则。在附录 B 中给出了标准的应用举例:计算极限偏差时要注意的 特定的适用范围,计算极限偏差和极限尺寸举例。 标准规定的标准公差数值和基本偏差数值适用于圆柱及非圆柱形光滑工件的尺寸。 公差带是由“公差带大小”和“公差带位置”两个要素组成的。 “公差带大小”由公差确定, “公差带位置”由基本偏差确定,形成公差和基本偏差两个系列。GB/T 1800.3-1998 对公差 和基本偏差两个系列分别进行标准化,是为了得到多种不同大小和不同位置的公差带,既满足 不同的使用要求,又达到了简化统一、便于生产和运用的目的。 (一)标准公差数值表(略) (二)标准公差等级的选择 (三)基本偏差的选择 (四)标准公差、基本偏差数值表应用举例 1.用这三个数值表时应明确和注意的问题 对于标准公差和基本偏差的概念需明确理解, 才能正确使用 GB/T 1800.3-1998 规定的标准 公差数值和轴、孔基本偏差数值这三个表。 a) 同一公差等级和同一尺寸分段的孔与轴,其标准公差数值均相同。例如,ф50 的孔与 轴,其标准公差等级 IT7 的公差数值均为 25μm。 b) 标准公差与基本偏差原则上彼此独立。一般在同一尺寸分段中,对不同的公差等级, 同一字母表示的基本偏差的数值均相同。 例如, 在大于 6~10mm 这一尺寸分段中, 不论 f6 或 f8, 其基本偏差均为-13μm。但以下一些基本偏差的数值随公差与等级而改变:轴的基本偏差 j 和 k、小于或等于 IT8 的孔的基本偏差 J 至 N 和小于或等于 IT7 的孔的基本偏差 P 至 ZC。 举例说明:现在由三个数值表查得基本尺寸为 10mm、基本偏差为 p(P)的不同公差等级 的轴、孔的基本偏差的对应情况。轴的公差带 p4、p6、p7、p8、p9……的基本偏差与公差等级 无关,都为下偏差 ei=+0.015。孔的公差带 P8、P9……的基本偏差也与公差等级无关,都为上 偏差 ES=-0.015。 但是,当公差等级等于或小于 IT7 时,孔的公差带 P7、P6、P5……的基本偏差值就随公差 等级不同而改变,其值为大于 IT7 的相应数值(即 ES=-0.015mm)与相应△值之和。P7 的△ =0.006mm,P6 的△=0.003mm,P5 的△=0.02mm。
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所以:P7 的基本偏差 ES=-0.015+0.006=-0.009mm; P6 的基本偏差 ES=-0.015+0.003=-0.012mm; P5 的基本偏差 ES=-0.015+0.002=-0.013mm。 应用表列的标准公差和基本偏差计算极度限偏差时,要注意以下的特定的适用范围: 只对大于 1mm 的基本尺寸提供轴与孔的基本偏差 a、A,b、B; 只对小于或等于 3mm 的基本尺寸提供轴的公差带 j8; 只对大于 24mm、14mm 和 18mm 的基本尺寸分别提供轴和孔的基本偏差 t、T,v、V 和 y、Y; 只对大于 1mm 的基本尺寸提供标准公差等级 IT14 至 IT18; 只对大于 1mm 的基本尺寸提供标准公差等级大于 IT8 的孔的基本偏差 N。 2.极限偏差计算举列 例 1:计算轴ф45f8 的极限偏差。 解: , 基本尺寸段为 30~50mm(由附表基本尺寸) 标准公差 IT8=39μm(由附表《标准公差数值》, ) 基本偏差 f 为 es=-25μm(由附表《轴的基本偏差数值》, ) 另一偏差 ei=es-IT=-25-39=-64μm。 例 2:计算轴 100t7 的极限偏差和级限尺寸。 解: , 基本尺寸段为 80~120mm(由附表基本尺寸) 标准公差 IT7=35μm(由附表《标准公差数值》, ) 基本偏差 t 为 ei=+91μm(由附表《轴的基本偏差数值》, ) 另一偏差 es=ei+IT=+91+35=+126μm, 极限尺寸:最大=100+0.126=100.126mm; 最小=100+0.091=100.091mm. 例 3:计算孔ф100G6 的极限偏差。 解: 基本尺寸段为 80~120mm(由附表基本尺寸) , 标准公差 IT6=22μm(由附表《标准公差数值》, ) 基本偏差 G 为 EI=+12μm(由附表《孔的基本偏差数值》, ) 另一偏差 ES=EI+IT=+12+22=+34μm。 例 4:计算孔ф100Z6 的极限偏差。 : 解: 基本尺寸段为 80~120mm(由附表基本尺寸) , 标准公差 IT6=22μm(由附表《标准公差数值》, ) 基本偏差 Z 为 ES=-258+△=-251μm(由附表《孔的基本偏差数值》, ) 另一偏差 EI=ES-IT=-251-22=-273μm。 例 5:计算孔ф130N4 的极限偏差和极限尺寸。 : 解: 基本尺寸段为 120~180mm(由附表基本尺寸) , 标准公差 IT4=12μm(由附表《标准公差数值》, ) 基本偏差 N 为 ES=-27+△=-27+4= -23μm(由附表《孔的基本偏差数值》, ) 另一偏差 EI=ES-IT=-23-12=-35μm。 极限尺寸:最大=130-0.023=129.977mm; 最小=130-0.035=129.965mm。 3.综合举例 例:由标准查出ф10H8/f8 配合中,孔、轴公差带的标准公差和基本偏差,分别写出极限 偏差并绘制公差带图,再计算孔、轴极限尺寸、配合的极限间隙及配合公差。
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解:当基本尺寸为 10mm 时, 由表 5-7 查得标准公差 IT8=0.022;由表 5-11 查得轴的基本偏差 f 为 es=-0.013;基准孔 H 的基本偏差为零,即 EI=0。 由此可计算出另一个极限偏差: ф10H8 的另一偏差 ES=EI+IT8=0+0.022=+0.022 ф10f8 的另一偏差 ei=es-IT8=-0.013-0.022=-0.035 即:ф10H8( ) ф10f8( ; ) 。

据此可画出ф10H8/f8 公差带图,见图 4-1 所示。

图 4-1 φ10H8/f8 公差带图 由图 4-1 中可看出此配合是间隙配合。 孔的基本尺寸+孔的上偏差=孔的最大极限尺寸 10+(+0.022)=10.022; 孔的基本尺寸+孔的下偏差=孔的最小极限尺寸 10+0=10; 轴的基本尺寸+轴的上偏差=轴的最大极限尺寸 10+(-0.013)=9.987; 轴的基本尺寸+轴的下偏差=轴的最小极限尺寸 10+(-0.013)=9.965; 孔的最大极限尺寸-轴的最小极限尺寸=最大间隙 10.022-9.965=+0.057; 孔的最小极限尺寸-轴的最大极限尺寸=最小间隙 10-9.987=+0.013; 最大间隙-最小间隙=配合公差=孔公差+轴公差 (+0.057)- (+0.013)=0.044=0.022+0.022。

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五、公差带和配合的选择 (GB/T 1801-1999 eqv ISO 1829-1975)
GB/T 1801-1999《极限与配合 公差带和配合的选择》规定了基本尺寸至 3150mm 的孔、 轴公差带和配合的选择。 一、基本尺寸至 500mm 的基孔制优先和常用配合规定见下表: (附表) 二、基本尺寸至 500mm 的基轴制优先和常用配合规定见下表: (附表)

附 录 B
基本尺寸大于 500mm 配制配合 基本尺寸大于 500mm 的零件除采用互换性生产外,根据其制造特点可采用配制配合。本 附录以指导有关配制配合的正确理解和使用。 B1 总则 配制配合是以一个零件的实际尺寸为基数,来配制另一个零件的一种工艺措施。一般用于 公差等级较高,单件小批生产的配合零件。 是否采用配制配合由设计人员根据零件的生产和使用情况决定。 B2 对配制配合零件的一般要求 a) 先按互换性生产选取配合。配制的结果应满足此配合公差。 b)一般选择较难加工,但能得到较高测量精度的那个零件(在多数情况下是孔)作为先加 工件,给它一个比较容易达到的公差或按“线性尺寸的未注公差”加工。 c) 配制件(多数情况下是轴)的公差可按所定的配合公差来选取。所以,配制件的公差比 采用互换性生产时单个零件的公差要宽。 配制件的偏差和极限尺寸以先加工件的实际尺寸为基数来确定。 d) 配制配合是关于尺寸极限方面的技术规定,不涉及其他技术要求,如零件的形状和位 置公差、表面粗糙度等,不因采用配制配合而降低。 e) 测量对保证配合性质有很大关系,要注意温度、形状和位置误差对测量结果的影响。 配制配合应采用尺寸相互比较的测量方法;在同样条件下测量,使用同一基准装置或校对 量具,由同一组计量人员进行测量等,以提高测量精度。 B3 在图样上的标注方法 用代号 MF(Matched Fit)表示配制配合,借用基准孔的代号 H 或基准轴的代号 h,表示 先加工件。在装配图和零件的相应部位均应标出。装配图上还要标明按互换性生产时的配合要 求。 举例: 基本尺寸为φ3000mm 的孔和轴,要求配合的最大间隙为 0.45mm,最小间隙为 0.14mm, 按互换 性生 产要 选用 φ 3000H6/f6 或 φ 3000F6/h6。 其最 大间 隙 为 0.415mm,最 小间 隙为 0.145mm,现确定采用配制配合。 ① 在装配图上标注为: φ3000 H6 /f6 MF(先加工件为孔) 或φ3000 F6 / h6 MF(先加工件为轴)
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② 若先加工件为孔,给一个较容易达到的公差,例如 H8,在零件图上标注为: φ3000 H8 MF 若按“线性尺寸的未注公差”加工,则标注为: φ3000 MF ③ 配制件为轴,根据已确定的配合公差选取合适的公差带,例如 f7,此时其最大间隙为 0.355mm,最小间隙为 0.145mm,图上标注为: φ3000 f7 MF 或φ3000 MF B4 配制件极限尺寸的计算 以 B3 中的举例,用尽可能准确的测量方法测出先加工件(孔)的实际尺寸,例如为φ 3000.195mm,则配制件(轴)的极限尺寸计算如下: 最大极限尺寸=3000.195-0.145=3000.05mm 最小极限尺寸=3000.195-0.355=2999.84mm

六、线性和角度尺寸的未注公差 (GB/T 1804-2000 eqv ISO 2768-1-1989)
GB/T 1804-2000《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》规定了未注出公差的线 性和角度尺寸的一般公差的公差等级和极限偏差数值。 本标准规定了未注出公差的线性和角度尺寸的一般公差的公差等级和极限偏差数值。 本标准适用于金属切削加工的尺寸,也适用于一般的冲压加工的尺寸。非金属材料和其它 工艺方法加工的尺寸可参照采用。 本标准仅适用于下列未注公差的尺寸: a)线性尺寸(例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒角高 度) ; b)角度尺寸,包括通常不注出角度值的角度尺寸,例如直角(90°) ;GB/T 1184 提到的 或等多边形的角度除外; c)机加工组装件的线性和角度尺寸; 本标准不适用于下列尺寸: a)其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸; b)括号内的参考尺寸; c)矩形框格内的理论正确尺寸。 1.线性尺寸 表 1 给出了线性尺寸的极限偏差数值; 2 给出了倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数 表 值。 表 1 线性尺寸和极限偏差数值 mm 基本尺寸分段 公差等级
0.5~3 >3~6 >6~30 >30~120 >120~400 >400~1000 >1000~2000 >2000~4000

精密 f 中等 m 粗糙 c 最粗 v

±0.05 ±0.1 ±0.2 —

±0.05 ±0.1 ±0.3 ±0.5

±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1

±0.15 ±0.3 ±0.8 ±1.5

±0.2 ±0.5 ±1.2 ±2.5

±0.3 ±0.8 ±2 ±4

±0.5 ±1.2 ±3 ±6

— ±2 ±4 ±8

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表2

倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值 基本尺寸分段

mm

公差等级
0.5~3 >3~6 >6~30 ±1 >30 ±2

精密 f ±0.2 ±0.5 中等 m 粗糙 c ±0.4 ±1 最粗 v 注:倒圆半径和倒角高度的含义参见 GB/T 6403.4。

±2

±4

2.角度尺寸 表 3 给出了角度尺寸的极限偏差数值,其值按角度短边长度确定,对圆锥角按圆锥素线长 度确定。 表 3 角度尺寸的极限偏差数值
长度分段,mm

公差等级
0~10 >10~50 ±30? ±1° ±2° >50~120 ±20? ±30? ±1° >120~400 ±10? ±15? ±30? >400 ±5? ±10? ±20?

精密 f 中等 m 粗糙 c 最粗 v

±1° ±1°30? ±3°

一般公差的图样表示法 若采用本标准规定的一般公差, 应在图样标题栏附近或技术要求、 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 1804—m 判定 除另有规定,超出一般公差的工件如未达到损害其功能时,通常不应判定拒收(见 A5)

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