（一）零件的互换性

在日常生活中，自行车或汽车的零件坏了，可买个新的换上，并能很好地满足使用要求。其所以能这样方便，就因为这些零件具有互换性。

在同一规格的零部件中，任取一个，不需经过任何的挑选和辅助加工，就可顺利地装到机器上去，并能满足机器的性能要求，这种性质称为零部件的互换性。现代化的机械工业生产，要求机器的零部件必须具有互换性，以便组织生产和协作，进行高效率的专业化生产，从而降低产品的生产成本，提高产品质量，方便使用和维修。

图10-24　表面粗糙度代号在图样上的标注

为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置以及表面粗糙度等技术要求的一致性。在零件的加工过程中，由于机床的精度、刀具的磨损、测量的误差等因素的影响，不可能把零件的尺寸加工得绝对准确，为了保证零件的互换性，必须将零件尺寸的加工误差限制在一定范围内，规定出尺寸的允许变动量，这个范围既要保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系来满足不同的使用要求，又要在制造时经济合理，这便形成了“公差与配合”。因此，建立公差与配合制度是保证零件具有互换性的必要条件。

（二）尺寸公差

制造零件时，为了使零件具有互换性，要求零件的尺寸在一个合理的范围之内。这个允许尺寸的变动量称为尺寸公差，简称公差。有关公差的术语，以图10-25（a）圆柱孔尺寸φ30±0.010为例进行说明。

图10-25　尺寸公差名词解释及公差带图

（1）基本尺寸：设计给定的尺寸，如φ30是根据计算和结构上的需要所决定的尺寸。

（2）实际尺寸：零件加工完后通过测量所得的尺寸。

（3）极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值，它以基本尺寸为基数来确定。如图10-25中孔的最大极限尺寸为30+0.010=30.010；最小极限尺寸为30-0.01=29.990。

如果实际尺寸在两个极限尺寸所决定的闭区间内，则为合格；否则不合格。

（4）尺寸偏差（简称偏差）：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为下偏差。

上偏差和下偏差统称为极限偏差。偏差可以为正、负或零值。孔的上、下偏差代号分别用大写字母ES、EI表示；轴的上、下偏差代号分别用小写字母es、ei表示。

上偏差ES=30.010-30=+0.010，下偏差EI=29.990-30=-0.010。

（5）尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量。公差数值等于最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值，即公差=30.010-29.990=0.020，也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值，即公差=0.010-（-0.010）=0.020。公差是没有正负号的绝对值。

（6）公差带图：由于公差或偏差与基本尺寸数值相比相差太大，不便用同一比例表示，同时为了简化，在分析有关问题时，不画出孔、轴的结构，只画出放大的孔、轴公差区域和位置。采用这种表达方法的图形，称为公差带图，或称公差与配合图解，如图10-25（b）所示。

（7）零线：在公差带图中，确定偏差位置的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸。零线之上的偏差为正，零线之下的偏差为负。

（8）尺寸公差带（简称公差带）：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。

（三）配合

1. 配合的概念

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。

孔和轴配合时，由于它们的实际尺寸不同，将产生“过盈”或“间隙”。孔的尺寸减去与之配合的轴的尺寸所得的代数差称为间隙或过盈，为正时是间隙，为负时是过盈。

2. 配合种类

根据使用要求不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国家标准将配合分为三类：

（1）间隙配合：孔和轴装配时，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10-26（a）所示。

图10-26　三类配合中孔、轴公差带的关系

（a）间隙配合；（b）过盈配合；（c）过渡配合

（2）过盈配合：孔和轴装配时，具有过盈（包括最小过盈为零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下，如图10-26（b）所示。

（3）过渡配合：孔和轴装配时，可能具有过盈，也有可能具有间隙的配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠，如图10-26（c）所示。

（四）标准公差与基本偏差

公差带由“公差带大小”和“公差带位置”这两个要素组成。“公差带的大小”由标准公差确定，“公差带位置”由基本偏差确定，如图10-27所示。(www.daowen.com)

1. 标准公差

图10-27　公差带位置

标准公差（IT）的数值由公差等级和基本尺寸来确定。其中公差等级确定尺寸的精确度，也就影响着加工的难易程度。国家标准将公差等级分为20级，即IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18。IT表示标准公差，数字表示公差等级。IT01级的精确度最高，以下逐级降低。在保证质量的条件下，应选用较低的公差等级。各级标准公差数值可查阅附表。

2. 基本偏差

国家标准规定用来确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差，它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为下偏差。

为了满足各种配合的需要，国家标准规定了基本偏差系列，并根据不同的基本尺寸和基本偏差代号确定了轴和孔的基本偏差数值。基本偏差代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴，各28个。图10-28表示基本偏差系列。此示意图只表示公差带中属于基本偏差的一端，表示极限偏差的另一端是开口的，开口的一端取决于公差带的大小，它由设计者选用的标准公差的大小确定。

（五）配合制

要得到各种性质的配合，就必须在保证适当间隙或过盈的条件下，确定孔或轴的上、下偏差。为了便于设计和制造，国家标准对配合规定了基孔制与基轴制。

（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的各种配合的一种制度。

基孔制配合中的孔为基准孔，其基本偏差代号为H，基本偏差为下偏差，且偏差值为零。

图10-28　轴、孔基本偏差系列示意图

（2）基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同的基本偏差的孔的公差带形成的各种配合的一种制度。

基轴制配合中的轴为基准轴，其基本偏差代号为h，基本偏差为上偏差，且偏差值为零。

（六）极限与配合在图样上的标注

1. 公差带代号

孔、轴公差带代号由基本偏差代号和公差等级代号组成。基本偏差代号用拉丁字母表示，大写的为孔，小写的为轴；公差等级代号用阿拉伯数字表示。如H8、K7、H9等为孔的公差带代号，s7、h6、f9等为轴的公差带代号。

2. 配合代号

配合代号由组成配合的孔，轴公差带代号表示，写成分数的形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，即

或 孔公差带代号/轴公差带代号

若为基孔制配合，配合代号为

，如、或H6/k5、H8/e7

若为基轴制配合，配合代号为

，如、或K6/h5、E8/h7

3. 在图样中的标注

（1）装配图中的注法。在基本尺寸的右边标注配合代号。对于配合代号如H7/h6，一般看作为基孔制，但也可以看作基轴制，它是一种最小间隙为0的间隙配合。

（2）零件图中的标注。在零件图中，线性尺寸的公差有三种注法。

1）在孔或轴的基本尺寸右边，只标注公差带代号。

2）在孔或轴的基本尺寸右边，标注上、下偏差。上偏差写在基本尺寸的右上方，下偏差应与基本尺寸注在同一底线上，偏差数值应比基本尺寸数值小一号。上、下偏差前面必须标出正、负号。上、下偏差的小数点对齐，小数点后的位数也必须相同。当上偏差或下偏差为“零”时，用数值“0”标出，并与上偏差或下偏差的小数点前的个位数对齐。

当公差带相对于基本尺寸对称配置，即两个偏差相同时，偏差只需注一次，并应在偏差与基本尺寸之间注出符号“±”，两者的数值高度应一样。例如“50±0.25”。必须注意，偏差数值表中所列的偏差单位为微米（μm），标注时，必须换算成毫米（mm）。

3）在孔和轴的基本尺寸后面，同时标注公差带代号和上、下偏差，这时，上、下偏差必须加上括号。