任务1 识读顶尖套筒及螺母尺寸公差标注

以车床尾座图样中部分尺寸公差与配合标注为例。车床尾座在加工和装配过程中尺寸精度体现在零件图和装配图的技术要求中，如图1-1～图1-3所示。

图1-1中φ32h6是零件图中轴的尺寸公差与配合标注形式之一，图1-2中φ32H7是零件图中孔的尺寸公差与配合标注形式之一，图1-3中φ32H7/h6等是装配图中常见的尺寸公差与配合标注形式。

识读图样中的尺寸公差及配合标注时，应该获得以下信息：基本尺寸、极限偏差和公差、精度等级、基准制和配合类型以及极限盈隙。

1.1.1 孔和轴的尺寸

1.轴和孔

由图1-3所示的车床尾座装配图可知：各零件之间多处反映了轴与孔的结合，轴与孔结合在机械制造中得到了广泛的应用。除了图1-3中所示圆柱形内、外表面的轴和孔，还有其他形式的表面也定义为轴和孔，如图1-4所示。

（1）轴——通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）。轴径用小写字母d表示，如图1-4（a）所示。

（2）孔——通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。孔径用大写字母D表示，如图1-4（b）所示。

从装配关系讲，孔为包容面，在它之内无材料；轴为被包容面，在它之外无材料。

2.尺寸

（1）尺寸——用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米（mm）作为特定单位。

（2）基本尺寸（孔 D、轴 d）——根据使用要求，经过强度、刚度计算和结构设计而确定的，且按优先数系列选取的尺寸。基本尺寸应是标准尺寸，即为理论值。

（3）实际尺寸（孔Da、轴da）——加工后通过测量所得的尺寸。但由于测量存在误差，所以实际尺寸并非真值。同时由于工件存在形状误差，所以同一个表面不同部位的实际尺寸也不相等。

（4）极限尺寸——允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的。

最大极限尺寸（孔Dmax、轴dmax）——允许实际尺寸变动的最大值；

最小极限尺寸（孔Dmin、轴dmin）——允许实际尺寸变动的最小值。

1.1.2 偏差、公差和公差带图

1.尺寸偏差（简称偏差）

偏差——某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。

（1）极限偏差——极限尺寸减去基本尺寸得到的代数差。

上偏差：最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差，符号（ES、es）；

下偏差：最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差，符号（EI、ei）。

孔上偏差 ES=Dmax-D，孔下偏差 EI=Dmin-D；

轴上偏差 es = dmax - d，轴下偏差 ei = dmin - d。

零件尺寸合格的条件：加工零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，或者其误差在极限偏差范围内，即为合格品，反之是废品。

孔：

轴：

2. 尺寸公差（简称公差）

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代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差代数差的绝对值。公差取绝对值不存在负公差，也不允许为零。公差大小反映零件加工的难易程度及尺寸的精确程度。

孔公差 T h=|Dmax-Dmin|=|ES-EI|

轴公差T s=| dmax - dmin =| e| -sei|

基本尺寸、尺寸偏差和尺寸公差三者的关系如图1-5所示。

3. 零线、公差带和公差带图

表示零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺寸公差带。图解方式为公差带图，如图1-6所示。

（1）零线——在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸（图中以毫米为单位标出），标注为“0”，偏差由此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差，分别标注“+”、“-”号，若为零，可不标注。

（2）公差带——公差带图中用与零线平行的直线表示上、下偏差（图中以微米或毫米为单位标出，单位省略不写）。公差带在零线垂直方向上的宽度代表公差值，沿零线方向的长度可适当选取。通常孔公差带用由右上角像左下角的斜线表示，轴公差带用由左上角向右下角的斜线表示。

（3）标准公差——《公差与配合》国家标准中所规定的用以确定公差带大小的任一公差值。

（4）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，数值均已标准化，一般为靠近零线的那个极限偏差。当公差带在零线以上时，下偏差为基本偏差；当公差带在零线以下时，上偏差为基本偏差，如图1-7所示。

1.1.3 标准公差及基本偏差的国标规定

公差带有两个基本参数，即公差带的大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。

国家标准GB/T 1800.3-1998《极限与配合 基础 第三部分：标准公差和基本偏差数值表》规定了两个基本系列，即标准公差系列和基本偏差系列。

1.标准公差系列

标准公差等级是指确定尺寸精确程度的等级。为了满足机械制造中各零件尺寸不同精度的要求，国家标准在基本尺寸至500mm范围内规定了20个标准公差等级，用符号IT和数值表示，IT表示国际公差，数字表示公差（精度）等级代号：IT01、IT0、IT1、IT2～IT18。其中，IT01精度等级最高，其余依次降低，IT18等级最低。在基本尺寸相同的条件下，标准公差数值随公差等级的降低而依次增大。同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。

表1-1列出了国家标准（GB/T 1800.3—1998）规定的机械制造行业常用尺寸（尺寸至500mm）的标准公差数值。

2.基本偏差系列

（1）基本偏差代号

国家标准（简称国标）中已将基本偏差标准化，规定了孔、轴各28种公差带位置，孔用大写字母，轴用小写字母。在26个英文字母中，去掉5个字母（孔去掉I、L、O、Q、W，轴去掉i、l、o、q、w），加上7组字母（孔为CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；轴为cd、ef、fg、js、za、zb、zc），共28种，基本偏差系列见图1-8。

（2）基本偏差系列特点

◆ 基本偏差系列中的H(h)，其基本偏差为零。

◆ JS(js)与零线对称，上偏差ES(es)=+IT/2，下偏差EI(ei)=-IT/2，上、下偏差均可作为基本偏差。

◆ 孔的基本偏差系列中，A～H的基本偏差为下偏差，J～ZC的基本偏差为上偏差；轴的基本偏差中a～h的基本偏差为上偏差，j～zc的基本偏差为下偏差。

◆ 公差带的另一极限偏差“开口”，表示其公差等级未定。

（3）基本偏差数值

国家标准已列出轴、孔基本偏差数值表，如表1-2和表1-3所示，在实际中可查表确定其数值。

1.1.4 配合

配合——基本尺寸相同相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

间隙或过盈——孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。此差值为正时得间隙，此差值为负时得过盈。

1.配合类型

配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种。

（1）间隙配合——孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙的配合（包括最小间隙为零的配合），如图1-9（a）所示。

由于孔和轴都有公差，所以实际间隙的大小随着孔和轴的实际尺寸而变化。孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最大间隙，也等于孔的上偏差减轴的下偏差。以X代表间隙，则

最大间隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei；

最小间隙：X min=Dmin-dmax= EI-es。

（2）过盈配合——孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈的配合（包括最小过盈为零的配合），如图1-9（b）所示。

实际过盈的大小也随着孔和轴的实际尺寸而变化。孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最小过盈，也等于孔的上偏差减轴的下偏差，以Y 代表过盈，则

最大过盈：Ymax=Dmin-dmax= EI-es；

最小过盈：Ymin=Dmax-dmin= ES-ei。

（3）过渡配合——孔和轴的公差带相互交叠，随着孔、轴实际尺寸的变化可能得到间隙或过盈的配合，如图1-9（c）所示。

孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最大间隙。孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的差值为最大过盈。

最大间隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei；

最大过盈：Ymax=Dmin-dmax= EI-es。

2.配合公差

在上述间隙、过盈和过渡三类配合中，允许间隙或过盈在两个界限内变动，这个允许的变动量为配合公差，这是设计人员根据相配件的使用要求确定的。配合公差越大，配合精度越低；配合公差越小，配合精度越高。在精度设计时，可根据配合公差来确定孔和轴的尺寸公差。

配合公差的大小为两个界限值的代数差的绝对值，也等于相配合孔的公差和轴的公差之和。取绝对值表示配合公差，在实际计算时常省略绝对值符号。

1.1.5 基准制

为了以尽可能少的标准公差带形成最多种的配合，标准规定了两种基准制：基孔制和基轴制。如有特殊需要，允许将任一孔、轴公差带组成配合。孔、轴尺寸公差代号用基本偏差代号与公差等级代号组成。

（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，如图1-10（a）所示。

在基孔制中，孔是基准件，称为基准孔；轴是非基准件，称为配合轴。同时规定，基准孔的基本偏差是下偏差，且等于零，即EI=0，并以基本偏差代号H表示，应优先选用。

（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1-10（b）所示。

在基轴制中，轴是基准件，称为基准轴；孔是非基准件，称为配合孔。同时规定，基准轴的基本偏差是上偏差，且等于零，即es=0，并以基本偏差代号h表示。

由于孔的加工工艺复杂，故制造成本高，因此优先选用基孔制。

1.1.6 国标中规定的公差带与配合

1.国标中规定的公差带

原则上允许任一孔、轴组成配合。但为了简化标准和使用方便，根据实际需要规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带，从而有利于生产和减少刀具、量具的规格、数量，方便于技术工作。

表1-4、表1-5所示为基本尺寸不大于500mm孔、轴优先、常用和一般用途公差带。应按顺序选用。

表中，轴的优先公差带13种（带圆圈），常用公差带59种（方框内），一般用途公差带119种；孔的优先公差带13种，常用公差带44种，一般用途公差带105种。

2.国标中规定的配合

孔、轴公差带进行组合可得30万种配合，远远超过了实际需要。现将尺寸不大于500 mm范围内，对基孔制规定13种优先配合和59种常用配合，见表1-6；对基轴制规定了13种优先配合和47种常用配合，见表1-7。

从表中可以看出，加工工艺等价原则在这里反映出的经济性：孔、轴公差等级以IT8为界，低于等于IT8级的轴与孔采用同级配合，但高于IT8级的轴必须与低一级的孔配合。

3.一般公差线性尺寸的未注公差

一般公差是指在车间一般加工条件下可保证的公差，是机床设备在正常维护和操作情况下，能达到的经济加工精度。采用一般公差时，在该尺寸后不标注极限偏差或其他代号，所以也称未注公差。

一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。当功能上允许的公差等于或大于一般公差时，均应采用一般公差；当要素的功能允许比一般公差大的公差，且注出更为经济时，如装配所钻盲孔的深度，则相应的极限偏差值要在尺寸后注出。在正常情况下，一般可不必检验。一般公差适用于金属切削加工的尺寸，一般冲压加工的尺寸。对非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸亦可参照采用。

在GB/T 1804-2000中，规定了四个公差等级，其线性尺寸一般公差的公差等级及其极限偏差数值见表1-8。

采用一般公差时，在图样上不标注公差，但应在技术要求中做相应注明，例如选用中等级m时，表示为GB/T1804-m。

任务1小结

1.零件图尺寸公差与配合标注读解

（1）φ32h6

➢ 轴基本尺寸：d=32。

➢ 公差等级：查表1-1，由基本尺寸30～50的横行与IT6的纵列相交处，知标准公差IT6=16μm。

➢ 基本偏差：代号为h，查表1-2，由基本尺寸30～40的横行与h的纵列相交处，查得基本偏差为上偏差，且es=0。

➢ 极限偏差的计算：下偏差 ei=es-IT6=0-16=-16μm（-0.016mm），该公差标注还可以用表示。

➢ 最大极限尺寸： dmax = 32 0 32d+es= + =。

➢min最小极限尺寸：d =d+ei= + - =32 ( 0.016) 31.984。

➢ 尺寸合格条件：31.984≤da≤32。

（2）φ32H7

➢ 孔基本尺寸：D=32。

➢ 公差等级：查表1-1，由基本尺寸30～50的横行与IT7的纵列相交处，知标准公差IT7=25μm。

➢ 基本偏差：代号为H，查表1-3，由基本尺寸30～40的横行与H的纵列相交处，查得基本偏差为下偏差，且EI=0。

➢ 极限偏差的计算：上偏差ES=EI+IT7=0+25=+25μm（+0.025mm），该公差标注还可以用表示。

➢ 最大极限尺寸： Dmax =D+ES= + =32 0.025 32.025。

➢ 最小极限尺寸： Dmin 32 0 32=D+EI= + =。

➢ 尺寸合格条件：32≤Da≤32.025。

2.装配图尺寸公差与配合标注φ32H7/h6读解

➢ 孔轴基本尺寸：32。

➢ 基准制：基孔制。

➢ 配合种类：公差带图如图1-11所示，可以判断是间隙配合。

➢ 最大间隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei=25-（-16）=41μm。

➢ 最小间隙：X min=Dmin-dmax= EI-es=0-0=0。

➢ 配合公差： Tf =Xmax -Xmin =41-0=41μm。