《极限与配合》基础知识前言国家标准《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Φ10mm,轴Φ10）。

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：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，6 图解表示，7 基准温度”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，9 基本尺寸至3150mm的标准偏差，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 286－2－1988GB/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。

二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。