公差與配合是機(jī)械類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它是將公差配合和計量學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，從互換性角度出發(fā)，圍繞誤差與公差這兩個概念來研究如何解決使用要求與制造要求的矛盾，而這一矛盾的解決是合理確定公差配合和采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)測量手段。
互換性
定義
ISO8402對互換性的定義是：一個實體，不用改變即可代替另一實體，滿足同樣要求的能力。
互換性是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則。在機(jī)械和儀器制造工業(yè)中，零、部件的互換性是指在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑選或附加修配（如鉗工修理）就能裝在機(jī)器上，達(dá)到規(guī)定的性能要求。為滿足機(jī)械制造中零件所具有的互換性，要求生產(chǎn)零件尺寸應(yīng)在允許的公差范圍之內(nèi)。這就必須對一種零件的形式、尺寸、精度、性能等規(guī)定一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。同類產(chǎn)品還需按尺寸大小合理分檔，以減少產(chǎn)品的系列，這就是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化。
機(jī)械和制造業(yè)中的互換性，通常包括幾何參數(shù)（如尺寸）和力學(xué)性能（如硬度、強度）的互換。
分類
按照染色體互換范圍的不同，可分為完全互換（絕對互換）和不完全互換（有限互換）。完全互換在機(jī)械制造中應(yīng)用廣泛。但是，在單件生產(chǎn)的機(jī)器中（特重型、特高精度的儀器），往往采用不完全互換。這是因為在這種情況下，完全互換將導(dǎo)致加工困難（甚至無法加工）或制造成本過高。為此，生產(chǎn)中往往把零、部件的精度適當(dāng)降低，以便于制造。然后再根據(jù)實測尺寸的大小，將制成的相配零、部件各分成若干組。使每組內(nèi)尺寸差別比較小。最后再把相應(yīng)組的零、部件進(jìn)行裝配。這樣既解決了零部件的加工困難，又保證了裝配的精度要求。
作用
（1）從使用方面看，如人們經(jīng)常使用的自行車和手表的零件，生產(chǎn)中使用的各種設(shè)備的零件等，當(dāng)它們損壞以后，修理人員很快就可以用同樣規(guī)格的零件換上，恢復(fù)自行車、手表和設(shè)備的功能。而在某些情況下，互換性所起的作用還很難用價值來衡量。例如在戰(zhàn)場上，要立即排除武器裝備的故障，繼續(xù)戰(zhàn)斗，這時做主零、部件的互換性是絕對必要的。
（2）從制造方面來看，互換性是提高生產(chǎn)水平和進(jìn)行文明生產(chǎn)的有力手段。裝配時，不需輔助加工和修配，故能減輕裝配工人的勞動強度，縮短裝配周期，并且可使裝配工人按流水作業(yè)方式進(jìn)行工作，以致進(jìn)行自動裝配，從而大大提高生產(chǎn)效率。加工時，由于規(guī)定有公差，同一部機(jī)器上的各種零可以同時加工。用量大的標(biāo)準(zhǔn)件還可以由專門工廠單獨生產(chǎn)。這樣就可以采用高效率的專用設(shè)備，乃致采用計算機(jī)輔助加工。這樣產(chǎn)量和質(zhì)量必然會得到提高，成本也會顯著降低。
（3）從設(shè)計方面看，由于采用互換原則設(shè)計和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)零碎、部件，可以簡化繪圖、計算等工作，縮短設(shè)計周期，并便于用計算機(jī)輔助設(shè)計。
孔和軸
孔和軸是廣義的，孔是包容面，內(nèi)部無材料。孔包括圓柱形的內(nèi)表面，也包括非圓柱形的內(nèi)表面（由兩平行平面或切面形成的包容面）；軸是被包容面，外部無材料。軸包括圓柱形的外表面，也包括非圓柱形的外表面。
尺寸術(shù)語
尺寸：由設(shè)計者給定，由數(shù)字和長度單位(一般為mm)組成。
基本尺寸：孔為D,軸為d，當(dāng)孔和軸配合時，D=d。
實際尺寸：孔Da,軸da,通過測量得到，存在測量誤差，非真值。
局部實際尺寸：不同部位的實際尺寸各不相同。
極限尺寸：孔Dmax,Dmin,軸dmax,dmin。
最大實體極限（MML）：孔Dmin,軸dmax。
最小實體極限（LML）：孔Dmax,軸dmin。
術(shù)語
偏差是某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。
極限偏差指上偏差（ES,es）和下偏差(EI,ei)。
孔的上下偏差：ES= Dmax –D, EI= Dmin –D;孔的實際偏差必須在上下偏差之間。
軸的上下偏差：es= dmax -d, ei= dmin -d; 軸的實際偏差必須在上下偏差之間。
偏差可為正值、負(fù)值或零。偏差值除零外，應(yīng)標(biāo)上相應(yīng)的“+”號或“ -”號。偏差影響配合松緊。
公差是允許尺寸的變動量。公差為絕對值，不能為零。
孔公差：TD=| Dmax - Dmin |=|ES-EI|
軸公差：Td=| dmax - dmin |=|es-ei|
極限偏差和公差都是設(shè)計給定的，反映使用要求。
公差反映尺寸制造精度，公差值越小，精度越高，制造越困難。公差帶由公差帶大小和公差帶位置決定，公差帶大小由標(biāo)準(zhǔn)公差確定，位置由基本偏差確定。
配合
1.定義
配合是孔和軸公差帶之間的關(guān)系，是設(shè)計時對一批孔、軸提出的要求，不是指某一對孔和軸結(jié)合的松緊。
2.種類
（1）間隙配合：最大間隙xMax=Dmax-dmin=ES-ei,最小間隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es；
（2）過渡配合：最大間隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,最大過盈Ymax=Dmin-dmax=Ei-es；
（3）過盈配合：最大過盈Ymax=Dmin-dmax=Ei-es,最小過盈Ymin=Dmax-dmin=ES-ei。
3.配合公差
配合公差是組成配合的孔、軸公差之和。Tf=TD+Td。它反映裝配要求，孔軸公差反映制造要求。
國家標(biāo)準(zhǔn)
1． 標(biāo)準(zhǔn)公差系列
公差等級：20級(IT01,IT0,IT1,IT2……IT18),公差等級越大，公差值越大，精度越低，制造越容易。
基本尺寸分段：在￡500mm內(nèi)分為13段。基本尺寸越大，公差值越大。
2． 基本偏差系列
孔的基本偏差：28個，大寫字母表示。
軸的基本偏差：28個，小寫字母表示。
孔公差帶和軸公差帶由基本偏差代號和公差等級的表示，例H8,K7,h7,s6等。
基本偏差與公差值無關(guān)，基本偏差是靠近零線的那個偏差，可以是上偏差也可以是下偏差。
3． 極限與配合的標(biāo)注方法
在零件圖上標(biāo)注：f50H7 , f50( ),f50H7( )三種方式等價。
在裝配圖上標(biāo)注孔與軸的配合：f50H7/f6 ,
4． 一般公差（未注公差）
由加工設(shè)備保證，不需檢測。
選用原則
選用原則：經(jīng)濟(jì)、滿足使用要求。
1． 基準(zhǔn)制的選用
優(yōu)先選用基孔制；
與標(biāo)準(zhǔn)件相配時，基準(zhǔn)制的選用由標(biāo)準(zhǔn)件而定：與標(biāo)準(zhǔn)孔配合則選基孔制，與標(biāo)準(zhǔn)軸配合則選用基軸制；
同一基本尺寸的孔（軸）與多件軸（孔）配合時，應(yīng)當(dāng)選用基孔（軸）制。
2． 公差等級的選用
在保證使用要求的前提下，盡量選較低的公差等級，以降低成本；
當(dāng)公差等級 當(dāng)公差等級=IT8 時，孔和軸可以同級配合，也可以孔比軸低一級配合，例：H8/g7,H8/d8等； 當(dāng)公差等級>IT8 時，孔和軸同級配合；例：H11/c11，D9/h9等。 3．配合種類的選用 裝配后有相對運動，應(yīng)選用間隙配合； 裝配后有定位精度要求或需要拆卸，應(yīng)選用過渡配合，間隙和過盈要小； 裝配后要傳遞載荷的，應(yīng)選用過盈配合。 選用公差帶時，按優(yōu)先公差帶、常用公差帶、一般公差帶的次序進(jìn)行選用； 選用配合時，按優(yōu)先配合、常用配合的次序進(jìn)行選用。 1.分類 （1）基孔制 基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度成為基孔制。這種制度在同一基本尺寸的配合中，是將孔的公差帶的位置固定，通過變動軸的公差帶位置，得到各種不同的配合 基孔制的孔稱為基準(zhǔn)孔。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基準(zhǔn)孔的下偏差為0，“H”為基準(zhǔn)孔的基本偏差。 （2）基軸制 基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度稱為基軸制。這種制度在同一基本尺寸的配合中，是將軸的公差帶位置固定，通過變動孔的公差帶位置，得到各種不同的配合 基軸制的軸稱為基準(zhǔn)軸。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基準(zhǔn)軸的上偏差為0，“h”為基軸制的基本偏差。 2.選用原則 一般情況下，應(yīng)優(yōu)先采用基孔制。這樣可以限制定值切削刀具。量具的規(guī)格數(shù)量。基軸制通常僅用于具有明顯經(jīng)濟(jì)效果的場合和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求不適合采用基孔制的場合。 1.定義 形狀公差是指單一實際要素的形狀所允許的變動全量。形狀公差用形狀公差帶表達(dá)。形狀公差帶包括公差帶形狀、方向、位置和大小等四要素。形狀公差項目有：直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度等6項。 2.類型 （1）直線度 直線度是表示零件上的直線要素實際形狀保持理想直線的狀況。也就是通常所說的平直程度。直線度公差是實際線對理想直線所允許的最大變動量。也就是在工程圖上所給定的，用以限制實際線加工誤差所允許的變動范圍。 （2）平面度 平面度是表示零件的平面要素實際形狀，保持理想平面的狀況。也就是通常所說的平整程度。平面度公差是實際表面對平面所允許的最大變動量。也就是在圖樣上給定的，用以限制實際表面加工誤差所允許的變動范圍。 （3）圓度 圓度是表示零件上圓的要素實際形狀，與其中心保持等距的情況。即通常所說的圓整程度。圓度公差是在同一截面上，實際圓對理想圓所允許的最大變動量。也就是工程圖上給定的，用以限制實際圓的加工誤差所允許的變動范圍。 （4）圓柱度 圓柱度是表示零件上圓柱面外形輪廓上的各點，對其軸線保持等距狀況。圓柱度公差是實際圓柱面對理想圓柱面所允許的最大變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際圓柱面加工誤差所允許的變動范圍。 （5）線輪廓度 線輪廓度是表示在零件的給定平面上，任意形狀的曲線，保持其理想形狀的狀況。線輪廓度公差是指非圓曲線的實際輪廓線的允許變動量。也就是圖樣上給定的，用以限制實際曲線加工誤差所允許的變動范圍。 （6）面輪廓度 面輪廓度是表示零件上的任意形狀的曲面，保持其理想形狀的狀況。面輪廓度公差是指非圓曲面的實際輪廓線，對理想輪廓面的允許變動量。也就是工程圖上給定的，用以限制實際曲面加工誤差的變動范圍。 1.定義 位置公差是指關(guān)聯(lián)實際要素的位置對基準(zhǔn)所允許的變動全量。 2.類型 (1)定向公差 定向公差是指關(guān)聯(lián)實際要素對基準(zhǔn)在方向上允許的變動全量。這類公差包括平行度、垂直度、傾斜度3項。 (2)定位公差 定位公差是關(guān)聯(lián)實際要素對基準(zhǔn)在位置上允許的變動全量。這類公差包括同軸度、對稱度、位置度3項。 (3)跳動公差 跳動公差是以特定的檢測方式為依據(jù)而給定的公差項目。跳動公差可分為圓跳動與全跳動。 參考資料 >基準(zhǔn)制
形狀公差
位置公差