任務1 識讀頂尖套筒及螺母尺寸公差標注
以車床尾座圖樣中部分尺寸公差與配合標注為例。車床尾座在加工和裝配過程中尺寸精度體現在零件圖和裝配圖的技術要求中，如圖1-1～圖1-3所示。
圖1-1 車床尾座螺母零件圖
圖1-2 車床尾座頂尖套筒零件圖
1—頂尖；2—尾座體；3—頂尖套筒；4—絲桿；5—螺母；6—滾動軸承；7—后蓋；8—擋圈；9—手輪；10—手柄桿
圖1-3 車床尾座裝配圖
圖1-1中φ32h6是零件圖中軸的尺寸公差與配合標注形式之一，圖1-2中φ32H7是零件圖中孔的尺寸公差與配合標注形式之一，圖1-3中φ32H7/h6等是裝配圖中常見的尺寸公差與配合標注形式。
識讀圖樣中的尺寸公差及配合標注時，應該獲得以下信息：基本尺寸、極限偏差和公差、精度等級、基準制和配合類型以及極限盈隙。
1.1.1 孔和軸的尺寸
1.軸和孔
由圖1-3所示的車床尾座裝配圖可知：各零件之間多處反映了軸與孔的結合，軸與孔結合在機械制造中得到了廣泛的應用。除了圖1-3中所示圓柱形內、外表面的軸和孔，還有其他形式的表面也定義為軸和孔，如圖1-4所示。
圖1-4 軸和孔
（1）軸——通常是指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面（由兩平行平面或切面形成的被包容面）。軸徑用小寫字母d表示，如圖1-4（a）所示。
（2）孔——通常是指工件的圓柱形內表面，也包括非圓柱形內表面（由兩平行平面或切面形成的包容面）。孔徑用大寫字母D表示，如圖1-4（b）所示。
從裝配關系講，孔為包容面，在它之內無材料；軸為被包容面，在它之外無材料。
2.尺寸
（1）尺寸——用特定單位表示長度值的數字。在機械制造中一般常用毫米（mm）作為特定單位。
（2）基本尺寸（孔 D、軸 d）——根據使用要求，經過強度、剛度計算和結構設計而確定的，且按優先數系列選取的尺寸。基本尺寸應是標準尺寸，即為理論值。
任務提示：圖1-1中的螺母軸徑基本尺寸d=32，圖1-2頂尖套筒孔的基本尺寸D=32。
（3）實際尺寸（孔Da、軸da）——加工后通過測量所得的尺寸。但由于測量存在誤差，所以實際尺寸并非真值。同時由于工件存在形狀誤差，所以同一個表面不同部位的實際尺寸也不相等。
任務提示：圖1-1中的 φ32軸徑，加工后測量為 φ31.990 、φ31.985等，即 da1 =31.990，da2 =31.985。
（4）極限尺寸——允許尺寸變化的兩個界限值。極限尺寸是以基本尺寸為基數來確定的。
最大極限尺寸（孔Dmax、軸dmax）——允許實際尺寸變動的最大值；
最小極限尺寸（孔Dmin、軸dmin）——允許實際尺寸變動的最小值。
任務提示：圖1-2中φ32孔，最大極限尺寸Dmax=32.025，最小極限尺寸Dmin=32。
圖1-1中φ32軸，最大極限尺寸dmax=32，最小極限尺寸dmin=31.984。
1.1.2 偏差、公差和公差帶圖
1.尺寸偏差（簡稱偏差）
偏差——某一尺寸減去基本尺寸所得的代數差。
（1）極限偏差——極限尺寸減去基本尺寸得到的代數差。
上偏差：最大極限尺寸減去基本尺寸所得的代數差，符號（ES、es）；
下偏差：最小極限尺寸減去基本尺寸所得的代數差，符號（EI、ei）。
孔上偏差 ES=Dmax-D，孔下偏差 EI=Dmin-D；
軸上偏差 es = dmax - d，軸下偏差 ei = dmin - d。
任務提示：孔ES=32.025-32=+0.025，EI=32-32=0；
軸es=32-32=0，ei 31.984 32= - =-0.016。
（2）實際偏差（Ea、ea）——實際尺寸減去基本尺寸的代數差，在實際中稱為誤差。偏差可以為正、負或零值。
任務提示：螺母軸徑ea1=31.990-32=-0.010，ea2=31.985-32=-0.015。
零件尺寸合格的條件：加工零件的實際尺寸在極限尺寸范圍內，或者其誤差在極限偏差范圍內，即為合格品，反之是廢品。
孔： 
軸：
2. 尺寸公差（簡稱公差）
公差——允許尺寸的變動量。公差數值等于最大極限尺寸與最小極限尺寸代數差的絕對值，也等于上偏差與下偏差代數差的絕對值。公差取絕對值不存在負公差，也不允許為零。公差大小反映零件加工的難易程度及尺寸的精確程度。
孔公差 T h=|Dmax-Dmin|=|ES-EI|
軸公差T s=| dmax - dmin =| e| -sei|
任務提示：套筒孔公差Th=|32.025-32|=|0.025-0|=0.025；
軸徑的公差Ts=|32-31.984|=|0-（-0.016）|=0.016。
基本尺寸、尺寸偏差和尺寸公差三者的關系如圖1-5所示。
圖1-5 術語圖解
3. 零線、公差帶和公差帶圖
表示零件的尺寸相對其基本尺寸所允許變動的范圍，叫做尺寸公差帶。圖解方式為公差帶圖，如圖1-6所示。
圖1-6 公差帶圖
（1）零線——在公差帶圖中，確定偏差的一條基準直線，即零偏差線。通常以零線表示基本尺寸（圖中以毫米為單位標出），標注為“0”，偏差由此零線算起，零線以上為正偏差，零線以下為負偏差，分別標注“+”、“-”號，若為零，可不標注。
（2）公差帶——公差帶圖中用與零線平行的直線表示上、下偏差（圖中以微米或毫米為單位標出，單位省略不寫）。公差帶在零線垂直方向上的寬度代表公差值，沿零線方向的長度可適當選取。通常孔公差帶用由右上角像左下角的斜線表示，軸公差帶用由左上角向右下角的斜線表示。
（3）標準公差——《公差與配合》國家標準中所規定的用以確定公差帶大小的任一公差值。
（4）基本偏差——用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，數值均已標準化，一般為靠近零線的那個極限偏差。當公差帶在零線以上時，下偏差為基本偏差；當公差帶在零線以下時，上偏差為基本偏差，如圖1-7所示。
圖1-7 基本偏差
任務提示：螺母φ32軸徑公差帶基本偏差為上偏差（es=0），頂尖套筒φ32孔公差帶基本偏差為下偏差（EI =0）。
1.1.3 標準公差及基本偏差的國標規定
公差帶有兩個基本參數，即公差帶的大小與位置。大小由標準公差確定，位置由基本偏差確定。
國家標準GB/T 1800.3-1998《極限與配合 基礎 第三部分：標準公差和基本偏差數值表》規定了兩個基本系列，即標準公差系列和基本偏差系列。
1.標準公差系列
標準公差等級是指確定尺寸精確程度的等級。為了滿足機械制造中各零件尺寸不同精度的要求，國家標準在基本尺寸至500mm范圍內規定了20個標準公差等級，用符號IT和數值表示，IT表示國際公差，數字表示公差（精度）等級代號：IT01、IT0、IT1、IT2～IT18。其中，IT01精度等級最高，其余依次降低，IT18等級最低。在基本尺寸相同的條件下，標準公差數值隨公差等級的降低而依次增大。同一公差等級、同一尺寸分段內各基本尺寸的標準公差數值是相同的。同一公差等級對所有基本尺寸的一組公差也被認為具有同等精確程度。
表1-1列出了國家標準（GB/T 1800.3—1998）規定的機械制造行業常用尺寸（尺寸至500mm）的標準公差數值。
表1-1 標準公差的數值表（摘自GB/T 1800.3—1998）
任務提示：圖1-1中φ32h6軸徑的公差等級為6級，查表1-1知其標準公差值為IT6=16μm；圖1-2中φ32H7孔的公差等級為7級，標準公差值為IT7=25μm。
2.基本偏差系列
（1）基本偏差代號
國家標準（簡稱國標）中已將基本偏差標準化，規定了孔、軸各28種公差帶位置，孔用大寫字母，軸用小寫字母。在26個英文字母中，去掉5個字母（孔去掉I、L、O、Q、W，軸去掉i、l、o、q、w），加上7組字母（孔為CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；軸為cd、ef、fg、js、za、zb、zc），共28種，基本偏差系列見圖1-8。
圖1-8 基本偏差系列
（2）基本偏差系列特點
◆ 基本偏差系列中的H(h)，其基本偏差為零。
◆ JS(js)與零線對稱，上偏差ES(es)=+IT/2，下偏差EI(ei)=-IT/2，上、下偏差均可作為基本偏差。
◆ 孔的基本偏差系列中，A～H的基本偏差為下偏差，J～ZC的基本偏差為上偏差；軸的基本偏差中a～h的基本偏差為上偏差，j～zc的基本偏差為下偏差。
◆ 公差帶的另一極限偏差“開口”，表示其公差等級未定。
（3）基本偏差數值
國家標準已列出軸、孔基本偏差數值表，如表1-2和表1-3所示，在實際中可查表確定其數值。
表1-2 基本尺寸不大于500mm軸的基本偏差數值（摘自GB/T 1800.3-1998）（μm）
注：①基本尺寸小于或等于1mm時，基本偏差a和b均不采用。
②公差帶js7~js11,若IT數值是奇數，則取偏差=±
。
表1-3 進本尺寸不大于500mm孔的基本偏差數值（摘自GB/T 1800.3-1998）（μm）
注：①1mm以下各級A和B均不采用。
② 標準公差≦1T8級的K、M、N及標準公差≦1T7級的P～ZC時，從表的右側選取◢值。例如：在18～30mm之間的P7，◢＝8um，因此ES＝﹣22﹢8＝﹣14um
【例1-1】利用標準公差數值表和軸的基本偏差數值表，確定φ50f6軸的極限偏差數值。
解：查表1-1得，IT6=16μm
查表1-2得，基本偏差es =-25μm
所以ei=es-IT6=(-25) -16=-41μm
在圖樣上可標注為
。
【例1-2】利用標準公差數值表和孔的基本偏差數值表，確定φ35U7孔的極限偏差數值。
解：查表1-1得，IT7= 25μm
查表1-3，基本尺寸處于＞30～40尺寸分段內，公差等級＞7時，表中的基本偏差為-60，但本題公差等級等于7，故應按照表中的說明，在該表的右端查找出Δ=9μm。
所以ES=-60+Δ=-60+9=-51μm
而EI=ES-IT7=-51-25=-76μm
在圖樣上可標注為
。
1.1.4 配合
配合——基本尺寸相同相互結合的孔和軸公差帶之間的關系。
間隙或過盈——孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數差。此差值為正時得間隙，此差值為負時得過盈。
1.配合類型
配合可分為間隙配合、過盈配合和過渡配合三種。
（1）間隙配合——孔的公差帶在軸的公差帶之上，具有間隙的配合（包括最小間隙為零的配合），如圖1-9（a）所示。
圖1-9 配合類型
由于孔和軸都有公差，所以實際間隙的大小隨著孔和軸的實際尺寸而變化。孔的最大極限尺寸減軸的最小極限尺寸所得的差值為最大間隙，也等于孔的上偏差減軸的下偏差。以X代表間隙，則
最大間隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei；
最小間隙：X min=Dmin-dmax= EI-es。
（2）過盈配合——孔的公差帶在軸的公差帶之下，具有過盈的配合（包括最小過盈為零的配合），如圖1-9（b）所示。
實際過盈的大小也隨著孔和軸的實際尺寸而變化。孔的最大極限尺寸減軸的最小極限尺寸所得的差值為最小過盈，也等于孔的上偏差減軸的下偏差，以Y 代表過盈，則
最大過盈：Ymax=Dmin-dmax= EI-es；
最小過盈：Ymin=Dmax-dmin= ES-ei。
（3）過渡配合——孔和軸的公差帶相互交疊，隨著孔、軸實際尺寸的變化可能得到間隙或過盈的配合，如圖1-9（c）所示。
孔的最大極限尺寸減軸的最小極限尺寸所得的差值為最大間隙。孔的最小極限尺寸減軸的最大極限尺寸所得的差值為最大過盈。
最大間隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei；
最大過盈：Ymax=Dmin-dmax= EI-es。
2.配合公差
在上述間隙、過盈和過渡三類配合中，允許間隙或過盈在兩個界限內變動，這個允許的變動量為配合公差，這是設計人員根據相配件的使用要求確定的。配合公差越大，配合精度越低；配合公差越小，配合精度越高。在精度設計時，可根據配合公差來確定孔和軸的尺寸公差。
配合公差的大小為兩個界限值的代數差的絕對值，也等于相配合孔的公差和軸的公差之和。取絕對值表示配合公差，在實際計算時常省略絕對值符號。
任務提示：車床尾座體中螺母與頂尖套筒φ32軸、孔配合的最大盈隙和配合公差如下。
頂尖套筒孔公差帶在螺母軸公差帶之上，故其配合為間隙配合。
最大間隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei=0.025-（-0.016）=0.041；
最小間隙：X min= D min-dmax= EI-es=0-0=0。
1.1.5 基準制
為了以盡可能少的標準公差帶形成最多種的配合，標準規定了兩種基準制：基孔制和基軸制。如有特殊需要，允許將任一孔、軸公差帶組成配合。孔、軸尺寸公差代號用基本偏差代號與公差等級代號組成。
（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形成各種配合的一種制度，如圖1-10（a）所示。
圖1-10 基孔制配合和基軸制配合
在基孔制中，孔是基準件，稱為基準孔；軸是非基準件，稱為配合軸。同時規定，基準孔的基本偏差是下偏差，且等于零，即EI=0，并以基本偏差代號H表示，應優先選用。
（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形成各種配合的一種制度，如圖1-10（b）所示。
在基軸制中，軸是基準件，稱為基準軸；孔是非基準件，稱為配合孔。同時規定，基準軸的基本偏差是上偏差，且等于零，即es=0，并以基本偏差代號h表示。
由于孔的加工工藝復雜，故制造成本高，因此優先選用基孔制。
1.1.6 國標中規定的公差帶與配合
1.國標中規定的公差帶
原則上允許任一孔、軸組成配合。但為了簡化標準和使用方便，根據實際需要規定了優先、常用和一般用途的孔、軸公差帶，從而有利于生產和減少刀具、量具的規格、數量，方便于技術工作。
表1-4、表1-5所示為基本尺寸不大于500mm孔、軸優先、常用和一般用途公差帶。應按順序選用。
表1-4 基本尺寸不大于500mm軸優先、常用和一般用途公差帶
表1-5 基本尺寸不大于500mm孔優先、常用和一般用途公差帶
表中，軸的優先公差帶13種（帶圓圈），常用公差帶59種（方框內），一般用途公差帶119種；孔的優先公差帶13種，常用公差帶44種，一般用途公差帶105種。
2.國標中規定的配合
孔、軸公差帶進行組合可得30萬種配合，遠遠超過了實際需要。現將尺寸不大于500 mm范圍內，對基孔制規定13種優先配合和59種常用配合，見表1-6；對基軸制規定了13種優先配合和47種常用配合，見表1-7。
表1-6 基孔制優先和常用配合（摘自GB/T 1801—1999）
注：1.
、
在基本尺寸小于或等于3mm和
在基本尺寸小于或等于100mm時，為過渡配合。
2.標注“灰色”的配合為優先配合。
表1-7 基軸制優先和常用配合（摘自GB/T 1801—1999）
注：標注“灰色”的配合為優先配合。
從表中可以看出，加工工藝等價原則在這里反映出的經濟性：孔、軸公差等級以IT8為界，低于等于IT8級的軸與孔采用同級配合，但高于IT8級的軸必須與低一級的孔配合。
3.一般公差線性尺寸的未注公差
一般公差是指在車間一般加工條件下可保證的公差，是機床設備在正常維護和操作情況下，能達到的經濟加工精度。采用一般公差時，在該尺寸后不標注極限偏差或其他代號，所以也稱未注公差。
一般公差主要用于較低精度的非配合尺寸。當功能上允許的公差等于或大于一般公差時，均應采用一般公差；當要素的功能允許比一般公差大的公差，且注出更為經濟時，如裝配所鉆盲孔的深度，則相應的極限偏差值要在尺寸后注出。在正常情況下，一般可不必檢驗。一般公差適用于金屬切削加工的尺寸，一般沖壓加工的尺寸。對非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸亦可參照采用。
在GB/T 1804-2000中，規定了四個公差等級，其線性尺寸一般公差的公差等級及其極限偏差數值見表1-8。
表1-8 線性尺寸的未注極限偏差的數值（摘自GB/T 1804—2000）（mm）
采用一般公差時，在圖樣上不標注公差，但應在技術要求中做相應注明，例如選用中等級m時，表示為GB/T1804-m。
任務1小結
1.零件圖尺寸公差與配合標注讀解
（1）φ32h6
? 軸基本尺寸：d=32。
? 公差等級：查表1-1，由基本尺寸30～50的橫行與IT6的縱列相交處，知標準公差IT6=16μm。
? 基本偏差：代號為h，查表1-2，由基本尺寸30～40的橫行與h的縱列相交處，查得基本偏差為上偏差，且es=0。
? 極限偏差的計算：下偏差 ei=es-IT6=0-16=-16μm（-0.016mm），該公差標注還可以用
表示。
? 最大極限尺寸： dmax = 32 0 32d+es= + =。
?min最小極限尺寸：d =d+ei= + - =32 ( 0.016) 31.984。
? 尺寸合格條件：31.984≤da≤32。
（2）φ32H7
? 孔基本尺寸：D=32。
? 公差等級：查表1-1，由基本尺寸30～50的橫行與IT7的縱列相交處，知標準公差IT7=25μm。
? 基本偏差：代號為H，查表1-3，由基本尺寸30～40的橫行與H的縱列相交處，查得基本偏差為下偏差，且EI=0。
? 極限偏差的計算：上偏差ES=EI+IT7=0+25=+25μm（+0.025mm），該公差標注還可以用
表示。
? 最大極限尺寸： Dmax =D+ES= + =32 0.025 32.025。
? 最小極限尺寸： Dmin 32 0 32=D+EI= + =。
? 尺寸合格條件：32≤Da≤32.025。
2.裝配圖尺寸公差與配合標注φ32H7/h6讀解
? 孔軸基本尺寸：32。
? 基準制：基孔制。
? 配合種類：公差帶圖如圖1-11所示，可以判斷是間隙配合。
圖1-11 公差帶圖
? 最大間隙：X max=Dmax-dmin= ES-ei=25-（-16）=41μm。
? 最小間隙：X min=Dmin-dmax= EI-es=0-0=0。
? 配合公差： Tf =Xmax -Xmin =41-0=41μm。