配合的確定與選用
——GB/T 1800.1—2020國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)淺析

鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校□劉 波 于 明

配合的選擇是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接影響機(jī)械產(chǎn)品的使用精度、性能和加工成本。配合的選擇就是配合制、公差等級(jí)及基本偏差代號(hào)的選擇，三者選擇的依據(jù)是GB/T 1800.1—2020《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）線性尺寸公差I(lǐng)SO代號(hào)體系 第1部分：公差、偏差和配合的基礎(chǔ)》。新修訂的GB/T 1800.1—2020于2020年4月28日發(fā)布，2020年11月1日正式實(shí)施，它代替GB/T 1800.1—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 極限與配合 第1部分：公差、偏差和配合的基礎(chǔ)》和GB/T 1801—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 極限與配合 公差帶和配合的選擇》，使用重新起草法修改采用ISO 286-1:2010《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 線性尺寸公差I(lǐng)SO代號(hào)體系 第1部分：公差、偏差和配合的基礎(chǔ)》。本文主要針對(duì)GB/T 1800.1—2020中有關(guān)配合部分的內(nèi)容進(jìn)行介紹，并與舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析比較，供宣傳、貫徹新標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參考。

1 配合制的選擇

GB/T 1800.1—2020規(guī)定了兩種配合制，即基孔制配合（孔H）和基軸制配合（軸h），需要特別注意的是，這兩種配合制對(duì)于零件的功能沒(méi)有技術(shù)性的差別，因此應(yīng)基于經(jīng)濟(jì)因素選擇配合制。通常情況下，優(yōu)先選擇基孔制配合。因?yàn)榧庸た缀蜋z測(cè)孔時(shí)要使用鉆頭、鉸刀、拉刀等定尺寸刀具和光滑極限塞規(guī)、心軸等定尺寸量具，而一種定尺寸刀具和量具只能加工和檢驗(yàn)一種特定公稱尺寸和公差帶的孔。加工軸時(shí)使用車刀、砂輪等通用刀具，便于使用普通計(jì)量器具測(cè)量。所以，采用基孔制配合可以減少孔公差帶的數(shù)量，從而可以減少定尺寸刀具和量具的數(shù)量，這顯然是經(jīng)濟(jì)合理的。

基軸制配合應(yīng)僅用于那些可以帶來(lái)切實(shí)經(jīng)濟(jì)利益的情況，如在農(nóng)業(yè)機(jī)械和紡織機(jī)械中，常使用具有一定精度（IT9-IT11）的冷拉鋼材，不必切削加工而直接作軸與其他零件的孔配合，選用基軸制配合較為經(jīng)濟(jì)。

2 依據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定特定配合

（1）常用和優(yōu)先配合

經(jīng)驗(yàn)法就是參考從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的技術(shù)資料來(lái)確定孔和軸的配合。對(duì)于孔和軸的公差等級(jí)和基本偏差（公差帶的位置）的選擇，應(yīng)能夠給出最滿足所要求使用條件對(duì)應(yīng)的最小和最大間隙或過(guò)盈。為使配合的選擇簡(jiǎn)化和比較集中，滿足通常的工程目的，GB/T 1800.1—2020在規(guī)定孔、軸公差帶代號(hào)選用的基礎(chǔ)上，還規(guī)定了優(yōu)先和常用配合。為便于新舊標(biāo)準(zhǔn)的比較，表1和表2分別列出了GB/T 1800.1—2020和GB/T 1801—2009優(yōu)先和常用配合的對(duì)比。表中GB/T 1800.1—2020的配合可滿足普通工程機(jī)構(gòu)需要，選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇框中所示的公差帶代號(hào)。

表1 基孔制優(yōu)先、常用配合

值得注意的是，表中的配合對(duì)于GB/T 1800.1—2020，公稱尺寸至3150mm的配合都適用；而GB/T 1801—2009只適用于公稱尺寸至500mm的配合，公稱尺寸對(duì)于500mm～3150mm的配合一般采用基孔制的同級(jí)配合，根據(jù)制造特點(diǎn)，可采用配制配合。由表1可知，GB/T 1800.1—2020規(guī)定了基孔制常用配合45種，優(yōu)先配合16種；GB/T 1801—2009規(guī)定了基孔制常用配合59種，優(yōu)先配合13種。與GB/T 1801—2009相比，GB/T 1800.1—2020基孔制配合方面主要有以下幾點(diǎn)不同。

1）公差等級(jí)≥IT9時(shí)，GB/T 1800.1—2020一般采用的是孔比軸大一級(jí)配合，而GB/T 1801—2009采用的是同級(jí)配合。刪除H12/b12、H12/h12配合。

2）公差等級(jí)≤IT8時(shí)，刪除了H8/g7、H8/n7、H8/p7、H8/r7、H8/t7、H7/v6、H7/y6、H7/z6、H6/f5、H6/r5、H6/s5、H6/t5等15種常用配合。將H8/e8、H7/js6、H7/r6由常用配合修訂為優(yōu)先配合，H7/u6由優(yōu)先配合修訂為常用配合，H7/h6由原來(lái)的過(guò)盈配合修訂為過(guò)渡配合。

由表2可知，GB/T 1800.1—2020規(guī)定了基軸制常用配合38種，優(yōu)先配合18種。GB/T 1801—2009規(guī)定了基軸制常用配合47種，優(yōu)先配合13種。新舊標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾點(diǎn)不同。

1）GB/T 1800.1—2020刪除了GB/T 1801—2009中基準(zhǔn)軸公差等級(jí)大于IT9的配合，保留了IT9的同級(jí)配合，增加了IT9的異級(jí)配合。

2）基準(zhǔn)軸h8由原來(lái)的同級(jí)配合修訂為異級(jí)配合（孔比軸大一級(jí)）。

3）當(dāng)公差等級(jí)≤IT7時(shí)，刪除了JS8/h7、JK8/h7、M8/h7、N8/h7、F6/h5、R6/h5、S6/h5、T6/h5等八種常用配合，增加一種常用配合X7/h6。將JS7/h6、R7/h6由常用配合修訂為優(yōu)先配合，U7/h6由優(yōu)先配合修訂為常用配合，N7/h6由原來(lái)的過(guò)盈配合修訂為過(guò)渡配合。

表2 基軸制優(yōu)先、常用配合

（2）公差等級(jí)的選擇

合理地選擇公差等級(jí)，就是為了更好地解決機(jī)械零部件的使用要求與制造工藝成本之間的矛盾。因此，選擇公差等級(jí)時(shí)，在滿足使用要求的前提下，盡量選擇較大的公差等級(jí)。用經(jīng)驗(yàn)法選擇公差等級(jí)時(shí)還應(yīng)考慮同一配合中孔與軸的工藝等價(jià)性，即同一配合中的孔和軸的加工難易程度大致相同。由于孔比軸加工困難，所以GB/T 1800.1—2020規(guī)定一般軸比孔小一級(jí)，如H9/e8、E9/h8。當(dāng)選用基孔制時(shí)，公差等級(jí)為IT8、IT11時(shí)，也可采用同級(jí)孔軸配合，如H8/f8、H11/b11；當(dāng)選用基軸制時(shí)，公差等級(jí)為IT9，可以采用孔比軸小一級(jí)、同級(jí)或大一、二級(jí)都可以，如F8/h9、E9/h9、D10/h9、B11/h9等。需注意的是，GB/T 1800.1—2020與GB/T 1801—2009在公差等級(jí)≥IT9時(shí)有所不同，GB/T 1801—2009規(guī)定，當(dāng)公差等級(jí)≥IT9時(shí)，一般采用同級(jí)配合，而GB/T 1800.1—2020一般采用的是異級(jí)配合（軸比孔小一級(jí)）。

此外，對(duì)過(guò)盈配合、過(guò)渡配合和間隙較小的間隙配合，公差等級(jí)不宜太大，一般孔≤IT8，軸≤IT7。而間隙較大的間隙配合，公差等級(jí)可較大。

3 依據(jù)計(jì)算確定特定配合

計(jì)算法確定特定配合是按照一定的理論和公式確定所需要的極限間隙或過(guò)盈，來(lái)確定孔、軸極限偏差，如有可能，轉(zhuǎn)換成公差帶代號(hào)。下面通過(guò)示例來(lái)說(shuō)明如何用計(jì)算法確定特定配合。

示例：某配合的公稱尺寸為φ40mm，要求間隙在0.022mm～0.066mm之間，試確定配合代號(hào)。

解見下：

（1）選擇基準(zhǔn)制

因?yàn)闆](méi)有特殊要求，所以選用基孔制配合，基孔制配合EI=0。

（2）選擇孔、軸公差等級(jí)

根據(jù)使用要求，計(jì)算得到的間隙配合公差=0.066mm-0.022mm=0.044mm=44μm。選取的孔、軸公差值之和須等于或小于計(jì)算得到的配合公差。

查GB/T 1800.1—2020中表1得：孔和軸的公差等級(jí)介于IT6和IT7之間，一般取孔比軸大一級(jí)，故選孔為IT7，Th=25μm；軸為IT6，Ts=16μm，兩者之和為41μm，小于44μm，因此滿足使用要求。

（3）確定孔、軸公差帶代號(hào)

因?yàn)槭腔字婆浜?，且孔的?biāo)準(zhǔn)公差為IT7，所以孔的公差帶代號(hào)為φ40H7。

又因?yàn)槭情g隙配合，Xmin=EI-es=0-es=-es，題目要求的最小間隙是22μm，即軸的基本偏差es應(yīng)最接近于-22μm。查GB/T 1800.1—2020表4，取軸的基本偏差為f，es=-25μm，則ei=es-IT6=（-25-16）μm=-41μm，所以軸的公差帶代號(hào)為φ40f6。

（4）驗(yàn)算設(shè)計(jì)結(jié)果

以上所選孔、軸公差帶組成的配合為φ40H7/f6，其最大間隙Xmax=[+25-（-41）]μm=+66μm，等于題目要求的最大間隙；最小間隙Xmin=[0-（-25）]μm=+25μm＞22μm（題目要求的最小間隙），故間隙在0.022mm～0.066mm之間，設(shè)計(jì)結(jié)果滿足使用要求，本例所選的配合φ40H7/f6是合適的。

4 結(jié)束語(yǔ)

配合的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造、使用和維修，有利于保證機(jī)械零件的精度、使用性能和壽命等要求，也有利于刀具、量具、機(jī)床等工藝裝備的標(biāo)準(zhǔn)化。正確、合理地選擇配合，對(duì)產(chǎn)品的使用性能和制造成本將產(chǎn)生直接影響。GB/T 1800.1—2020是一項(xiàng)GPS通用標(biāo)準(zhǔn)，涉及面廣、影響面大，是機(jī)械行業(yè)各部門不可缺少的重要標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量具有極其重要的作用。