配合的確定與選用
——GB/T 1800.1—2020國家標準淺析

鎮江市高等專科學校□劉 波 于 明

配合的選擇是機械產品設計中的一項重要工作，它直接影響機械產品的使用精度、性能和加工成本。配合的選擇就是配合制、公差等級及基本偏差代號的選擇，三者選擇的依據是GB/T 1800.1—2020《產品幾何技術規范（GPS）線性尺寸公差ISO代號體系 第1部分：公差、偏差和配合的基礎》。新修訂的GB/T 1800.1—2020于2020年4月28日發布，2020年11月1日正式實施，它代替GB/T 1800.1—2009《產品幾何技術規范（GPS） 極限與配合 第1部分：公差、偏差和配合的基礎》和GB/T 1801—2009《產品幾何技術規范（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《產品幾何技術規范（GPS） 線性尺寸公差ISO代號體系 第1部分：公差、偏差和配合的基礎》。本文主要針對GB/T 1800.1—2020中有關配合部分的內容進行介紹，并與舊標準進行分析比較，供宣傳、貫徹新標準時參考。

1 配合制的選擇

GB/T 1800.1—2020規定了兩種配合制，即基孔制配合（孔H）和基軸制配合（軸h），需要特別注意的是，這兩種配合制對于零件的功能沒有技術性的差別，因此應基于經濟因素選擇配合制。通常情況下，優先選擇基孔制配合。因為加工孔和檢測孔時要使用鉆頭、鉸刀、拉刀等定尺寸刀具和光滑極限塞規、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一種特定公稱尺寸和公差帶的孔。加工軸時使用車刀、砂輪等通用刀具，便于使用普通計量器具測量。所以，采用基孔制配合可以減少孔公差帶的數量，從而可以減少定尺寸刀具和量具的數量，這顯然是經濟合理的。

基軸制配合應僅用于那些可以帶來切實經濟利益的情況，如在農業機械和紡織機械中，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濟。

2 依據經驗確定特定配合

（1）常用和優先配合

經驗法就是參考從生產實踐中總結出來的技術資料來確定孔和軸的配合。對于孔和軸的公差等級和基本偏差（公差帶的位置）的選擇，應能夠給出最滿足所要求使用條件對應的最小和最大間隙或過盈。為使配合的選擇簡化和比較集中，滿足通常的工程目的，GB/T 1800.1—2020在規定孔、軸公差帶代號選用的基礎上，還規定了優先和常用配合。為便于新舊標準的比較，表1和表2分別列出了GB/T 1800.1—2020和GB/T 1801—2009優先和常用配合的對比。表中GB/T 1800.1—2020的配合可滿足普通工程機構需要，選擇時，應優先選擇框中所示的公差帶代號。

表1 基孔制優先、常用配合

值得注意的是，表中的配合對于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，公稱尺寸對于500mm～3150mm的配合一般采用基孔制的同級配合，根據制造特點，可采用配制配合。由表1可知，GB/T 1800.1—2020規定了基孔制常用配合45種，優先配合16種；GB/T 1801—2009規定了基孔制常用配合59種，優先配合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不同。

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

2）公差等級≤IT8時，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先配合，H7/u6由優先配合修訂為常用配合，H7/h6由原來的過盈配合修訂為過渡配合。

由表2可知，GB/T 1800.1—2020規定了基軸制常用配合38種，優先配合18種。GB/T 1801—2009規定了基軸制常用配合47種，優先配合13種。新舊標準主要有以下幾點不同。

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

2）基準軸h8由原來的同級配合修訂為異級配合（孔比軸大一級）。

3）當公差等級≤IT7時，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先配合，U7/h6由優先配合修訂為常用配合，N7/h6由原來的過盈配合修訂為過渡配合。

表2 基軸制優先、常用配合

（2）公差等級的選擇

合理地選擇公差等級，就是為了更好地解決機械零部件的使用要求與制造工藝成本之間的矛盾。因此，選擇公差等級時，在滿足使用要求的前提下，盡量選擇較大的公差等級。用經驗法選擇公差等級時還應考慮同一配合中孔與軸的工藝等價性，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規定一般軸比孔小一級，如H9/e8、E9/h8。當選用基孔制時，公差等級為IT8、IT11時，也可采用同級孔軸配合，如H8/f8、H11/b11；當選用基軸制時，公差等級為IT9，可以采用孔比軸小一級、同級或大一、二級都可以，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≥IT9時有所不同，GB/T 1801—2009規定，當公差等級≥IT9時，一般采用同級配合，而GB/T 1800.1—2020一般采用的是異級配合（軸比孔小一級）。

此外，對過盈配合、過渡配合和間隙較小的間隙配合，公差等級不宜太大，一般孔≤IT8，軸≤IT7。而間隙較大的間隙配合，公差等級可較大。

3 依據計算確定特定配合

計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盈，來確定孔、軸極限偏差，如有可能，轉換成公差帶代號。下面通過示例來說明如何用計算法確定特定配合。

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。

解見下：

（1）選擇基準制

因為沒有特殊要求，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

根據使用要求，計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：孔和軸的公差等級介于IT6和IT7之間，一般取孔比軸大一級，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

因為是基孔制配合，且孔的標準公差為IT7，所以孔的公差帶代號為φ40H7。

又因為是間隙配合，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為φ40f6。

（4）驗算設計結果

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，設計結果滿足使用要求，本例所選的配合φ40H7/f6是合適的。

4 結束語

配合的標準化，有利于機器的設計、制造、使用和維修，有利于保證機械零件的精度、使用性能和壽命等要求，也有利于刀具、量具、機床等工藝裝備的標準化。正確、合理地選擇配合，對產品的使用性能和制造成本將產生直接影響。GB/T 1800.1—2020是一項GPS通用標準，涉及面廣、影響面大，是機械行業各部門不可缺少的重要標準，對保證和提高產品質量具有極其重要的作用。