配合的确定与选用——GB/T 1800.1—2020国家标准浅析

镇江市高等专科学校□刘 波 于 明

配合的选择是机械产品设计中的一项重要工作，它直接影响机械产品的使用精度、性能和加工成本。配合的选择就是配合制、公差等级及基本偏差代号的选择，三者选择的依据是GB/T 1800.1—2020《产品几何技术规范（GPS）线性尺寸公差ISO代号体系 第1部分：公差、偏差和配合的基础》。新修订的GB/T 1800.1—2020于2020年4月28日发布，2020年11月1日正式实施，它代替GB/T 1800.1—2009《产品几何技术规范（GPS） 极限与配合 第1部分：公差、偏差和配合的基础》和GB/T 1801—2009《产品几何技术规范（GPS） 极限与配合 公差带和配合的选择》，使用重新起草法修改采用ISO 286-1:2010《产品几何技术规范（GPS） 线性尺寸公差ISO代号体系 第1部分：公差、偏差和配合的基础》。本文主要针对GB/T 1800.1—2020中有关配合部分的内容进行介绍，并与旧标准进行分析比较，供宣传、贯彻新标准时参考。

1 配合制的选择

GB/T 1800.1—2020规定了两种配合制，即基孔制配合（孔H）和基轴制配合（轴h），需要特别注意的是，这两种配合制对于零件的功能没有技术性的差别，因此应基于经济因素选择配合制。通常情况下，优先选择基孔制配合。因为加工孔和检测孔时要使用钻头、铰刀、拉刀等定尺寸刀具和光滑极限塞规、心轴等定尺寸量具，而一种定尺寸刀具和量具只能加工和检验一种特定公称尺寸和公差带的孔。加工轴时使用车刀、砂轮等通用刀具，便于使用普通计量器具测量。所以，采用基孔制配合可以减少孔公差带的数量，从而可以减少定尺寸刀具和量具的数量，这显然是经济合理的。

基轴制配合应仅用于那些可以带来切实经济利益的情况，如在农业机械和纺织机械中，常使用具有一定精度（IT9-IT11）的冷拉钢材，不必切削加工而直接作轴与其他零件的孔配合，选用基轴制配合较为经济。

2 依据经验确定特定配合

（1）常用和优先配合

经验法就是参考从生产实践中总结出来的技术资料来确定孔和轴的配合。对于孔和轴的公差等级和基本偏差（公差带的位置）的选择，应能够给出最满足所要求使用条件对应的最小和最大间隙或过盈。为使配合的选择简化和比较集中，满足通常的工程目的，GB/T 1800.1—2020在规定孔、轴公差带代号选用的基础上，还规定了优先和常用配合。为便于新旧标准的比较，表1和表2分别列出了GB/T 1800.1—2020和GB/T 1801—2009优先和常用配合的对比。表中GB/T 1800.1—2020的配合可满足普通工程机构需要，选择时，应优先选择框中所示的公差带代号。

表1 基孔制优先、常用配合

值得注意的是，表中的配合对于GB/T 1800.1—2020，公称尺寸至3150mm的配合都适用；而GB/T 1801—2009只适用于公称尺寸至500mm的配合，公称尺寸对于500mm～3150mm的配合一般采用基孔制的同级配合，根据制造特点，可采用配制配合。由表1可知，GB/T 1800.1—2020规定了基孔制常用配合45种，优先配合16种；GB/T 1801—2009规定了基孔制常用配合59种，优先配合13种。与GB/T 1801—2009相比，GB/T 1800.1—2020基孔制配合方面主要有以下几点不同。

1）公差等级≥IT9时，GB/T 1800.1—2020一般采用的是孔比轴大一级配合，而GB/T 1801—2009采用的是同级配合。删除H12/b12、H12/h12配合。

2）公差等级≤IT8时，删除了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种常用配合。将H8/e8、H7/js6、H7/r6由常用配合修订为优先配合，H7/u6由优先配合修订为常用配合，H7/h6由原来的过盈配合修订为过渡配合。

由表2可知，GB/T 1800.1—2020规定了基轴制常用配合38种，优先配合18种。GB/T 1801—2009规定了基轴制常用配合47种，优先配合13种。新旧标准主要有以下几点不同。

1）GB/T 1800.1—2020删除了GB/T 1801—2009中基准轴公差等级大于IT9的配合，保留了IT9的同级配合，增加了IT9的异级配合。

2）基准轴h8由原来的同级配合修订为异级配合（孔比轴大一级）。

3）当公差等级≤IT7时，删除了JS8/h7、JK8/h7、M8/h7、N8/h7、F6/h5、R6/h5、S6/h5、T6/h5等八种常用配合，增加一种常用配合X7/h6。将JS7/h6、R7/h6由常用配合修订为优先配合，U7/h6由优先配合修订为常用配合，N7/h6由原来的过盈配合修订为过渡配合。

表2 基轴制优先、常用配合

（2）公差等级的选择

合理地选择公差等级，就是为了更好地解决机械零部件的使用要求与制造工艺成本之间的矛盾。因此，选择公差等级时，在满足使用要求的前提下，尽量选择较大的公差等级。用经验法选择公差等级时还应考虑同一配合中孔与轴的工艺等价性，即同一配合中的孔和轴的加工难易程度大致相同。由于孔比轴加工困难，所以GB/T 1800.1—2020规定一般轴比孔小一级，如H9/e8、E9/h8。当选用基孔制时，公差等级为IT8、IT11时，也可采用同级孔轴配合，如H8/f8、H11/b11；当选用基轴制时，公差等级为IT9，可以采用孔比轴小一级、同级或大一、二级都可以，如F8/h9、E9/h9、D10/h9、B11/h9等。需注意的是，GB/T 1800.1—2020与GB/T 1801—2009在公差等级≥IT9时有所不同，GB/T 1801—2009规定，当公差等级≥IT9时，一般采用同级配合，而GB/T 1800.1—2020一般采用的是异级配合（轴比孔小一级）。

此外，对过盈配合、过渡配合和间隙较小的间隙配合，公差等级不宜太大，一般孔≤IT8，轴≤IT7。而间隙较大的间隙配合，公差等级可较大。

3 依据计算确定特定配合

计算法确定特定配合是按照一定的理论和公式确定所需要的极限间隙或过盈，来确定孔、轴极限偏差，如有可能，转换成公差带代号。下面通过示例来说明如何用计算法确定特定配合。

示例：某配合的公称尺寸为φ40mm，要求间隙在0.022mm～0.066mm之间，试确定配合代号。

解见下：

（1）选择基准制

因为没有特殊要求，所以选用基孔制配合，基孔制配合EI=0。

（2）选择孔、轴公差等级

根据使用要求，计算得到的间隙配合公差=0.066mm-0.022mm=0.044mm=44μm。选取的孔、轴公差值之和须等于或小于计算得到的配合公差。

查GB/T 1800.1—2020中表1得：孔和轴的公差等级介于IT6和IT7之间，一般取孔比轴大一级，故选孔为IT7，Th=25μm；轴为IT6，Ts=16μm，两者之和为41μm，小于44μm，因此满足使用要求。

（3）确定孔、轴公差带代号

因为是基孔制配合，且孔的标准公差为IT7，所以孔的公差带代号为φ40H7。

又因为是间隙配合，Xmin=EI-es=0-es=-es，题目要求的最小间隙是22μm，即轴的基本偏差es应最接近于-22μm。查GB/T 1800.1—2020表4，取轴的基本偏差为f，es=-25μm，则ei=es-IT6=（-25-16）μm=-41μm，所以轴的公差带代号为φ40f6。

（4）验算设计结果

以上所选孔、轴公差带组成的配合为φ40H7/f6，其最大间隙Xmax=[+25-（-41）]μm=+66μm，等于题目要求的最大间隙；最小间隙Xmin=[0-（-25）]μm=+25μm＞22μm（题目要求的最小间隙），故间隙在0.022mm～0.066mm之间，设计结果满足使用要求，本例所选的配合φ40H7/f6是合适的。

4 结束语

配合的标准化，有利于机器的设计、制造、使用和维修，有利于保证机械零件的精度、使用性能和寿命等要求，也有利于刀具、量具、机床等工艺装备的标准化。正确、合理地选择配合，对产品的使用性能和制造成本将产生直接影响。GB/T 1800.1—2020是一项GPS通用标准，涉及面广、影响面大，是机械行业各部门不可缺少的重要标准，对保证和提高产品质量具有极其重要的作用。