一、公差与配合、形状和位置公差1、互换性
同一批规格大小相同的零件，任取其中一件，不经选择和再加工，就能顺利地装配成符合使用要求的产品，这种性质称为互换性。在现代化的大量或成批生产中，互换性是工业产品必备的基本性质，日常生活中使用的自行车、钟表等它们所用的零件都有互换性。零件具有互换性，有利于生产分工协作，也有利于采用先进工艺和专用设备进行高效率的专业化生产。这不仅可以缩短生产周期、降低成本和保证质量，还可以为产品提供备件，以利维修。
公差与配合制度是实现互换性的必要条件。国家标准《公差与配合》（GB1800～1804-79）适用于圆柱面及其他由单一尺寸确定的表面或结构的尺寸公差，以及由它们组成的配合。在实际生产中要严格遵守，在图样上必须正确标注。
2、公差与配合的定义及有关术语
1）公差
在零件的加工过程中，由于受到机床、刀具、夹具、量具和操作者技术水平等方面的影响，加工出来的零件尺寸必然存在一定的误差，一批零件的尺寸也不可能绝对相等。因此，在设计时，为了保证零件的互换性，应根据零件的使用要求和加工条件，合理地给零件的某种尺寸规定一个允许的变动量，这个允许尺寸的变动量就是尺寸公差，简称公差。
由4-1（a）表示孔和轴的配合尺寸为φ50
图4-1（b）、（c）分别注出了孔和轴直径的允许变动量。图4-2是说明图4-1所注尺寸公差与配合的示意图。
现以轴的尺寸
为例[图4-1（c）]（图4-2），介绍有关尺寸公差的术语和定义。
（1）基本尺寸 设计给定的尺寸。例如图中φ50。
（2）实际尺寸 通过测量所得的尺寸（存在测量误差）。
（3）极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为基数来确定。
最大极限尺寸 两个极限尺寸中较大的一个。例如图中轴的尺寸φ49.991。
最小极限尺寸 两个极限尺寸中较小的一个。例如图中轴的尺寸φ49.975。
实际尺寸在两个极限尺寸所决定的区间内算合格。
（4） 尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有上偏差、下偏差和实际偏差。国家标准规定用代号ES和es分别表示孔和轴的上偏差，用EI和ei分别表示孔和轴的下偏差。上、下偏差统算极限偏差。
上偏差＝最大极限尺寸－基本尺寸。例如图中轴的上偏差es＝49.991－50＝－0.009。
下偏差＝最小极限尺寸－基本尺寸。例如图中轴的下偏差ei＝49.975－50＝－0.025。
偏差可以为正值、负值或零。图4-2（b）中，孔的下偏差EI即为零。
实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。实际偏差在上、下偏差所决定的区间内算合格。
（5） 尺寸公差（简称公差）允许尺寸的变动量，即
公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸＝上偏差－下偏差。例如图4-2中。
轴的公差＝49.991－49.975＝－0.009－（－0.025）＝0.016。
公差没有正、负号，它是绝对值，也不能为零。
（6） 零线 在公差与配合的图解（简称公差带图）中，确定偏差的一条基准线，即零偏差线。图4-3为公差带图。通常，零偏差线表示基本尺寸。
（7） 尺寸公差带（简称公差带）在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所规定的一个区域。孔的公差带用向左下方倾斜的45°平行细实线表示，轴的公差带涂黑（一般画点）。
（8） 标准公差 国家标准表列的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。例如，图4-2中确定轴公差带位置的基本偏差是上偏差－0.009。
2）配合
配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。这里的孔和轴主要指圆柱形的内、外表面，也包括内外平面组成的结构。孔和轴配合时，由于它们的实际尺寸不同，将产生间隙或过盈。
间隙或过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。此差值为正时是间隙，为负时是过盈，如图4-4所示。
3、标准公差与基本偏差
在公差与配合中，公差带是个很重要的概念，图4-5是表示公差带大小和公差带位置的示意图。
例如图4-5中（a）与（b）的上偏差数值相同，说明公差带相对于零线的最近位置相同。下偏差的数值不相同，是因为（a）的公差为0.008mm，（b）的公差为0.018mm，即公差带大小不同。（a）与（c）的公差带位置不同，但公差带大小相同。而（a）与（b）的公差带位置和大小都不同。
由此可见，公差带是由“公差带大小”和“公差带位置”两个要素组成的。公差带大小由“标准公差”确定，公差带位置由“基本偏差”确定，形成标准公差和基本偏差两个系列。从图4-5中可以进一步看出，（a）与（b）基本偏差相等，标准公差不等。（a）与（c）标准公差相等，基本偏差不等，（a）与（d）则标准公差与基本偏差都不等。国家标准对公差带的两个要素分别进行标准化，是为了得到多种不同大小和不同位置的公差带。这样即满足不同的使用要求，又达到简化统一、便于生产的目的。
