【公差的公式】在机械制造、工程设计以及产品质量控制中，公差是一个非常重要的概念。它指的是零件尺寸允许的变动范围，用于确保零件能够正常装配和使用。公差的设定不仅影响产品的质量，还关系到生产成本和加工难度。
本文将对常见的公差类型及其计算公式进行总结，并通过表格形式展示，便于理解与应用。
一、公差的基本概念
公差（Tolerance）是指零件在设计时规定的尺寸允许的最大偏差值。通常用“上偏差”（ES或es）和“下偏差”（EI或ei）表示，其计算公式如下：
- 公差 = 上偏差 - 下偏差
例如：一个轴的直径设计为φ20±0.05mm，则：
- 上偏差 ES = +0.05mm
- 下偏差 EI = -0.05mm
- 公差 T = 0.05 - (-0.05) = 0.10mm
二、常见公差类型及公式
| 公差类型 | 定义 | 公式 | 说明 |
| 尺寸公差 | 零件实际尺寸与基本尺寸之间的允许偏差 | T = ES - EI | 常用于孔、轴等配合件 |
| 形状公差 | 零件表面形状的允许偏差 | 无固定公式 | 包括直线度、平面度、圆度等 |
| 位置公差 | 零件各要素之间相对位置的允许偏差 | 无固定公式 | 如同轴度、对称度、位置度等 |
| 配合公差 | 配合件之间的间隙或过盈的允许变化 | T = T孔 + T轴 | 用于间隙配合、过渡配合、过盈配合 |
| 表面粗糙度 | 零件表面的微观不平度 | 无固定公式 | 用Ra、Rz等参数表示 |
三、常用配合公差计算示例
以标准配合为例，如φ20H7/g6（基孔制配合）：
- 孔的公差带：H7（上偏差+0.021mm，下偏差0）
- 轴的公差带：g6（上偏差-0.013mm，下偏差-0.025mm）
- 配合公差 = 孔公差 + 轴公差 = 0.021 + 0.012 = 0.033mm
这表示该配合的最大间隙为0.021 - (-0.025) = 0.046mm，最小间隙为0 - (-0.013) = 0.013mm。
四、总结
公差是保证产品互换性和装配性能的重要依据。不同类型的公差有不同的定义和计算方式，但核心思想都是限制零件尺寸的变化范围。在实际应用中，应根据设计要求选择合适的公差等级，并结合测量工具进行检测。
通过合理设置公差，可以在保证质量的前提下，提高生产效率并降低成本。
附表：常见公差类型及计算公式一览
| 类型 | 公式 | 单位 | 备注 |
| 尺寸公差 | T = ES - EI | mm | 适用于孔、轴 |
| 配合公差 | T = T孔 + T轴 | mm | 基孔制或基轴制 |
| 表面粗糙度 | Ra/Rz | μm | 无固定公式 |
| 形状公差 | 无 | — | 视具体形状而定 |
| 位置公差 | 无 | — | 依赖于测量方法 |
如需进一步了解某一类公差的具体应用或国家标准，可参考GB/T 1800.1-2017《极限与配合》等相关标准。
