IT公差等级：ISO 286如何运作

IT公差等级决定一个尺寸的公差带有多宽：数字越小，公差带越窄，加工精度要求越高。ISO 286体系共有20个标准公差等级，从IT01到IT18，每个等级的公差值都随公称尺寸增大。本文讲解IT值从何而来、等级如何与公差带位置组合、如何按零件功能选择等级，以及各种加工方法能达到哪个等级。

IT公差等级：是什么，ISO 286如何运作

IT公差等级（International Tolerance grade）是用数字表示的公差带宽度。ISO 286-1规定了20个标准公差等级：IT01、IT0以及IT1至IT18。同一等级在更大直径上公差更大，因为可达到的精度随尺寸增大而降低。

IT等级只说明公差带有多宽，并不说明它位于哪里。公差带相对公称尺寸的位置由一个字母，即基本偏差决定，下文会详细说明。只有字母和数字组合在一起，例如H7或g6，才构成标准意义上完整的公差带代号。

孔和轴遵循同样的逻辑，IT值对两者通用：Ø25的IT7永远是21 µm，无论是H7孔、h7轴还是k7轴。

公差、偏差与极限尺寸

公差等于上极限尺寸与下极限尺寸之差，同时也等于上偏差与下偏差之差：

$$T = ES - EI$$

其中：

• $T$ - 公差 [µm]，
• $ES$、$EI$ - 孔的上偏差和下偏差 [µm]（轴为$es$和$ei$）。

公称尺寸是图样上的数值，偏差都以它为基准。上极限尺寸等于公称尺寸加上极限偏差中的上偏差，下极限尺寸等于公称尺寸加下偏差。Ø25 H7孔的偏差为+21和0 µm，因此测得尺寸在25.000至25.021 mm之间即为合格。

IT值从何而来：标准公差因子

IT5至IT18的数值由标准公差因子$i$推导而来，$i$随尺寸的立方根增长。每个等级都是该因子的倍数：IT6为10个单位，IT7为16，IT8为25，IT9为40，IT10为64，IT11为100。每隔五个等级，公差扩大十倍。

500 mm以内尺寸的标准公差因子：

$$i = 0.45 \cdot \sqrt[3]{D} + 0.001 \cdot D$$

其中：

• $i$ - 标准公差因子 [µm]，
• $D$ - 尺寸段两端的几何平均值 [mm]，例如18-30 mm段取$D = \sqrt{18 \cdot 30}$。

对18-30 mm段，几何平均值为23.24 mm，公差因子为1.307 µm，IT7 = 16 · 1.307 = 20.9 µm，标准将其圆整为21 µm。对400-500 mm段，公式得62.2 µm，而表格为63 µm。正因为存在这些差异，图样和检验中只采用ISO 286-1表格中的数值，而不是公式计算结果。

IT5-IT11数值表

切削加工中最常用的是IT5至IT11。下表按ISO 286-1列出500 mm以内各尺寸段的公差值（单位µm）。尺寸段边界按“大于……至……”理解，所以Ø30属于18-30段，而Ø30.01已属于30-50段。

具体直径和公差带的偏差及极限尺寸，可用ISO 286公差计算器计算。

基本偏差：公差带的位置

基本偏差是两个偏差中靠近零线的那一个，它决定公差带的位置。用字母表示：孔用大写（A-ZC），轴用小写（a-zc）。另一个偏差由基本偏差加上或减去IT值得到，因此只要知道字母和等级，就能确定两个偏差。

图示：MetronQ

字母H和h的基本偏差为零：H孔从公称尺寸开始向上，h轴在公称尺寸处结束并向下。a至g的轴小于公称尺寸，与H孔配合时产生间隙。k至zc的轴位于零线之上，产生过盈，字母越靠后过盈越大。js和JS对称分布：正负半个IT值。

孔与同字母的轴呈镜像关系，但有一个例外：对于IT8及以下的K、M、N孔，以及IT7及以下的P至ZC孔，标准要加上修正值$\Delta$，其值等于该等级与低一级之间的差值。这样基轴制配合就能获得与基孔制相同的间隙和过盈。自制表格时常常漏掉这个修正值。

如何按零件功能选择IT等级

IT等级应根据表面在装配中的作用来选择，而不是看机床能做到多少。与轴承和衬套配合的表面需要IT5-IT7，普通连接用IT8-IT11，自由尺寸则在IT12及更粗的等级，通常用一般公差来规定。

实践中，孔通常比轴粗一级（H7/g6、H7/k6、H8/f7），因为孔更难加工和测量。不参与配合的尺寸用ISO 2768一般公差即可，例如m级。“保险起见”标注IT7并不会让零件更好，只会改变它的加工方式。

IT等级与加工方法

每种加工方法都有其经济可达的IT等级范围，即不放慢工艺、不增加走刀就能达到的范围。钻孔一般为IT11-IT13，精车和精铣为IT8-IT9，精密车削和铰孔为IT7，磨削为IT5-IT6。更高的等级需要珩磨或研磨。

以上为典型条件下的参考值。刚性好的机床、短刀具悬伸和稳定的温度会使等级更高，薄壁和细长零件则会使等级降低。IT等级如何转化为从粗加工到精加工的各个阶段，见切削加工一文；带h6轴颈的轴的典型工序，见加工工艺流程。

IT等级与加工成本

IT等级每提高一级，零件成本都会上升，因为需要更慢的切削参数、额外的精加工走刀，往往还要单独的工序和更严格的检验。孔从IT9提高到IT7通常要增加铰孔，轴从IT7提高到IT6通常要用磨削代替车削。

因此报价不仅取决于几何形状，还取决于有严格公差的表面清单。工艺工程师可以看到按工序分解的时间和价格，模型中每个公差的成本一目了然。哪些公差可以安全放宽，详见公差与CNC加工成本。

如何标注和检验公差带

公差带在图样上以代号标注在尺寸旁，例如Ø25 H7；也可以用数值标注为Ø25加偏差+0.021和0，或两者同时标注。代号更简短，对工艺工程师来说含义明确；括号中的偏差则方便机床操作者使用。

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对于配合，ISO 286-1建议加注包容要求，即圆圈中的字母E（ISO 14405-1），它同时限制尺寸公差范围内的形状误差。批量检验中，IT6-IT8的孔和轴用极限量规检验：通端必须通过，止端不得通过。

测量器具的不确定度不应超过公差的约十分之一。对于公差为13 µm的Ø25 h6轴，分辨率0.02 mm的游标卡尺不适用，需要用千分尺或夹具中的百分表。更多表面测量内容见表面粗糙度一文。

关于IT公差等级的常见问题

IT7公差等级是什么意思？

IT7是ISO 286中的第七个标准公差等级，等于16个标准公差单位。直径25 mm时公差带宽21 µm，100 mm时宽35 µm。它是配合孔（H7）和精密车削表面的典型等级，可通过铰孔、精镗或仔细车削达到。

ISO 286规定了多少个公差等级？

ISO 286-1规定了20个标准公差等级：IT01、IT0以及IT1至IT18。IT01-IT4用于量规和测量仪器，IT5-IT11用于机械零件和配合，IT12-IT18用于自由尺寸和毛坯。切削加工中最常见的是IT5至IT11。

IT等级和基本偏差有什么区别？

IT等级决定公差带的宽度，基本偏差决定它相对公称尺寸的位置。在H7中，字母H是基本偏差（下偏差为零），数字7是IT等级。只有两者结合，才能唯一确定孔或轴的极限尺寸。

为什么公差随直径增大？

因为尺寸越大，加工和测量越难：大零件的热变形更大，机床和量具的误差在更长的行程上累积。公差因子大致随直径的立方根增长，所以Ø100的IT7只比Ø25宽约1.7倍。

CNC车削能达到哪个IT等级？

普通CNC精车可达IT8-IT9，带在线测量和刀具磨损补偿的精密车削可达IT7，刚性好的机床甚至可达IT6。IT5及更高等级通常需要磨削。粗车为IT12-IT14，只用于精加工前去除余量。

如何查询某个直径的偏差？

最快的方法是使用公差计算器：输入公称尺寸，选择孔或轴、字母和IT等级，即可得到上、下偏差和极限尺寸。也可以查ISO 286-2表格。用公差因子公式计算会产生1-2 µm的误差。