第2章 线性尺寸公差
2.1 公差原则
Mike走了以后，子谦在现场实习了3个月。回到研发部报到后，子谦分到了一个顶杆的设计任务。顶杆作用为从冲床下模板和模具的孔中伸出来，顶出工件，结构如图2-1所示。
子谦出图如图2-2所示。
图2-1
图2-2
3周之后，装配车间打来电话，说顶杆装配不良，无法从下模板中伸入到模具中，但是供应商测量结果合格。子谦立即检查图样，发现模板模具孔径是ϕ20.10～ϕ20.15mm，顶杆直径是ϕ19.95～ϕ20.00mm，计算间隙有0.10～0.20mm，那么问题出在哪里呢？
子谦首先想到的是供应商报告造假，于是抱着零件和图样来到了实验室，找海挺兄帮忙。海挺把零件放在大理石平台上，从侧面看了一下，发现顶杆中间有较大间隙，为0.3～0.5mm，如图2-3所示。
海挺：“子谱，把图样给我看一下。”
海挺看完后说：“黄浦理工的大学生，你这张图有问题，没出完整呀！你知道独立原则吗？”
图2-3
2.1.1 独立原则
2.1.1 独立原则
子谦：“知道呀，实体尺寸公差与表面形状公差是独立的，应分别满足图样要求。在这张图上，ϕ19.95 ～ ϕ20mm 是尺寸，公差是0.05mm，形状，形状的要求……”
海挺追问道：“对呀，你对这个顶杆提出的形状公差呢？”
子谦：“没有，但有未注公差呀，那可不可以用未注公差来验收呢？”
海挺画出了两张示意图 （图2-4和图2-5）。
海挺：“图2-4即便是未注公差，长500mm，H级公差也是0.4mm，则轴的实际有效装配边界是ϕ20.4mm的圆柱哦；再看图2-5，我们假设孔在最大实体状态，而且表面处于理想状态，则内孔的有效装配空间是ϕ20.1mm。所以，综上两点所述得出结论，装配有极大的干涉风险。”
图2-4 轴的极端状况
图2-5 配合件极端状况
子谦看完后恍然大悟，马上又苦着脸问：“那图样怎么出呢？”
2.1.2 包容要求
2.1.2 包容原则
2.1.3 包容原则的失效
海挺：“虽然我国标准默认图样遵守独立原则，但是可以标注出包容要求呀，包容要求知道吗？”
子谦：“听过，但忘了。”
海挺： “包容原则的定义是实体尺寸极限 （最大实体）状态控制了零件的形状变化，当图2-6 中轴的约束边界 （MMC）是 21mm 时，就有一个图2-7中ϕ21mm的理论圆柱，包容整个零件。如果轴想弯曲，也必须在ϕ21mm的圆柱内变动，不得超出理论圆柱。但请记住在尺寸后加一个Ⓔ，才表示本尺寸遵守包容要求。”
图2-6
图2-7
子谦点头说道：“哦，如图2-8所示标注的顶杆，其最极端状况尺寸如图2-9所示。在ϕ20mm以内 （轴最大包络外边界），配合件是ϕ20.10mm以外，永远有0.1mm的间隙，这样就可以装配了对吗？”
图2-8
图2-9
海挺点点头：“这就对了。另外，图样遵循ASME Y14.5标准时请注意，它们默认包容要求。在图中某个尺寸后面标注Ⓘ，表示本图样默认包容要求，但被标注的尺寸遵守独立原则。”