只有尺寸公差的孔轴能够顺利装配吗？

按如下图纸加工轴尺寸，得到的轴能否顺利穿过Φ10的理想孔？

元芳，你怎么看？

元芳答：要正确回答这个问题，我们先看几个定义：

   

基本尺寸    

由设计给定的尺寸。

   

实际尺寸    

通过实际测量所得的尺寸。

   

极限尺寸    

允许零件尺寸变化的两个极限值。较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。

   

作用尺寸    

在孔和轴的配合中，实际起作用的尺寸称为作用尺寸。作用尺寸包括孔的作用尺寸和轴的作用尺寸。

其中基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸相信大家都了然于胸了，这里就不做介绍，那么对于作用尺寸有什么特别之处呢？

孔的作用尺寸是指在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸，如下图（a）所示。

轴的作用尺寸是指在配合面的全长上，与实际轴外接的最大理想孔的尺寸，如下图（b）所示。

作用尺寸是实际尺寸和形状误差的综合结果，若零件的形状误差为零，则作用尺寸等于实际尺寸。对于弯曲的孔，其作用尺寸小于实际尺寸；对于弯曲的轴，其作用尺寸大于实际尺寸。

在ISO标准中，尺寸要素默认是独立原则，尺寸公差只控制零件的局部尺寸，尺寸公差精度与形位公差精度是相互独立的，互不影响。对于孔轴来讲要想实现间隙配合，孔的作用尺寸就必须大于轴的作用尺寸。在独立原则下，即使零件的实际尺寸都在极限尺寸范围内，如果零件存在形状误差，也可能会导致轴的作用尺寸大于孔的作用尺寸，就会产生装配干涉。

如下图所示，轴的截面尺寸都满足尺寸公差Φ10（-0.05/-0.1）mm的要求，但是由于轴在实际加工完成后存在弯曲变形，轴的实际作用尺寸达到Φ11.9mm，已经超过了理想孔径，也就是说按照现有的尺寸公差，轴无法穿过理想孔。

从以上分析不难看出，尺寸公差约束的是实际局部尺寸，即特征横截面尺寸，没有约束零件的形状、方向及位置。所以单纯的尺寸公差无法有效保障装配质量，我们需要对零件几何特征进行约束。

为了保证孔轴间隙配合，通常有两种方式：

1、 采用包容原则，通过孔和轴各自遵守的最大实体边界来保证配合性质，实现装配要求。

2、采用尺寸公差和几何公差综合控制，实现装配要求。这里以第二种方式为例，在轴上标注一个直线度要求，结果会怎样呢？

直线度Φ0.03mm要求轴的实际中心线应限定在直径等于Φ0.03mm的圆柱面内。

这时候，轴的截面尺寸满足Φ10（-0.05/-0.1）mm，轴的体外作用尺寸为Φ9.98（9.95+0.03）mm，轴能够顺利穿过理论孔。

通过孔轴配合案例，表明判断一对孔轴是否满足间隙配合要求不只是看孔和轴的直径，还要看孔和轴的作用尺寸。因此除了尺寸公差要求外，还须对零件的形状、方向及位置公差进行必要的约定，以保证装配要求。