Правило 3-2-1 у GD&T: Основа базування та орієнтації деталей у просторі

Як за допомогою трьох взаємно перпендикулярних площин та шести точок контакту повністю зафіксувати деталь у базовій системі координат за стандартом ASME Y14.5.

---

1. Чому деталь у просторі має 6 ступенів вільності

Будь-який вільний твердий об'єкт у тривимірному просторі має шість ступенів вільності:

• 3 поступальні рухи — зміщення вздовж осей X, Y, Z.
• 3 обертальні рухи — нахили та повороти навколо осей X, Y, Z (кутові переміщення u, v, w).

Щоб виміряти деталь або зафіксувати її у верстаті чи КВМ (координатно-вимірювальні машини), необхідно створити теоретичну \*\*базову систему координат (Datum Reference Frame, DRF)\*\*. Саме для цього використовується фундаментальне \*\*правило 3-2-1\*\*.

2. Розбір правила 3-2-1 за кроками

Правило визначає послідовність контакту реальних поверхонь деталі з ідеальними площинами-симуляторами (True Geometric Counterparts) у суворому порядку старшинства:

«3» — Первинна база (Primary Datum)

Первинна базова поверхня деталі прикладається до першої ідеальної площини щонайменше у трьох точках контакту (які не лежать на одній прямій).

• Що обмежує: Фіксує 3 ступені вільності — 1 поступальний рух (перпендикулярно до площини) та 2 обертальні рухи (нахили).
• Приклад: Коли деталь кладеться широкою пласкою основою на вимірювальний стіл.

«2» — Вторинна база (Secondary Datum)

Деталь присувається до другої ідеальної площини, яка є строго перпендикулярною до першої, до контакту щонайменше у двох точках. При цьому обов'язково зберігається контакт з усіма трьома точками первинної бази.

• Що обмежує: Фіксує ще 2 ступені вільності — 1 поступальний рух та 1 обертальний рух навколо осі, перпендикулярної до первинної бази.

«1» — Третинна база (Tertiary Datum)

Деталь присувається до третьої ідеальної площини (перпендикулярної до перших двох) до контакту в одній точці, зберігаючи попередні контакти нерухомими.

• Що обмежує: Фіксує останній, 6-й ступінь вільності (поступальний рух уздовж третьої осі).

3. Інженерні нюанси та практичне застосування

• Порядок у рамці допуску: Запис | [Позиція] | ⌀0.2 | A | B | C | означає, що поверхня A задає 3 точки, B — 2 точки, C — 1 точку. Якщо змінити порядок на B | A | C, деталь буде зафіксована зовсім інакше, що змінить результати вимірювань.
• Базові мішені (Datum Targets): Для нерівних або литих поверхонь правило 3-2-1 реалізується за допомогою мішень: на первинній площині позначають 3 мішені (A1, A2, A3), на вторинній — 2 (B1, B2), на третинній — 1 (C1).

Висновок

Правило 3-2-1 — це міст між реальною недосконалою деталлю та ідеальною математичною системою координат. Його дотримання гарантує абсолютну повторюваність вимірювань під час виготовлення та контролю якості.