При обработке корпусной детали на металлорежущем станке ее необходимо определенным образом установить и закрепить на столе станка или в специальном приспособлении. Известно, что каждое твердое тело (в частности, деталь) имеет шесть степеней свободы: три перемещения вдоль осей X, Y, Z и три вращения вокруг тех же осей (рис. 1). Для того чтобы деталь во время обработки не смещалась и не поворачивалась на станке, ее необходимо установить и прижать к шести базовым точкам, т. е. создать шесть точек опоры, каждая из которых лишает деталь одной степени свободы. В этом и заключается правило шести точек.
Рис. 1. Базирование детали на шесть точек
Установка на точки 1, 2 и 3 и поджим силой P1 лишает деталь возможности перемещаться вдоль оси Y и вращаться вокруг осей Х и Z. Плоскость, определяемая точками 1-3, называется установочной. Как правило, в качестве установочной выбирают самую длинную и широкую плоскость для большей устойчивости детали.
Прижим к точкам 4 и 5 и поджим силой P2 лишает деталь возможности перемещаться вдоль оси X и вращаться вокруг оси Y. Плоскость, на которой находятся точки 4 и 5, называется направляющей. Как правило, в качестве направляющей выбирают наиболее длинную плоскость детали.
Упор в точку 6 и поджим силой Р3 лишает деталь последней (шестой) степени свободы - возможности перемещения вдоль оси Z. Плоскость, на которой находится точка 6, называется опорной. Таким образом работает правило шести точек при базировании заготовок.
Разрабатывая зажимные приспособления для фрезерной обработки необходимо стремиться, чтобы деталь опиралась на шесть точек и прижималась в трех направлениях. Однако при зажиме деталей сложной формы (особенно при силовой обработке) требуется большее число опорных точек, что, как правило, приводит к деформации детали. Поэтому надо иметь шесть основных опорных точек для базирования, а остальные опоры подводить к детали только при необходимости. В противном случае может возникнуть погрешность базирования детали.
При обработке корпусных деталей с четырех-шести сторон, как правило, требуется смена баз во время технологического процесса (это объясняется невозможностью открыть для обработки все шесть сторон призматической детали, установленной в зажимном приспособлении). Такое перебазирование является запланированным и им можно управлять.
Чтобы получить требуемую точность фрезерной обработки при смене базы необходимо пересчитать размерные цепи и ужесточить допуски на размеры. Схемы базирования деталей показаны на рис. 2. При базировании по плоскости А (рис. 2, а) точность расположения обрабатываемого отверстия определяется размерами B1 и α1, а при базировании по плоскости Б (рис. 2, б) - размерами B2 и α2.
Рис. 2. Схемы базирования деталей: а - на плоскость А; б - на плоскость Б; в - усилие зажима приложено по оси упора; г - усилие зажима приложено выше оси упора
Выполняя базирование деталей на фрезерных станках по упорам важно, чтобы направляющая поверхность не имела отклонения от плоскостности и чтобы прижимная сила P2 была приложена по оси упоров, при несоблюдении первого условия (рис. 2, в) вместо заданного размера b получается размер b1<b, а при несоблюдении второго условия (рис. 2, г) вместо заданного размера а получается размер α1>α, что является неисправимым браком.
Разрабатывая технологический процесс необходимо всегда стремиться к единству всех четырех баз (конструкторской, технологической, сборочной и измерительной). Однако при обработке сложных корпусных деталей соблюсти этот принцип для всех элементов детали не удается. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы наиболее важные взаимосвязанные поверхности детали (от которых зависит выходная точность изделия) обрабатывались за одну установку. В этом случае точность изготовления определяется не точностью базирования, а точностью станка.