Determinarea unghiurilor - Probleme de geometrie a sculelor așchietoare și algoritmizarea lor

Forma si orientarea in spatiu a muchiei si a suprafetelor active care formeaza impreuna taisul se definesc prin unghiurile pe care aceste elemente le formeaza cu directii sau plane ale unui sistem de referinta ales (determinat) de catre proiectant sau de catre utilizator. Deorece necesitatile proiectantului sculei difera de cele mai multe ori de cele ale utilizatorului, se definesc sisteme de referinta diferite. Ca urmare, avand in vedere si dispunereas obligatorie a sculei intr-un dispozitiv apartinator ca parte integranta a masinii-unelte, apare necesitatea definirii mai multor clase de sisteme de referinta.

In general, un sistem de referinta este unic pentru o scula aschietoare, dar pot aparea doua situatii in care sistemele de referinta nu mai sunt unice, sculele aschietoare putand avea mai multe sistemem de referinta :

- o prima situatie este aceea a sculelor multitais (de exemplu frezele, care au mai multi dinti, identici pe circumferinta sau diferiti, ca la frezelle profilate cu dinti reglati in trepte), la care sistemul; de referinta nu este unic, fiecare dinte avand propriu sistem de referinta, chiar daca aceste sisteme sunt identice;

- o a doua situatie este aceea a unor scule combinatre care lucreaza secvential si care actioneaza in directii diferite in cele doua (sau mai multe) secvente, caz in care exista atatea sisteme de referinta dint-o clasa cate diractii diferite de inaintare are scula.

- Ca urmare, sistemele de referinta au fost standardizate in (una sau mai multe) secvente, caz in care exista atatea sisteme de referinta dint-o clasa cate diractii diferite de inaintare are scula.

Ca urmare, sistemele de referinta au fost standardizate, mai intai pe plan international prin ISO 3002-1977, si apoi pe plan national prin STAS 6599-1981. Ambele standarde au la baza lucrarile regretatului profesor Zoltan Duca, creatorul teoriei generalizate a sculelor.

2.1. Sistemul de referinta cinematic

Sistemul de referinta cinematic, denumit si sistemul de referinta al masinii, este un sistem atasat masinii-unelte si asigura definirea corecta a sensului si directiei miscarii principale de aschiere si a componentelor acesteia.

La majoritatea masinilor unelte, ghidajelor miscarilor de translatie sunt in general ortogonale intre ele, iar axele miscarilor de rotatie sunt in general paralelle cu unul dintre ghidaje. Ca urmare sistemul de referinta cel mai indicat si care a fost adoptat este sistemul de referinta triortogonal drept, notat cu OXYZ. Axele sistemului sunt paralele cu miscarile de tranzlatie si cu axele de rotatie. Ca urmare, fiind legat de ghidajele si lagarele masinii, sistemul de referinta constructiv este univoc determinat pentru fiecare masina unealta.

Axele sistemului de referinta cinematic si miscarile principale la aschiere stabilite in STAS 8902-71 (elaborat dupa ISO/R-1968) pentru masinile unelte cu comanda numerica si sunt valabile pentru intreg domeniu al masinilor unelte de uz general (figurile 2.1. 2.2. 2.3).

Intre literatura de specialitate si standardele enuntate mai sus exista unele deosebiri in ceea ce priveste orientarea axelor acestui sistem, mai ales in raport cu axa de rotatie a arborelui principal. Consideram ca in ciuda unor imperfectiuni de definire a axelor sistemului de referinta constructiv (care vor fi evidentiate mai tarziu) si care pot fi eliminate prin conventii elaborate de fiecare utilizator, sistemul de referinta constructiv asa cum este el definit in STAS 8902-71 poate fi utilizat, cu atat mai mult cu cat standardele privind masinile-unelte cu comanda numerica folosesc acest sistem.

Elementele esentiale ale acestui sistem sunt, conform standardelor, urmatoare :

- Axa OZ este o axa identica sau paralela cu axa arborelui principal al masinii-unelte. Daca masina unealta roteste piesa, axa este paralela cu axa de rotatie. Daca masina-unealta roteste scula, atunci axa se poate lua paralela (sau confundata) cu axa de rotatie a sculei. Daca masina unealta nu are arbore principal, (masinile de rabotat, mortezat, seping), axa OZ se considera perpendiculara pe suprafata de asezare a piesei. Miscarea dupa axa OZ este considerata pozitiva daca ea duce la marirea distantei dinte piesa si scula;