CAP.6. PRELUCRAREA FILETELOR.

6. 1 Introducere. Filetele sunt suprafeţe elicoidale conjugate utilizate în construcţia unor mecanisme de transfor- mare a mişcării şI a unor elemente de asamblare conjugate. Clasificarea filetelor este următoarea: a).după geometria profiluluifiletele sunt:-filete triunghiulare -filete pătrate -filete trapezoidale -filete rotunde -filete fierăstrău

b).după direcţia de desfăşurare:-pe stânga -pe dreapta

c).după numărul de începuturi:-cu un început -cu mai multe începuturi

d).după mărimea pasului:-pas normal -pas fin -pas mărit e).după sistemul de măsurare:-metric -în ţoli

Precizia de măsurare a filetelor este reglementată de STAS. Exemplu: pentru filetele metrice normale STAS prevede 3 clase: -fină " f " -mijlocie " m " -grosolană "g "şi în plus pentru filete metrice fine clasa de precizie semimijlocie " sm " Metodele de prelucrare sunt: 1.-prin aşchiere 2.-prin deformare plastică la rece (rulare) În cazul prelucrării filetului prin aşchiere suprafaţa filetului este generată prin deplasarea unei curbe, având forma profilului filetului (curbă generatoare), pe o elice, de pas egal cu cel al filetului numită directoare. În funcţie de modul în care se realizează directoarea avem următoarele metode: a).metoda de filetare cu directoare cinematică. b).metoda de filetare cu directoare matmatizată. În cazul în metodei cu directoare cinematică directoarea elicoidală se obţine prin combinarea mişcării de rotaţie cu miişcarea de translaţie axială (la piesă sau sculă). Este cazul operaţiilor de filetare prin strunjire, frezare şi rectificare. În cazul celei de-a doua metode directoarea elicoidală este materializată de profilul sculei aşchietoare care este elementul conjugat al filetului ce se prelucrează. Această metodă cuprinde filetarea cu tarozi, filiere şi capete de filetat.

6.2. Filetarea cu tarozi şi filiere. Această metodă este folosită frecvent datorită simplităţii sculelor şi cinematicii procesului. Permite obţinerea unor filete de clasă de precizie grosolană şi mijlocie. Diametrele filetelor prelucrate nu pot depăşi 20-40 mm pentru filetele exterioare şi 50-70 de mm pentru filetele interioare. Scula este acţionată manual (la filete de diametru mic) sau mecanic (se utilizează strungul universal, revolver, automat sau masina de găurit precum şi maşinile speciale de filetat fixe sau portabile. Datorită micşorăriii diametrului interior al filetului în raport cu diametrul alezajului înainte de filetare (sub acţiunea forţei aşchietoare ) este necesar ca diametrul alezajului să fie mărit cu o anumită cotă în raport cu valoarea sa teoretică (Dată în tabele). Acest fenomen apare şi la filetarea exterioară şi se recomandă ca diametrul tijei înainte de filetare să fie cu 0,1-0,2 mm mai mică decât valoarea sa teoretică.

6.3. Filetarea prin strunjire. Se aplică în producţia individuală şi de serie mică şi la prelucrarea filetelor foarte precise. Prelucrarea filetelor prin strunjire se realizează cu ajutorul unor cuţite, care materializează sau generează cinematic profilul filetului şi îl transpun în lungul directoarei elicoidale. Cuţitele de strunjit filete sunt: -cuţite radiale (a) -cuţite tangenţiale (b) -cuţite disc (c) -cuţite pieptene (d) Pentru cuţitele radiale unghiul la vârf este de 550 la filetele metrice şI 600 la filetele în ţoli. Prelucrarea filetelor se realizează prin mai multe treceri succesive în funcţie de pasul şi înălţimea filetului, de materialul prelucrat şI de precizia impusă. La degroşare se recomandă unghiul de degajare 5 200 iar pentru finisare 00 . Pentru cuţitele pieptene construcţia este cu 5-8 dinţi dintre care 2-3 pentru degroşare, 1-2 pentru finisare iar 1-2 pentru calibrare şi se folosesc la prelucrarea filetelor cu p < 4 mm. La filetele cu mai multe începuturi se folosesc fie divizarea , fie o sculă care materializează un număr de profile mai mare sau egal cu numărul de începuturi.

6.4.Filetarea prin frezare.

Fig.6.1. Filet cu freză disc pot fi exterioare (fig.6.1a.) sau interioare (fig.6.1.b.)

tgdm

-unghi de înclinare a elicei medii a filetului 100 . Se utilizează pentru finisarea filetelor de mişcare interioare şi exterioare şi pentru degroşarea filetelor cu 100 . Maşinile unelte folosite sunt maşina de frezat universală şi maşinile speciale pentru filete lungi. Pentru filete interioare axa frezei se înclină cu un unghi în sens invers cu frezarea filetelor exterioare. 6.5. Frezarea cu freze pieptene. (fig.6.2.)

fig.6.2.

Se se frezează filete scurte (l > 100 mm) şi cu pas mic. -axa sculei aşchietoare este paralelă cu axa semifabricatului -rotirea sculei aşchietoare este însoţită de rotirea semifabricatului şI deplasarea cu sl =p. -avansul sr se produce la începutul procesului până la pătrunderea sculei aşchietoare în semifabriccat. -maşinile unelte folosite sunt maşinile de frezat universale şI maşinile de frezat speciale.

6.6. Filetarea în vârtej. (fig.6.3.) Se caracterizează prin aceea că utilizează capete de frezat cu 4-8 dinţi cu plăcuţe din carburi metalice. Acestea permit prelucrarea cu o viteză de 200....250 m/min. Capetele de frezare sunt în funcţie de dispunerea dinţilor pot fi cu tangenţă exterioară sau cu tangenţă interioară.

fig.6.3.

Cele mai productive capete de filetat sunt cele cu element de susţinere reglabile şi decupabile. Prelucrarea filetelor exterioaree cu capete de filetat poate fi realizată atât pe strungul normal, revolver sau automat cât şi pe maşini de găurit sau maşini speciale de filetat. Gama diametrelor este de asemenea foarte largă de la 1,7 mm la 40 mm. În cazul filetării interioare sculele ce se montează pe capetele de filetat sunt piepteni radiali ghidaţi în canale, precis prelucrate, în formă de L prin intermediul unor bucşe. Avantajul filetării cu capete de filetat în raport cu celelalte metode de filetare: -dispare necesitatea deşurubării sculei -vitezele de aşchiere permise sunt mai mari -filetul prelucrat este mai precis Dezavantajele metodei sunt -gabaritul mare al capetelor de filetat -costul ridicat 6.7. Prelucrarea filetelor prin deformare plastică la rece. Se bazează pe imprimarea la rece a profilului filetului prin rostogolirea (rularea) semifabricatului între două scule cu profil corespunzător.

a. fig.6.4. b.

Prelucrarea se poate face atât pentr filetele exterioare ( fig.6.4.a.) cât şi pentru cele interioare (fig.7.4.b.). Procedeele de prelucrare se diferenţiază: -după curbele de rulare care sunt închise sau deschise -după ăţimea sculei care poate fi egală sau mai mică decât lăţimea piesei de prelucrat -adâncimea de pătrundere a sculelor care poate fi constantă sau variabilă pe circumferinţa piesei. Avantajul acestei metode în comparaţie cu metodele de prelucrare prin aşchiere: -productivitate ridicată -rezistenţă mai mare a filetului datorită ecruisării şI fibrajului continuu -precizia ridicată -calitatea bună a suprafeţei Dezavantaje: -costul ridicat al sculelor -forţe mari necesare pentru rulare -domeniu de aplicaţie este restrâns (materialele trbuie să aibă alungirea la rupere cuprinsă între 8-24 % iar piesa trebuie să aibe o formă simplă.

a).Rularea filetelor cu role cilindrice.

Sculele sunt două role având acelaşi diametru D, pe periferia cărora este prelucrat un filet cu pas p1 ce esteultiplu al pasului filetului prelucrat p, iar sensul de înfăşurare este invers sensului de înfăşurare al acestuia. Ambele role se rotesc cu turaţia ns şi imprimă profilul filetului lor pe suprafaţa cilindrică a semifabricatului, care, datorită frecării cu rolele, se roteşte cu turaţia np şI rulează pe circumferinţa lor. Poziţonarea rolelor în vederea realizării înălţimiii necesare filetului are loc prin deplasarea unneia dintre ele după un ciclu ce cuprinde:avans rapid, avans fin, staţionarea pentru prelucrarea şI calibrarea filetului pe ăntreaga suprafaţă şI retragerea rapidă. Condiţia de bază impusă sculei este p1 = k p ; k-număr întreg oarecare. Diametrul şI lăţimea sculei sunt funcţie de mişcările semifabricatului care poate executa sau nu o mişcare axială. a).semifabricatul nu are mişcare axială; lăţimea sculei trebuie să fie egală cu lungimea Lp a suprafeţei prelucrate (Lp < 100...200 mm) iar unghiul de înclinare al filetului sculei este egal cu unghiul de înclinare al filetului piesei. s piesa

b).semifabricatul execută o mişcare axială; se foloseşte în cazul filetelor mai lungi decât lăţimea rolelor. Înclinarea rolelor se face pentru reducerea diferenţei dintre unghiul de înclinare al filetului sculei şi piesei şi solicitării de forfecare a spirelor sculei. Multiplul k este în majoritatea cazurilor unitar şi creşterea acestuia determină scăderea productviăţii şi de aceea k 3 . Realizarea corectă filetului prin rulare cu role cilindrice presupune două reglaje foarte importante: -mai întâi reglarea cursei radiale a rolei deavans, astfel încât, la sfârşitul prelucrării, dimetrul mediu al filetului prelucrat să se încadreze între limitele câmpului de toleranţă. -începuturile celor două role trebuie să aibe această poziţie unghiulară pentru ca acţiunea lor să fie conjugată. Pentru reglarea acestor poziţii se poate recurge fie la rotirea unei role, independent de cealaltă, fie la deplasarea ei axială. Condiţia ca acţiunea rolelor să fie conjugată presupune ca acestea să aibă întotdeauna aceeaşi turaţie ns şI o legătură cinematică rigidă. b).Rularea filetului cu bacuri plane. (fig.6.5.) Sculele utilizate sunt două bacuri plane fiecare având practicate pe una din feţe canale cu pasul şi unghiul de înclinare corespunzător filetului prelucrat. Unul din bacuri execută mişcarea de rulare, în cursul căreia are loc prinderea semifabricatului de diametru d0, pătrunderea spirelor celor două scule la adâncimea necesară (profilarea),rularea filetului pe toată circumferinţa (calibrare) şi eliberarea piesei. Dezavatajul procedeului este legat de faptul că momentul în care bacul superior prinde semifabricatul depinde de dimaetrul acestuia. Astfel o creştere a diametrului determină deplasarea spre dreapta a punctului de prindere a semifabricatului şI spirele bacului superior nu vor corespunde cu cele ale bacului inferior determinând erori şi chiar rebutarea piesei. Acest dezavantaj este specific rulării pe curbă deschisă.

fig.6.5.

6.8. Rectificarea filetelor. Se rectifică:-scule aşchietoare de filetat -calibrele pentru controlul filetelor -şuruburile coonducătoare de mare precizie -şuruburile micrometrice -şuruburile melcatePrelucrarea prin recrificare completă se face doar la filete cu p < 1.5 mm.

a. fig.6.6. b.

Sculele aşchietoare pot fi sub formă de disc monoprofil (fig.6.6.a.)sau multiprofil fig.(6.6.b.) Discurile monoprofil pot fi pentru filete cu pas mare şi pentru filete cu pas mic foarte precise Discurile multiprofil pot avea lăţimea:-cu 2-3 spire mai mult decât lungimea piesei. -cu 2-3 spire mai puţin decât lungimea piesei. este unghiul de înclinare dintre axa semifabricatului şi axa sculei. f pasul filetului mm 70

30 ( > 30 deformaţii foarte mari)