Scule pentru filetare

Scule pentru filetare

Prelucrarea prin aschiere a filetelor se face cu scule care fac parte din categoria sculelor aschietoare. Sculele pentru filetat prelucreaza profile elicoidale.

Din categoria sculelor pentru filetat fac parte: cutitele pentru filetat, pieptenii pentru filetat, tarozii, filierele, frezele pentru filetat, capetele pentru filetat, discuri abrazive pentru rectificat filete, bacurile si discurile pentru rularea filetelor.

Cutitele pentru filetat, pieptenii pentru filetat, frezele si discurile abrazive pentru filetat se mai numesc si scule pentru filetare libera, deoarece in aceste cazuri avansul si adancimea de aschiere se realizeaza de catre masina-unealta. Tarozii, filierele si capetele pentru filetat se mai numesc si scule autoconduse sau calibrate, deoarece forma lor constructiva influenteaza elementele aschierii si dimensiunile filetului realizat. Bacurile si discurile pentru filetare fac parte din categoria sculelor care prelucreaza prin deformare plastica la rece.

Cutite si piepteni pentru filetat

Cutitele pentru filetat pot fi prismatice cu asezare radiala (v. fig. 1.63a) numite si cutite normale, cutite prismatice sau asezare tangentiala (v. fig. 1.63b), respectiv cutite disc (v. fig. 1.63c).

Toate poseda un varf activ.

In functie de marimea pasului filetului se fileteaza dupa mai multe scheme de aschiere. Pentru filete cu pasul filetului se utilizeaza schema prezentata in figura 1.64a (avans radial), atat la degrosare cat si la finisare.

Filetele cu pasul se degroseaza dupa schema din figura 1.64b, (directie tangenta la flancul filetului), iar finisarea lui se face cu avans radial, conform schemei din figura 1.64c. Numarul de treceri necesar realizarii filetului poate fi demonstrata, conform figurii 1.65, cand utilizand progresia geometrica se determina numarul necesar de treceri.

Pieptenii pentru filetat au mai multe varfuri active. Ei pot fi prismatici (v. fig. 1.66 a ) sau disc (v. fig. 1.66 b, c ). Pieptenii disc pot fi sub forma inelara (v. fig. 1.66 b), sau elicoidali (v. fig. 1.66c ). Cei inelari se utilizeaza pentru filete cu pasul mic, al caror unghi mediu de ridicare al filetului τ_m < 40 minute, iar cei elicoidali pentru filete cu unghi mediu de ridicare al filetului τ_m > 40 minute.

Pieptenii prezinta o parte de atac de lungime l₁ , 1,5 2,5 pasi si una de calibrare de lungime l₂ = 4 6 pasi. Unghiul de atac este χ_r = 25 30⁰.

Tarozi

Tarodul este o scula pentru prelucrarea filetelor interioare. El are forma unui surub care are insa prevazute un numar de canale, drepte sau elicoidale, care pun in evidenta taisuri aschietoare. Forma constructiva a tarodului este prezentata in figura 1. 67. El prezinta p parte de atac l₁, o parte de calibrare l₂ si o coada prevazuta cu un antrenor.

Partea de atac a tarodului l₁ poate sa fie construita in doua variante. O varianta este cea prin tesirea conica a dintilor (v. fig. 1.67 b). A doua varianta este cea in care partea de atac se executa cu filet conic, la care se face si o tesire conica (v. fig. 1.67c). Pentru a doua varianta aschiere se face si cu portiunile laterale ale dintilor, fapt care asigura o conducere a tarodului in gaura mai ferma chiar de la inceputul filetarii, ceea ce constituie un avantaj.

In cazul unor tarozi de dimensiuni mici, pentru a asigura o rezistenta la rupere mai mare, canalele se executa doar pe conul de atac, si pe 2 3 spire de pe partea de calibrare.

Canalele tarozilor pot fi realizate si elicoidale, pentru o evacuare mai usoara a aschiilor.

Filiere

Filierele sunt scule destinate prelucrarii manuale sau cu masina a filetelor exterioare. Ele pot fi utilizate pentru prelucrarea integrala a filetelor sau pot fi utilizate doar pentru finisarea lor.

Filiera se aseamana cu o piulita, care este prevazuta cu canale longitudinale care pun in evidenta taisurile necesare filetarii.

Sunt utilizate urmatoarele tipuri de filiere:

Filiere rigide (inchise) de forma rotunda (numite si normale), hexagonale sau patrate (v. fig. 1.69 a)

Filiere elastice (deschise) avand forma filierelor rigide, din care se obtin, care sunt taiate dupa o generatoare, devenind elastice, pentru a compensa uzura lor printr-o usoara deformare elastica a lor

Filiere tubulare  (v. fig. 1.69 b)

Filiere pentru cuple de lacatuserie (v. fig. 1.69 c)

Cel mai frecvent utilizate sunt filierele rotunde a caror forma si geometrie este prezentata in figura 1.70.

Se poate observa ca filiera rotunda prezinta o crestatura longitudinala, care dupa ce filiera se mai uzeaza va fi taiata, transformand filiera anterior rigida in una elastica. Conul de atac al filierei este format prin tesirea conica a spirelor, care vor fi si detalonate.

Freze pentru filetat

Frezare filetelor se poate face cu freze-disc (v. fig. 1.71). Acestea se pot realiza in doua variante: cu profil simetric (v. fig. 1.71 a) sau cu profil asimetric (v. fig. 1.71 b). In cazul frezelor disc cu profil simetric, diametrul acestora trebuie sa fie mai mare, pentru ca filetul sa poata fi realizat. In cazul frezelor disc cu profil asimetric, diametrul lor poate fi mai mic, inclinarea capului masinii-unelte, permitand prelucrarea si cu freze disc cu diametrul mai mic.

Frezele pieptene pentru filetat au dintii detalonati. Ele au un filet inelar, de lungime putin mai mare ca lungimea filetului de realizat.

Sunt doua variante constructive: freza pieptene cu coada (v. fig. 1.72 a), respectiv freza pieptene cu alezaj (v. fig. 1.72 b).

Este de remarcat ca filetarea este finalizata la o rotatie completa si o fractiune de rotatie a piesei de filetat.

Capete de filetat

Capetele pentru filetat se utilizeaza pentru prelucrarea filetelor exterioare si interioare, al caror diametru depaseste 50 mm. Asigura o crestere mare a capacitatii de productie.

Se gasesc doua tipuri de capete de filetat: cu deschidere automata, respectiv reglabile. Cele cu deschidere automata nu necesita inversarea rotatiei lor pentru cursa de intoarcere a sculei, ceea ce face ca timpul necesar filetarii sa fie mai mic.

In functie de asezarea cutitelor pieptene de filetare, care intra in componenta capetelor de filetat, se deosebesc urmatoarele tipuri de capete de filetat:

Cu piepteni radiali (v. fig. 1.73 a),

Cu piepteni tangentiali (v. fig. 1.73 b),

Cu piepteni disc (v. fig. 1.73 c).

Pentru cazul filetelor interioare pot fi utilizati doar pieptenii radiali.

Exista capete de filetat care au in componenta cutite armate cu placute aschietoare. Viteza de lucru a acestora este mare. Schema de lucru al acestor capete este redata in figura 1.74 a. In productie acest tip de filetare se mai numeste si filetarea in vartej. In figura 1.74 b se prezinta capul portcutite, avand montate 4 cutite, pentru filetarea in vartej.

1.14 Scule pentru danturat

Danturarea este larg raspandite in procesele de fabricatie, deoarece rotile dintate sunt des utilizate pentru transmiterea miscarilor, respectiv a momentelor de torsiune.

Exista doua metode de realizare a rotilor dintate: prin copiere si respectiv prin rostogolire.

Metoda copierii

O solutie pentru realizarea rotilor dintate este cea prin copierea profilului golului dintre dintii rotii dintate as acum este prezentat in figura 1.75. Deoarece golul dintre dinti, pentru acelasi modul, depinde de numarul de dinti, pentru prelucrarea tuturor rotilor dintate este necesar sa existe un set de scule, pentru acelasi modul.

Exista doua tipuri de scule care lucreaza prin metoda copierii: freza disc modul (v. fig. 176 a) si freza deget modul (v. fig. 176 b).

Aceste scule sunt mai rar utilizate ele fiind utilizate doar pentru reparatii, in productia de unicate sau serie foarte mica.

Metoda rostogolirii

Prin aceasta metoda scula materializeaza cremaliera de referinta, care este fortata sa angreneze cu semifabricatul. Muchiile aschietoare ale sculei astfel va indeparta materialul de prelucrat, creand astfel golul dintre dintii rotii dintate. In figura 1.77 se observa cum pozitiile succesive ale taisurilor sculei vor genera flancul evolventic al dintelui. In figura 1.78 se observa cum scula (cutitul pieptene pentru danturat) matrializeaza dintii cremalierei imaginare de referinta, care apoi angreneaza fortat cu semifabricatul de prelucrat.

Scule pentru prelucrarea rotilor dintate cilindrice

Printre sculele care prelucreaza rotile dintate cilindrice sunt: cutitul pieptene pentru danturat, cutitul roata pentru danturat, freze melc pentru danturat si severele.

Cutitul pieptene pentru danturat

Aceasta este scula cea mai simpla pentru danturarea rotilor dintate cilindrice. Ea seamana cu o cremaliera, fiind prevazuta cu taisuri aschietoare. Forma constructiva a cutitului pieptene pentru danturat se prezinta in figura 1.79.

Cutitele pieptene pentru danturat pot fi cu dinti drepti sau inclinati, ultimul fiind prezentat in figura 1.79.

Unghiul de degajare al cutitului pieptene poate fi format prin inclinarea sculei (v. fig. 1.80a) sau poate fi realizat prin constructie (v. fig. 1.80b).

Danturarea cu cutitul pieptene este precisa, dar este putin productiva, datorita cursei in gol a operatiei de mortezare.

Freza melc modul

Freza melc este foarte frecvent utilizata pentru danturarea rotilor dintate cilindrice, frezarea fiind o operatie foarte productiva. In figura 1.81 se poate observa cum dintii frezei melc materializeaza cremaliera de referinta, care apoi este fortata, prin cinematica masinii-unelte sa angreneze cu semifabricatul de prelucrat.

Forma constructiva a frezei melc modul este prezentata in figura 1.82. Deoarece flancurile dintilor trebuie sa fie rectificate, dintii for fi dublu detalonati, prima detalonare de marime k, iar a doua detalonare K₁.

Cu cat diametrul frezei melc este mai mare cu atat mai precisa este prelucrarea danturii rotilor dintate.

Marele dezavantaj al frezei melc modul este ca nu poate prelucra danturi interioare.

Freza melc pentru prelucrarea rotilor melcate

Spre deosebire de freza melc pentru prelucrarea rotilor dintate cilindrice, freza melc pentru prelucrarea rotilor melcate de diametrul impus de forma si marimea melcului care face parte din angrenajul melcat.

Forma constructiva a acestei scule este prezentata in figura 1.82.

Exista doua variante constructive a acestei scule, una fara con de atac (v. fig. 1.83a) care dantureaza doar cu avans radial atac (v. fig. 1.83d), respectiv cu con de atac (v. fig. 1.83b si c), care dantureaza utilizand avansul tangential atac (v. fig. 1.83e). Prelucrarea cu avans tangential este mai precisa decat cea cu avans radial.

Cutite roata pentru danturat

Cutitele roata pentru danturat sunt de forma unei roti dintate, care este prevazuta cu taisuri pentru indepartarea materialului din golul dintelui rotii dintate. Schema de prelucrare cu aceasta scula este prezentata in figura 1.84. Scula va executa o miscare de mortezare, care este suprapusa peste miscarea de rostogolire fortata (s_rostog) dintre scula si semifabricat.

Cutitele roata pentru danturat pot fi construite cu dinti drepti sau inclinati. Varianta constructiva cu dinti inclinati este prezentata in figura 1.85a. pentru realizarea dintilor inclinati ai rotii dintate, cutitul roata primeste o miscare de rotire suplimentara data de nu copier, prezentat in figura 1.85b.

Desi cutitul roata prelucreaza prin mortezare, deci are dezavantajul cursei in gol, el are marele avantaj ca poate prelucra danturi interioare.

Severul

Severul este o scula destinata finisarii rotilor dintate care nu au fost tratate termic. Finisarea se face prin intermediul unor taisuri practicate pe flancurile dintilor (v. fig. 186 b). Aceste taisuri vor face aschierea datorita crearii unei miscari relative intre flancurile dintilor severului si cei al rotii dintate de prelucrat. Aceasta miscare relativa in cazul severului roata se creeaza prin existenta unui unghi φ intre axa severului si axa rotii dintate de finisat (v. fig. 186 a), iar in cazul severului cremaliera deplasarea relativa amintita apare ca urmare a fortarii deplasarii severului pe directia AC, in locul deplasarii normale pe directia AB (v. fig. 186 c).

Exista mai multe solutii constructive de severe, ele fiind prezentate in figura 1.87. severul roata este prezentat in figura 1.87a, severul cremaliera este prezentat in figura 1.87b, iar severul melc este prezentat in figura 1.87c.

Scule pentru prelucrarea rotilor dintate conice

Prelucrarea rotilor dintate conice prin rulare se face prin materializarea dintilor unei roti plane imaginare de catre taisurile unei scule. Pentru rotile dintate conice rolul cremalierei de referinta din cazul rotilor dintate cilindrice este preluat de roata plana imaginara. Prelucrarea prin rostogolire se poate face prin doua procedee, frezare si rabotare.

Freze pentru roti dintate conice

Sunt doua freze al caror dinti se intrepatrund (v. Fig. 1.88) si taisurile lor materializeaza flancurile rotii dintate imaginare, care este fortata sa angreneze cu semifabricatul de prelucrat si astfel se prelucreaza golul dintre dintele rotii de prelucrat. Dupa prelucrarea unui gol este realizata o divizare si se incepe prelucrarea altui gol.

Cutite pentru rabotat roti dintate conice

Rotiel dintate conice pot fi prelucrate prin rabotare cu cutite profilate, asa cum este prezentat in figura 1.89.

Cele doua cutite de rabotat de tipul din figura 1.89b, vor materializa flancurile rotii conice plane imaginare (v. fig. 1.89c), aceasta fiind obligata sa angreneze fortat cu semifabricatul de prelucrat (v. fig. 1.89a). pentru a micsora frecarea sculei cu suprafata prelucrata, scula va fi fixata pe leaganul suport, care face miscarea de rabotare, prin intermediul unui suport oscilant (v. fig. 1.89d). La fel ca in cazul frezarii rotilor dintate conice si in cazul rabotarii dupa prelucrarea golului dintre un dinte, se va face o divizare pentru a prelucra un alt gol dintre dinti. Actiunea se repeta pana la prelucrarea tuturor dintilor.

Scule pentru prelucrarea rotilor dintate cu dinti curbi

Pentru cresterea capatitatii portante a danturii rotilor dintate au aparut rotile dintate cu dantura curba: dantura in arc de cerc, dantura eloida sau spiromatica, respectiv dantura paloida.

Capete portcutite pentru dantura in arc de cerc

Schema generarii danturii curbe este prezentata in figura 1.90. Flancurile rotii plane imaginare 1 sunt materializati de cutitele 4 montate in capul port-cutite 3 (v. fig. 1.90a). Prin rotirea capului portcutite, a carui centru este in punctul C (v. fig. 1.90b), se genereaza forma curba in arc de cerc a flancului dintelui de taisurile cutielor (v. fig. 1.90c). Forma evolventica a flancului dintelui este realizata prin angrenarea fortata a rotii palne imaginare cu roara dintata conica de prelucrat. Aceasta angrenare fortata este materialiyata de lantul cinematic al masinii-unelte (v. fig. 1.90a).

Forma constructiva a capului portcutite pentru dantura in arc de cerc (numita si dantura Gleason), este prezentata in figura 1.91.

In corpul de baza 1 sunt montate doua tipuri de cutite, pentru prelucrarea flancului exterior al golului dintelui 2, respectiv pentru a celui interior 3. Cutitele pot fi reglate radial prin intermediul unor pene 4, respectiv 5, una din ele poate fi deplasata axial, pentru reglare, de surubul de reglare 8. Pozitia cutitelor este fixata prin intermediul suruburilor 9.

Este de remarcat ca pentru prelucrarea tuturor dintilor rotii de prelucrat trebuie sa fie facuta operatia de divizare.

Cap portcutite pentru dantura eloida

Dantura eloida este o dantura conica curba, curba fiind o epicicloida alungita sau scurtata, care a fost numita eloida.

Schema de obtinere a danturii eloide este prezentata in figura 1.92. Spre deosebire de dantura in arc de cerc, dantura eloida se face prin rostogolirea fara frecare a unei rulete r_r peste cercul de baza a rotii conice plane imaginare, iar un grup de trei cutite, dispuse in punctele P₁, P₂ si P₃, materializeaza dintii acesteia. La fel ca in cazul danturii in arc de cerc, roata plana imaginara este fortata sa angreneze cu semifabricatul de prelucrar, asa rezultand flancul evolventic al dintelui rotii de prelucrat.

Capul portcutite pentru prelucrarea danturii eloide este prezentat in figura 1.93.

Intr-un corp al capului portcutite sunt montate mai multe grupuri de cutite (care materializeaza punctele P₁, P₂ si P₃ din fig. 1.92). fiecare grup de cutite include trei cutite, cutitul G care face degrosarea, cutitul I care finiseaza flancul interior al dintelui si cutitul E care finiseaza flancul exterior al dintelui rotii dintate conice cu dantura eloida. Fiecare grup de cutite trece prin alt gol al dintilor in mod succesiv. Prin angrnarea fostata a rotii plane imaginare cu semifabricatul de prelucrat, cutitele for genera profilul evolventic al dintilor curbi.

In figura 1.93b se paote observa cum se poate face reglarea pozitiei axiale si radiale ale fiecarui cutit din capul portcutite. Dupa reglarea cutitelor aceste sunt fixate prin intermediul unor suruburi de fixare.

Freza melc pentru dantura paloida

Schema generarii danturii conice paoloide este prezentata in figura 1.94. Scula este o freza conica a carei dinti sunt formati de niste cremaliere. Dintii cremalierei, notati cu 1, 2, , 6, executa o miscare de rotatie in jurul axei frezei melc, care este tangenta la un cerc de baza a rotii plane imaginare. Prin aceasta miscare flancul dintilor generati vor avea forma unei evolvente alungite, care a fost numita paloida.

Dintii materializati ai rotii plane imaginare, materializati de freza melc conica (prezentata in figura 1.94b), sunt pusi in angrenare fortata cu semifabricatul de prelucrat, rezultand dantura paloida a dintilor acesteia.

Scule pentru prelucrarea profilelor neevolventice

Tot prin metoda rostogolirii pot fi prelucrate si alte profiluri, care nu sunt evolventice. In figura 1.95 este prezentata freza melc pentru prelucrarea arborilor canelati.

Freza melc prezentata prelucreaza arborii canelati prin aceiasi metoda ca si freza melc pentru roti dintate cilindrice. Profilul dintilor frezei melc este insa foarte diferit, asa cum se vede in figura 1.95.