Filetarea - metoda tehnologica esentiala a prelucrarilor metalice

  1. Ce este filetarea metalelor in ansamblul prelucrarilor metalice prin aschiere?
  2. Filetarea interioara, filetarea exterioara si subtipurile de filetare practicata in domeniul confectiilor metalice
    1. Filetarea exterioara si subtipurile date de metodele de prelucrare
    2. Filetarea interioara si subtipurile metodelor de prelucrare
  3. Utilaje si masini unelte folosite pentru operatiunile tehnologice de filetare profesionala a tevilor, a fitingurilor din otel si a altor piese metalice

In ansamblul prelucrarilor si metodeor tehnologice de realizare a pieselor metalice mecanice cu diferite intrebuintari si care indeplinesc roluri functionale dintre cele mai diverse, de la componente ale mecanismelor, masinilor si instalatiilor, aschierea este si, cel mai probabil, va ramane una dintre metodele principale.

Chiar daca prelucrarea prin ascheiere prezinta unele dezavantaje, legate mai ales de manopera si de costurile destul de ridicate privind materialele si energia consumate, avantajele nete care constau in productivitatea inalta precum si precizia si calitatea rezultatului final atarna mult mai greu in balanta alegerii metodei tehnologice de obtinere a componentelor si pieselor metalice prelucrate. Merita precizat ca marea majoritate a pieselor componente ale masinilor si ale mecanismelor pentru care sunt necesare precizie inalta si un grad superior de prelucrare a suprafetelor sunt realizate prin metode de aschiere.

In cadrul general al prelucrarilor prin aschiere sau prin deformare plastica la rece, filetarea ocupa un loc important, o intreaga gama de utilaje si masini unelte fiind dedicate acestei operatii. Tocmai despre filetare ca procedeu tehnologic de creare a pieselor cu filet vei afla mai multe detalii in acest articol.

Ce este filetarea metalelor in ansamblul prelucrarilor metalice prin aschiere?

De la bun inceput merita mentionat ca prelucrarile pe diverse masini unelte ca si masinile unelte insele s-au specializat in functie de diferitele tipuri de geometrie a suprafetelor generate. Astfel, inca din cele mai vechi timpuri aschierea a fost una din operatiunile esentiale pentru crearea de noi obiecte necesare omului. Se poate chiar afirma ca aschierea a fost prima activitate de prelucrare pentru crearea primelor unelte - asa numitele topoare din piatra cioplita - in epoca preistorica.

Mergand pe firul timpului, primele strunguri, inclusiv cel inventat de Leonardo da Vinci, apar pe la mijlocul secolului al XV-lea, iar primul “utilaj” de gaurit tevi de tun din lemn care prezenta rudimentele functionalitatii masinilor moderne de azi, respectiv lantul cinematic principal de rotire si cel secundar de avans apare cam in aceeasi perioada.

Unul din primele strunguri cu mecanism de avans cu surub conducator apare la finele secolului al XVIII-lea, iar apoi, urmatorul secol este dedicat aparitiei in serie a masinilor de rabotat, de frezat, de rectificat, de brosat. Prima jumatate a secolului al XX-lea este martora aparitiei otelurilor rapide care au permis constructia de masini unelte cu viteze mari de aschiere, a carburilor metalice sinterizate care permit prelucrarea materialelor foarte dure si a sistemelor de reglare automata precum si a comenzilor numerice care au permis dezvoltarea si utilajelor de tip strunguri CNC si celor adaptive DNC.

Una dintre cele mai utilizate operatiuni la care sunt folosite metodele aschierii este filetarea. Definind filetarea, se poate afirma ca este operatia de prelucrare a filetelor prin aschiere sau prin deformare plastica la rece cu ajutorul unor scule specifice a caror gama este destul de mare. Astfel, in filetare pot fi implicate o gama variata de la scule de mana din categoria tarozilor si filierelor, pana la masini unelte si utilaje de confectii metalice din gama strungurilor, masinilor de filetat metale si a mai specificelor masini de filetat gauri si a masinilor de filetat tevi din diverse domenii de activitate si cu multiple aplicatii practice.

Filetarea, deci, implica crearea unui filet pe suprafata unei piese metalice de o anumita forma. Filetul realizat prin operatiunea de prelucrare a fieltarii este de fapt o nervura elicoidala. Practic, filetul se poate realiza pe suprafete interioare sau exterioare cilindrice sau conice, asa cum, de exemplu, in cazul unui surub, filetarea este exterioara, iar in cazul piulitei aferente surubului filetarea este pe suprafata interioara a acesteia.

Filetele se pot clasifica in mai multe categorii dupa anumite criterii, astfel:

  • Dupa profilul filetului pot exista filete cu profil triunghiular, filete cu profil patrat, cu profil trapezoidal, semirotund sau de tip Edison si filete cu profil fierastrau;
  • Dupa numarul de inceputuri se poate distinge intre filete cu un inceput si filete cu doua sau mai multe inceputuri;
  • Dupa forma piesei care a fost filetata se pot intalni filete cilindrice, filete conice si filete plane;
  • Dupa marimea pasului exista filete cu pas normal si filete cu pas fin;
  • Dupa sensul de infasurare al elicoidalei exista filete pe drapta si filete pe stanga;

Filetul realizat prin operatiunea de filetare se caracterizeaza printr-o serie de elemente care individualizeaza modelul piesei care poate fi folosita in diverse mecanisme si aplicatii. Elementele principale ale filetului sunt:

  • Pasul filetului reprezinta distanta dintre doua flancuri consecutive. Masurarea pasului filetului se face intre flancuri care au aceeasi directie de inclinare iar masurarea acestora trebuie luata numai paralel cu directia axiala a piesei filetate, de exemplu a unui surub. La fileturile cu un singur inceput, conform clasificarii anterioare, avansul unei piulite la o singura rotatie este egal cu distanta care reprezinta pasul. Pasul filetului se exprima in milimetri sau toli sau prin numarul de pasi care intra intr-o unitate de masura de un tol, adica, de exemplu, numarul de spire elicoidale care pot fi numarate pe un tol din lungimea unui surub.
  • Jumatatea unghiului flancurilor filetului este masura jumatatii de unghi dat de o linie perpendiculara pe axa piesei (de exemplu perpendiculara pe axa unui surub) si unul dintre cele doua flancuri ale unui pas de filet. Astfel, daca unghiurile rezultate sunt egale filetul este simetric, iar daca sunt inegale, filetul este asimetric.
  • Diametrul exterior al filetului este distanta perpendiculara pe axa dintre punctele de coama, extreme, ale flancurilor opuse ale filetului.
  • Diametrul inferior al filetului este distanta perpendiculara pe axa surubului intre punctele de depresiune maxima intre doua flancuri de filet, puncte opuse aflate cel mai aproape de axa.

In afara acestor elemente principale se mai pot determina diverse cote si dimensiuni precum inaltimea teoretica a filetului, inaltimea reala a filetului, inaltimea utila de contact si profilul teoretic fata de care se masoara abeterile.

Ca metode de realizare a filetarii se pot enumera mai multe tipuri de prelucrari metalice prin aschiere precum: strunjirea, frezarea si rectificarea.

Filetarea interioara, filetarea exterioara si subtipurile de filetare practicata in domeniul confectiilor metalice

Filetarea - tarozi de filetare interioara

In privinta principalelor tipuri de filetare acestea se impart in doua mari categorii, in functie de suprafata piesei pe care va fi realizat filetul. Astfel, se pot intalni: filetarea exterioara si filetarea interioara.

Filetarea exterioara si subtipurile date de metodele de prelucrare

Filetarea exterioara presupune realizarea unui filet pe partea exterioara a unui surub. Cel mai comun exemplu in acest caz poate fi dat de suruburi sau de filetarea tevilor pe partea exterioara. Filetarea exterioara, la randul ei, se poate clasifica in functie de metodele de prelucrare folosite in:

  • Filetare exterioara prin aschiere care se realizeaza prin folosirea de cutite de strung si freze cu placute amovibile, freze si filiere confectionate din oteluri speciale, rapide de inalta duritate.
  • Filetare exterioara prin metoda deformarii plastice care se realizeaza cu ajutorul filierelor reglabile sau fixe confectionate din oteluri rapide.

La fiecare dintre aceste metode se pot folosi diverse unelte si scule de mana precum si masini unelte sofisticate din gama masinilor de filetat metale sau a strungurilor CNC ori a altor tipuri de utilaje.

Filetarea interioara si subtipurile metodelor de prelucrare

Filetarea interioara presupune realizarea filetelor pe suprafetele interioare ale unor piese metalice. Cele mai comune exemple de filetare interioara sunt piulitele precum si tevile si fitingurile filetate din otel atunci cand filetul este realizat pe interior.

Filetarea interioara se poate imparti, in functie de metoda de realizare in:

  • Filetarea interioara prin aschiere care are loc cu ajutorul unor bare de strunjire interioara sau a unor freze specifice cu placute amovibile ori realizate din carbura monobloc, tarozi confectionati din oteluri rapide sau carburi monobloc de inalta duritate.
  • Filetarea interioara prin deformare plastica care are loc cu ajutorul tarozilor realizati din otel rapid sau din carbura monobloc

Utilaje si masini unelte folosite pentru operatiunile tehnologice de filetare profesionala a tevilor, a fitingurilor din otel si a altor piese metalice

Filetarea - suruburi metalice

Apelarea la una sau la alta dintre metodele de filetare existente tine mai mult de precizia sau acuratetea dimensiunilor filetului obtinut dar, uneori, si de productivitatea ceruta pentru anumite operatiuni, asa cum ar fi, de exemplu, cazul realizarii de filete pe suruburi la scara industriala.

Metodele de obtinere prin aschiere a filetelor tin si de tipul masinilor unelte si a utilajelor folosite in acest caz masinile de filetat metale si subdiviziunile acestora, respectiv masinile de filetat gauri si masinile de filetat tevi fiind doar cateva dintre cele mai avansate si mai productive mijloace de filetare.

Astfel, asa cum ai observat deja, principalele metode de filetare sunt cele efectuate prin operatiunile de strunjure, frezare si rectificare.

Strunjirea este o operatiune tehnologica care se realizeaza fie manual, fie cu ajutorul strungurilor clasice ori cu mult mai modernele si eficientele strunguri CNC care ofera multiple posibilitati de prelucrare in diverse materiale de la metale feroase si neferoase pana la mase plastice. Fie ca se folosesc scule de mana, fie ca se folosesc masini unelte si utilaje, piesele principale cu care are loc strunjirea sunt filierele, tarozii si cutitele.

Filierele sunt folosite mai ales pentru operatiuni de filetare exterioara a arborilor si sunt alcatuite dintr-un inel metalic prevazut la partea interioara cu elemente ascutite, dure care efectueaza taierea in metalul de prelucrat. Filierele pot fi rotunde, patrate sau hexagonale ori chiar cubice.

Tarozii se folosesc mai ales pentru filetarea interioara sau executarea alezajelor. Tarodul este alcatuit dintr-o parte activa - numita si zona aschietoare sau con de atac care se introduce in gaura obiectivului de filetat, de exemplu in gaura unei piulite sau, in cazul masinilor de filetat tevi, in orificiul acestora din urma. Forma conului de atac, asa cum sugereaza si denumirea este tronconica.

Partea de calibrare este urmatorul segment al unui tarod si are un rol de ghidare al acestuia in timpul operatiunii tehnologice de filetare dar si de calibrare a gaurii filetat. De asemenea, tarodul este alcatuit la segmentul final dintr-un cap patrat care serveste la fixarea acestuia in dispozitivul portscula, de exemplu in madrina masinilor de filetat metale manuale sau industriale desigur, in functie de tipul tarodului: de mana sau de masina.

Metoda de filetare cu tarodul este una dintre cele mai uzuale metode de filetare cu ajutorul masinilor de filetat gauri si a masinilor de filetat tevi avand in vedere usurinta exploatarii.

O alta metoda de filetare cu ajutorul principiilor strungului este cea realizata cu ajutorul cutitelor care poate fi aplicata in majoritatea situatiilor in care este nevoie de obtinerea de filete la piese de masini unde precizia si calitatea joaca roluri importante.

Cutitele de filetare pot fi standard pentru realizarea filetelor exterioare, prismatice - pentru realizarea filetelor interioare sau cutite tip disc care se pot folosi in ambele sitiatii atat la filetarea interioara cat si la filetarea exterioara. Este de mentionat ca filetarea cu cutite implica, de regula, trecerea repetata a cutitului in functie de pasul filetului, diametrul filetului si, in special, in functie de tipul de material in care se realizeaza filetul.

O alta metoda de realizare a filetelor este frezarea cu ajutorul masinilor de frezat pentru filete scurte sau pentru filete lungi.

In fine, filetele mai pot fi realizate si prin metoda rectificarii, metoda care ofera un nivel inalt de precizie.

In concluzie filetarea ramane una dintre metodele tehnologice principale de realizare a filetelor pentru piese componente ale diverselor mecanisme, masini sau instalatii dintr-o gama variata de domenii si aplicatii. Gradul inalt de productivitate si precizia superioara a finisajului fac ca filetarea prin metode de aschiere sa ramana pe termen mediu si lung una dintre cele mai importante activitati din domeniul prelucrarilor metalice.

Comentarii

Articole similare