FILETUL

Definitie: Filetul este suprafaţa elicoidală, obţinută prin deplasarea unei generatoare de formăoarecare, în lungul unei directoare în formă de elice.

Operaţia de filetare poate fi efectuată manual, folosind filiere, tarozi şi capete de filetat, sau

mecanicfolosind diferite maşini-unelte, cum sunt strungurile (normale, automate, semiautomate,

revolvere, carusel) maşini speciale de filetat cu cuţite, freze, capete de filetat, maşini de rectificat

filet,maşini de frezat, mortezat, rectificat danturi înclinate, maşini de ascuţit freze elicoidale, maşini

de detalonat prin strunjire sau rectificare etc.

Caracteristicile geometrice ale filetului . Directoarea elicoidală poate fi cilindrică

(figura1.a), respectiv conică (figura 1.b), după cum este trasată pe o suprafaţă cilindrică sau conică.

Ea poate fi realizată si pe alte suprafeţe de revolutie, de exemplu elicea globoidala (figura 1.c).

Parte din parametrii suprafeţei de revoluţie intervin în caracterizarea geometrică a directoarei elicoi-

dale.

Astfel, în cazul elicei cilindrice, un parametru al acesteia este marimea razei r a cilindrului. La

elicea conică, parametrii suprafeţei conice care intervin sunt fie semiunghiul d al varfului conului,

fie raza r si înaltimea h.

A doua caracteristică a directoarei elicoidale este marimea P E a pasului elicei, corespunzătoare

distanţei dintre două spire consecutive MN ale elicei, măsurată pe generatoare (fig.1.2.)

Pasul elicei este numit şi pas axial p ax, deoarece aceasta mărime este conţinută într-un plan care trece

prin axa elicei.

Dacă planul este normal pe elice, distanta M´N´ este denumită pas normal p n.

Funcţie de sensul elicei, există filet pe dreapta şi filet pe stanga. Filetul este pe dreapta atunci

când printr-o rotire spre dreapta (sens mecanic) piesa filetată se îndepartează de observator(fig.1.2.a)

sau se înşurbează într-o piuliţă. Filetul pe stanga se deplasează în sens invers (fig.1.2.b) pentru

acelaşi sens de rotaţie. Înclinarea elicei într-un punct M al ei este determinată de mărimea unghiului

b , dintre tangenta T la elice si generatoarea suprafeţei, ambele trecând prin acelaşi punct M.

În unele cazuri, de exemplu la şuruburi, înclinarea elicei se determină prin unghiul g dintre tangentă

şi normala pe generatoare.

Filetul poate avea unul sau mai multe începuturi, adică una k directoarei elicoidale, identice,

Echidistante (fig.1.3.a).

Distanţa dintre două directoare alăturate este pasul filetului p. În cazul roţilor dinţate aceeaşi

distanţă are denumirea de pasul danturii.

Pasul filetului ca şi pasul danturii poate fi axial sau normal, după cum se masoară într-un plan axial

sau normal.

Între pasul elicei şi pasul filetului (respectiv al danturii) există relatia:

P E =kp

din care rezultă că, pentru k =1 (filet cu un singur inceput), pasul elicei este identic cu pasul filetului.

Pasul filetului poate fi constant sau variabil (fig.1.3.b), în ultimul caz el exprimându-se, de exemplu,

sub forma:

p =(1 ± l )p 0

în care parametrul l variază dupa o lege impusă de scopul filetului.

Profilul filetului este determinat de forma curbei generatoare, func ţie de scopul filetului. Filetul şuruburilor are un profil generator de formă unghiulară, trapezoidală, dreptunghiulară etc. În cazul danturilor, profilul filetului este format din arce de evolventă, cicloide, cerc etc . La sculele cu dantură elicoidală, profilul filetului este condiţionat de obţinerea anumitor mărimi ale unghiurilor de aşezare a şi de degajare g .

Profilul filetului poate fi definit în planul axial sau în planul normal, denumit profil axial, respectiv profil normal. În primul caz planul conţinând profilul generator se deplasează în lungul directoarei trecând tot timpul prin axa elicei. În al doilea caz planul conţinând directoarea este mereu normal pe traiectoria directoarei elicoidală, deci normala la acest plan este continuu tangentă în directoare.

Geometria elice i.

Considerând o elice cilindrică într-un sistem de axe de coordonate trirectangular,axa elicei coincizând cu axa z, ecuatiile parametrice ale acesteia sunt :

x= r cos q ;

y= r sin q ;

z= r q /tg b ;

în care r este raza cilindrului, iar b unghiul de înclinare al tangentei la elice în raport cu generatoarea cilindrului.

Geometria elicei cilindrice

Desfăşurînd cilindrul prin secţionare pe generatoarea AB, se obţine dreptunghiul ABB 1A 1, cu lungimea AA 1=2 p r şi cu înaltimea AB=P E elicea transformându-se în diagonala AB 1 .

Punctul M de pe elice determină cu generatoarea MM 1 triunghiul dreptunghic MM 1A, care MM 1= z, iar AM 1= q r . Din aceasta rezultă q r/z=tg b şi deci expresia lui z.

Pentru q = 2 p , z este egal cu pasul P E al elicei, astfel că din punct de vedere geometric, elicea cilindrică poate fi definită prin expresia

P E=2 p r/tg b

Având în vedere că marea majoritate a filetelor utilizate curent sunt filetele cilindrice cu pas constant , vor fi tratate în primul rând acestea, pentru care expresia pasului se scrie:

P E =2 p r/tg b =const.

Unghiul b are o importantă deosebită în generarea suprafetelor elicoidale deoarece planul, conţinând profilul generator este totdeauna normal la suprafaţa corpului de revoluţie, deci normal pe planul tangente PT care conţine tangenta şi face cu aceasta un unghi q de mărime oarecare, însă constant. Astfel, în cazul filetului cu profil axial, urma planului continând profilul generator face un unghi q = b , cu tangenta la elice, iar acelaşi plan, în cazul filetului cu profil normal face unghiul q =90 ° cu tangenta.

Obţinerea unui profil identic în toată lungimea directoarei elicoidale impică deci menţinerea constanta a lui q . În cazul în care b variaza, trebuie să varieze şi planul continând profilul generator, deci trebuie să varieze poziţia sculei, pentru îndeplinirea conditiei q = const .

Problema aceasta nu afectează generarea suprafeţelor elicoidale, în care directoarea este o elice cilindrică de pas constant, deoarece unghiul b , depinzând de r si P E care sunt constante, este şi el constant.

În cazul elicei conice, expresia tg b este identică cu a elicei cilindrice, însă mărimea razei r este variabilă, în raport cu poziţia unui cerc de raza r 0 conţinut într-un plan normal pe axă.

În acest caz, marimea razei se exprimă prin:

r=ro ± m tg d

şi ca urmare:

tg b = (2 p r o/P E) ± (2 p m/P E tg d )

Geometria elicei conice

Natura directoarei elicoidale

Elicea cilindrică pas constant are o foarte largă utilizare în construcţia de maşini.

Directoarea elicoidală cilindrică poate fi realizată în două moduri:

• cinematic
• materializată

Directoarea elicoidală cinematică poate fi la rândul său realizată în două moduri diferite:

• prin combinarea a două mişcări, una de rotaţie de viteză tangenţială v T şi una de translaţie de viteză v A, între care să existe relaţia:

v T /v A =tg b =const

• prin imprimare prin rulare care necesită de asemenea o mişcare de rotaţie de viteză

unghiulară w şi una de translaţiede viteză v între care trebuie să existe relaţia

v/ w = r

Pagina urmatoare