RO112700B1 - Scula de filetat - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la o sculă de filetat, cu tăișuri multiple, prevăzută cu canale mărite pentru așchii și solicitare redusă pe dinții de tăiere, în special pentru executarea filetelor prin așchiere, cu viteză mărită - într-un domeniu larg de dimensiuni, de preferat în intervalul dintre M12 până la M68 și G 1/4 până la G 3.

Sunt cunoscute scule așchietoare cu tăișuri multiple, prin intermediul cărora se realizează filetarea găurilor. Cea mai mare parte a acestor scule este cunoscută sub denumirea de tarozi.

Acești tarozi, după cum se știe, au un tronson prevăzut cu un subtronson cu dinți teșiți și un tronson de calibrare; cele două tronsoane de așchiere și calibrare sunt dispuse la un capăt al unei cozi, în general, cilindrică. Celălalt capăt al cozii este, de preferință, de secțiune pătrată, pentru a servi la antrenare sculei în așchiere.

Tronsonul activ conține cel puțin doi dinți de tăiere și canalele aferente între numiții dinți de tăiere, pentru a înamagazina așchiile separate și pentru a introduce lichide de răcire și/sau de lubrifiere, dacă este necesar.

în timpul filetării, cele două cerințe de bază sunt: precizia și productivitatea. După cum se știe, presizia este asigurată de însăși construcția precisă a sculei, pe de o parte, și de mijloacele de ghidare corectă a ei, pe de altă parte; în timp ce productivitatea este obținută prin creșterea vitezei de așchiere, aceasta din urmă fiind totuși limitată de producerea de căldură și așchii ce trebuie îndepărtate din gaură, în timpul prelucării. Este evident că două cerințe contradictorii vor fi întâlnite simultan: suprafața de lucru a tarodului aflat în contact cu piesa ce trebuie preluată trebuie să fie cât mai mare posibil pentru a realiza o ghidare precisă; pe de altă parte, și reducerea frecării și a cantității de căldură generate, necesită ca suprafața activă de tăiere să fie minimă, pe de altă parte. Aceste considerente sunt susținute de Dr. Bakondi - Dr. Kardos: în lucrarea Manufacturing TechnologyVoi 1, p.226 Educațional Publisher 1963.

□ descriere corectă este cuprinsă în capitolul Tarozi din lucrarea: Screw Rhreadsde L. Arato și M. Vagi, Tancsics Publisher, 1968, care prezintă o descriere detaliată a tarozilor, cunoscuți și utilizați în prezent, împreună cu documentația de execuție, geometrie și dimensiuni. Conform cu referințele menționate, valoarea recomandată pentru fețele de ghidare de pe lățimea dintelui de tăiere este de 0,35 D în cazul tarozilor cu trei canale și 0,28. în cazul tarozilor cu patru canele, unde D reprezintă diametrul exterior al tarodului. Conform literaturii, adâncimea canalului este egală cu diametrul miezului d_t, care, în schimb este egal cu 0,4 la 0,5 D ca rezultat al unui compromis; de fapt valoarea diametrului d_t va fi astfel selectată pentru a obține un canal de așchii cât mai mare posibil, și în același timp, să se mențină și o rezistență rezonabilă. Astfel, experimentele arată că așchiile adunate în canale datorită secțiunii incorecte a canalului au ca rezultat ruperea mult mai frecventă a tarodului decât rezistența insuficientă a tarozilor.

Este cunoscut faptul că tarodul are o parte de lucru, prevăzută cu un tronson teșit și un tronson de calibrare, dispusă la unul din capetele cozii. împreună cu aceasta, selecția corectă a lungimilor acestor părți este foarte importantă. Lungimea tronsonului este întotdeauna determinată prin luarea în considerare a condițiilor de așchiere. Lungimea tronsonului teșit este definită, de exemplu, în cazul filetării manuale cu tarozii în set, sau de mașină, tarozi din materiale moi sau dure. în general, se poate spune ca tarozii cu lungimea mică a tronsonului teșit sunt mai utilizați în practică, și lungimea părții de calibrare depășește - adesea de câteva ori - lungimea tronsonului teșit. Conform rezultatelor din literatură, detalonarea fațetei de calibrare a tronsonului teșit a tarodului este absolut necesară, în timp ce nu este necesară sau chiar dezavantajoasă - pe tronsonul de calibrare, cu excepția tarozilor de mașină pentru piulițe, unde tarodul nu trebuie să fie inversat, când se prelucrează filetul piulițelor, de fapt, așchiile acumulate în

RO 112700 Bl canale nu pot fi aglomentare între fațeta de ghidare și suprafața prelucrată. Valoarea unghiului de așezare a tronsonului teșit variază între 10° și 12°, în cazul tarozilor de mașină și a tarozilor pentru piulițe, și între 6° și 8°, în cazul tarozilor de mână.

O soluție interesantă este descrisă în continuare în brevetul HU 70 793, unde laturile alternative ale elicilor următoare pe dinții de tăiere vor fi tăiate, prevenind astfel aglomerarea așchiilor și blocarea tarodului. Astfel, muchiile de tăiere ale tarodului sunt ajustate cu joc și merg mai ușor la formarea filetului, în timp ce cele două laturi ale filetului vor fi tăiate alternativ de una și de cealaltă parte a muchiilor așchietoare.

Soluția descrisă în conținutul publicației DE 36 43 744 este mai potrivită pentru a fi folosită, în principal, în cazul tarozilor pentru reajustarea uzurii în timpul utilizării normale sau pentru prelucrarea filetelor ce urmează a fi galvanizate, cum ar fi filete de dimensiuni neuzuale, la care diametrul exterior al tarodului este variabil.

Dezavantajele acestor scule constau în aceea că realizează precizii de formă și dimensiune reduse precum și productivitate scăzută.

Problema pe care o rezolvă invneția constă în construirea unei scule de filetat cu dinți tăietori și canale de evacuare și răcire-lubrifiere, care să permită obținerea unei viteze de tăiere mărite, compatibilă cu cea obținută cu soluțiile tradiționale și care poate fi implementată prin intermediul procedeelor tradiționale de fabricare, folosind material cunoscut de bază, care să poată fi folosită într-un domeniu larg de dimensiuni și diametre de găuri.

S-au efectuat experimente care au pus în evidență apariția unei frecări sporite între tarod și piesa de prelucrat și, frecvent, va apărea o înțepenire între așchia generată și suprafețele tarodului și piesei de prelucrat, mai degrabă decât direct între tarod și suprafața piesei de prelucrat. Au fost, de asemenea, efectuate experimente pentru a reduce frecarea, adică sarcina ce acționează pe muchiile de așchiere, în timpul filetării. S-a constatat că - neluând în considerare părerile profesionale anterioare - lățimea dinților de tăiere poate fi semnificativ redusă - de la 0,2 până la 0,02 din diametrul exterior D -, fără a influența semnificativ rezistența tarodului, ceea ce este foarte important din punct de vedere al unei scule de așchiere. Alte dimensiuni ale tarodului vor fi de asemenea, modificate pentru a ajusta lățimea propusă a dinților de tăiere.

Reducerea lățimii dintelui de tăiere adică, reducerea sarcinii - de asemenea, permite reducerea diametrului d_t al miezului; conform cu experimentele făcute, pot fi, de asemenea, implementate mărimi mai mici de 0,35 din diametrul exterior D. Din nou, așa cum arată experimentele parcurse, aceasta implică obținerea unui canal pentru așchii mărit, astfel obținânduse un spațiu mai mare de depozitare a așchiilor generate de dinți și îndepărtarea lor fără aglomentare.

Pentru a folosi în siguranță lățimea propusă a dintelui de tăiere, s-a adoptat o soluție ce permite ca sarcina ce acționează pe dintele de tăiere să fie redusă comparativ cu soluțiile cunoscute în prezent. în soluția din prezenta cerere de brevet, lungimea tronsonului teșit, comparativ cu lungimea tronsonului de calibrare, este semnificativ mărită, în raport cu tarozii cunoscuți. Astfel separararea așchiilor va fi împărțită între câteva secțiuni ale dintelui de tăiere, asigurând o distribuție mai uniformă a sarcinii de-a lungul tronsonului teșit. După cum demonstrează experimentele, pentru a obține o rezistență corectă a tarodului, în timp ce lățimea dinților de tăiere și diametrul miezului sunt reduse, lungimea teșiturii va fi egală cu cel puțin jumătate din lungimea părții active.

Referitor la energia de tăiere, se știe că folosirea detalonării îmbunătățește semnificativ condițiile de tăiere. Se știe că partea teșită trebuie întotdeauna prevăzută cu detalonare și acesta este și cazul acestei soluții. Totuși, în cazul soluțiilor cunoscute, suprafața de ghidare a tronsonului teșit - datorită lățimii relativ mari a dinților de tăiere - este curbată.

RO 112700 Bl

S-a constatat că este preferabil să se folosească suprafața de ghidare plană în partea teșită; de fapt, această formă elimină apariția oricărei blocări, datorită naturii elastice a materialelor în timpul tăierii.

Scula de filetat, conform invenției, este formtă dintr-un cap de lucru, alcătuit, la rândul său dintr-un tronson teșit, urmat de un tronson de calibrare și continuat cu o coadă de antrenare prevăzută, la capătul liber, cu o formă rectangulară de manevră. Capul de lucru conține cel puțin doi dinți de tăiere și canale aferente între numiții dinți de tăiere, pentru a înmagazina așchiile separate de dinți și pentru a introduce lichide de răcire și/sau de lubrifiere, dacă este necesar. Lățimea dinților de tăiere are o mărime care să nu depășească 0,2 până la 0,02 din diametrul exterior al sculei, în timp ce diametrul miezului are o mărime care să nu depășească 0,35 din diametrul exterior al tarodului.

Mărimea lungimii teșiturii de pe tronsonul activ este egală cu cel puțin jumătate din lungimea tronsonului. Suprafața fațetei de ghidare a părții teșite are forma unei suprafețe plane astfel încât unghiul de așezare depășește 5° și este de preferință 15°.

Experimentele demonstrează că în cazul filetării găurilor străpunse și/sau a unei prefiletări manuale, este recomandat ca lungimea teșiturii să fie în continuare mărită: lungimea teșiturii este egală cu cel puțin 75% din lungimea capului de lucru.

Este de preferat ca la construcția sculei de filetat, lungimea capului de lucru să aibă până la 1 □ pași în timp ce lungimea teșiturii este egală cu lungimea tronsonului de calibrare în cazul filetării găurilor înfundate și/sau filetării finale manuale. Este preferată soluția în care capul de lucru are o lungime de 6 pași.

în cazul sculei de filetat, descrisă mai sus, nu este absolut necesar să se folosească detalonarea fațetei de ghidare, în partea de ghidare. De fapt, aceasta ar fi foarte dificil și ar necesita o acuratețe sporită în prelucrare. Dacă este necesară detalonarea fațetei de ghidare, poate fi ,de asemenea, folosită, în cazul nostru, în partea de ghidare; cu toate acestea, o valoare de 0,02 mm este suficientă.

O construcție recomandată a sculei de filetat, conform cu prezenta invenție, are lățimea dinților de ătiere de până la 0,056 din diametrul exterior al sculei în timp ce diametrul miezului are de la 0,2 până la 0,25 din diametrul exterior al sculei.

Scula conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- asigură creșterea vitezei de așchiere;

- permite îmbunotățirea preciziei de formă și dimensiune.

Se dă, în continuare, un exmeplu de realizare a sculei în legătură și cu fig. 1...3, care reprezintă:

- fig. 1, vedere laterală a sculei;

-fig. 2, secțiune transversală după planul A-A din fig. 1;

- fig. 3, secțiune axială printr-un dinte așchietor al sculei.

Scula de filetat, conform invenției, prezentată în fig. 1, este alcătuită dintr-un cap de lucru B continuat cu o coadă de manevră Z. Capul de lucru B de lungime I este fomat dintr-un tronson teșit a de lungime l_b și un tronson de calibrare b de lungime l₃. Celălalt capăt al cozii Z are de preferință o secțiune rectangulară pentru a servi la antrenarea sculei. Conform acestei invenții capul de lucru B este prevăzut cu cel puțin doi dinți longitudinali de tăiere v, cinci în cazul nostru după cum se vede în fig. 2. Niște canale H sunt practicate între numiții dinți de tăiere V, dispuse alături de fiecare dinte de tăiere V, pentru a depozita așchiile separate și pentru a introduce lichide de răcire și/sau de lubrifiere dacă este necesar. Lungimea tronsonului teșit b de lungime l_b este egală cu cel puțin jumătate din lungimea capului de lucru B de lungime I, în cazul nostru cel puțin 75% ca un exemplu. Dinții V, conform figurii 2, au în plan transversal o lățime v. Lățimea v a dinților de tăiere V va avea o valoare care să fie cuprinsă între 0,2 până la 0,02 din diametrul exterior □ al tarodului - de exemplu V<0,1

RO 112700 Bl până la 0,02 D - în timp ce un diametru d_t al miezului sculei conform invenției va avea o valoare care să nu depășească □,35 din diametrul exterior D al sculei de exemplu d_t < 0,35 D. După cum se vede clar în fig. 2, ca rezultat al reducerii diametrului d_t al miezului și a lățimii v a dinților V de tăiere, conform acestei invenții, canalele H, de secțiune mare, sunt prezente între dinții de tăiere V cel puțin alături de numiții dinți de tăiere V, pentru a depozita așchiile separate și pentru a introduce lichide de răcire și/sau de lubrifiere dacă este necesar.

O fațetă de ghidare h, conform fig. 3 unde se prezintă o vedere în secțiune trasnversală a unui dinte de tăiere V, are forma unei suprafețe plane astfel încât un unghi de așezare a depășește 5°și este de preferință de 15°.

Funcția sculei de filetat, conform prezentei invenții, este descrisă în detaliu mai jos. Scula de filetat descrisă în această invenție poate fi folosită fie ca tarod de mână fie ca tarod de mașină. în cazul nostru, este esențial ca lungimea tronsonului teșit a de lungime l_b să fie egală cu cel puțin jumătate din lungimea capului de lucru B de lungime I. în cazul filetării găurilor străpunse și/sau prefiletării manuale lungimea părții tronsonului teșit a, de lungime l_b, este în continuare mărită, în asemenea cazuri, lungimea acestui tronson a va fi cel puțin 75% din lungimea capului de lucru B de lungime I.

Se știe că în conformitate cu Standardul German DIN în vigoare, lungimile tronsonului a de lungime l_b sunt după cum urmează:

- Forma A: 6 pași

- Forma B: 4 pași + margine de ghidare

- Forma C: 2 pași până la 3 pași

- Forma D: 4 pași

- Forma E: 1,5 pași în soluția conform invenției va fi folosit un tronson teșit a de lungime l_b mai mare comparativ cu soluțiile cunoscute descrise mai sus - chiar de 12 pași lungime - care are avantajul că separarea așchiilor este distribuită mai uniform, reducându-se astfel sarcina ce acționează pe dinții de tăiere. Este de preferat ca lățimea v a dinților de tăiere V și diametrul dj să fie selectate ca mai sus - de exemplu v < 0,056 D; d_t < 0,2 D până la 0,25 D astfel obținându-se o secțiune bună a canalului H. Canalele H astfel obținute sunt adaptate să păstreze așchiile separate și să introducă lichide de răcire și/sau de lubrifiere dacă este necesar.

Dacă scula de filetat este folosită pentru filetarea găurilor înfundate și/sau filetare finală manuală, această sculă de filetat va fi folosită ca o sculă așchietoare, pentru care capul de lucru B de lungime I are până la 10 pași lungime, în timp ce partea tronsonului teșit de lungime l_b este egală cu lungimea tronsonului de ghidare b de lungime l_s. în asemenea cazuri, se recomandă o construcție cu lungimea capului de lucru B de mărime I de 6 pași.

Pentru realizarea sculei de filetat conform prezentei invenții, detalonarea fațetei de ghidare pe tronsonul de ghidare b de mărime l_s nu este absolut necesară. Aceasta ușurează construcția sculei: de fapt, detalonarea este o operație care necesită mașini speciale și calificare profesională ridicată. Desigur, se poate folosi detalonarea fațetei de calibrare în cazul sculei de filetat conform prezentei invenții; în acest caz valoarea detalonării va fi până la 0,02 mm.

Scula de filetat, conform invenției, poate fi folosită într-un domeniu larg de dimensiuni. De exemplu, soluția poate fi bine folosită în intervalul dintre M12 până la M68 și G 1/4 până la G 3, respectiv, fără dificultăți deosebite. Materialele de bază folosite pentru producerea tarozilor; de fapt, experimentele au arătat că restricții speciale nu sunt necesare. Este de preferat ca sculele de filetat să fie făcute din oțel rapid sau oțel aliat; dacă o sculă așchietoare de rezistență specială este produsă, durabilitatea muchiilor așchietoare poate fi îmbunătățită prin aplicarea unor straturi de adaos, de exemplu nitrat de titaniu, carbonitrurat de titaniu - pentru a mări durata de funcționare.

RO 112700 Bl

Prin folosirea sculei de filetat descrisă în prezenta invenție, se poate atinge o viteză de 2OO - 250 rot/min. și pot fi obținute găuri filetate cu lungime și diametru nemaiîntâlnite până acum în literatura de specialitate. Conform prezentei invenții durata de funcționare a tarodului este semnificativ mărită comparativ cu tarozii uzuali făcuți din același material; cea mai mare parte a pieselor de prelucrat, ca în cazul soluțiilor cunoscute, pot fi prelucrate sigur fără ascuțiri, fără defecte și fără distrugeri ale sculei.

Claims (5)

1. Revendicări

   1. Scula de filetat, formată dintr-un cap de lucru, prevăzut cu un tronson teșit, a cărei lungime este egală cu cel puțin jumătate din lungimea capului de lucru, fațeta de ghidare a tronsonului teșit fiind sub forma unei suprafețe plane, orientată sub un unghi de așezare, care este mai mare de 5°, fiind de preferință 15°, un tronson de calibrare dispus la un capăt al unei cozi care la capătul opus are, de preferință, o formă rectangulară pentru a servi la antrenare, capul de lucru conținând cel puțin doi dinți de tăiere și canale între dinții de tăiere menționați cel puțin alături de dinții de tăiere pentru a înmagazina așchiile separate și pentru a introduce medii de răcire și/sau de lubrifiere dacă este necesar, carac terizată prin aceea că o lățime (v), a unor dinți de tăiere (V) are o valoare care să nu depășească 0,2 până la 0,02 din diametrul exterior (D) al sculei adică v < 0,2 D până la 0,02 D în timp ce diametrul (d_t) al miezului sculei de filetat are o valoare care să nu depășească 0,35 din diametrul exterior (D) al sculei adică d_t < 0,35 D.
2. 2. Sculă de filetat, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, în cazul filetării găurilor înfundate și/sau al filetării finale manuale, un cap de lucru (B) de mărime I are o lungime de până la 10 pași și lungimea unui tronson teșit (a) de mărime l_b este egală cu lungimea unui tronson (b) de calibrare de mărime l_s.
3. 3. Scula de filetat, conform revendicării 1 sau 2, caracterizată prin aceea că partea de calibrare (b) de mărime l_s are o detalonare a unei fațete (h) de ghidare, cu o valoare de până la 0,02 mm.
4. 4. Scula de filetat, conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, capul de lucru (B) de mărime I are o lungime de 6 pași.
5. 5. Scula de filetat, conform oricăreia dintre revendicările 1...4, caracterizată prin aceea că lățimea (v) a dinților de tăiere (V] și diametrul (d_t) al miezului sculei au următoarele mărimi: