Reprezentarea filetelor si a asamblarilor prin filet

Reprezentarea filetelor si a asamblarilor prin filet

Terminologie

Filetul este constituit dintr-o spira sau din mai multe spire elicoidale dispuse uniform pe o suprafata cilindrica sau conica.

Terminologia referitoare la filete este reglementata prin STAS 3872-83:

- elicea sau linia elicoidala cilindrica - este curba spatiala descrisa de un punct ce se misca pe suprafata unui cilindru cu viteza constanta dupa o directie paralela cu axa cilindrului in timp ce cilindrul se roteste cu viteza unghiulara constanta - figura nr. 1; in figura nr. 2 este prezentata succesiunea construirii liniei elicoidale cilindrice; punctele de pe periferia bazei cilindrului sunt la distante egale, iar inaltimea cilindrului este impartita in acelasi numar de parti egale; in acelasi mod este generata si elicea conica - figura nr. 3; proiectia liniei elicoidale cilindrice pe un plan paralel cu axa cilindrului este o sinusoida; pasul 'p' al liniei elicoidale este distanta dintre doua puncte succesive ale acesteia masurata pe o generatoare a cilindrului; linia elicoidala reprezentata in figura nr. 4a este 'pe dreapta', iar cea reprezentata in figura nr. 4b este 'pe stanga'; transformata prin desfasurare a unei linii elicoidale cilindrice este o dreapta ce face unghiul Y cu transformata prin desfasurare a bazei cilindrului (tgY=p/(p d_x); pe suprafata unui cilindru pot fi realizate mai multe linii elicoidale; in figura nr. 5 este reprezentat un cilindru pe a carui suprafata laterala sunt realizate doua linii elicoidale cu pas constant decalate cu 180

- spira elicoidala - este proeminenta elicoidala continua si de sectiune constanta, compusa din suprafete elicoidale; suprafetele elcoidale sunt generate de segmente sau de curbe plane, care se misca in lungul unei linii elicoidale si care in timpul miscarii isi pastreaza pozitia relativa fata de axa cilindrului sau a conului; in figura nr. 6 este reprezentat modul de construire a unei suprafete elicoidale cilindrice de tip 'banda' - generata de un segment coplanar cu axa si paralel cu aceasta; in figura nr. 7a este reprezentata o suprafata elicoidala 'dreapta' - generata de un segment coplanar cu axa si perpendicular pe aceasta; elicoidul cilindric din figura 7b este generat de un segment coplanar cu axa si care face cu aceasta unghiul a, elicoid numit 'inclinat'; filetul format dintr-o singura spira elicoidala se numeste filet simplu sau 'cu un singur inceput' - figura nr. 8a; despre filetul format din mai multe spire elicoidale dispuse uniform se spune ca este 'cu mai multe inceputuri' - figura nr. 8b;

- filetul format pe o suprafata cilindrica se numeste filet cilindric; filetul format pe o suprafata conica se numeste filet conic;

- filetul format pe partea exterioara a unei suprafete cilindrice sau conice se numeste filet exterior, iar cel format pe partea interioara - se numeste filet interior - figura nr. 9;

- varful filetului este partea din suprafata elicoidala care uneste doua flancuri adiacente in partea superioara a spirei (spira fiind partea de material dintre doua flancuri adiacente); la filetele cilindrice exterioare diametrul cilindrului varfurilor este diametrul exterior al filetului si este notat cu 'd', iar la filetele interioare este diametrul interior al filetului si este notat cu 'D₁';

- fundul filetului este partea din suprafata elicoidala care uneste flancurile adiacente in partea inferioara a golului (golul fiind partea din mediul inconjurator dintre doua flancuri adiacente); la filetele cilindrice exterioare diametrul cilindrului fundurilor este numit 'diametru interior' si este notat cu 'd₁', iar la filetele cilindrice interioare este numit 'diametru exterior' si este notat cu 'D';

- unghiul filetului a este unghiul cuprins intre flancurile adiacente (suprafata elicoidala a flancului filetului este sectionata de un plan dupa o dreapta);

- diametrul mediu al filetului exterior d₂ si interior D₂ este diametrul cilindrului imaginar, coaxial cu filetul cilindric, ale carui generatoare intersecteaza profilul filetului, grosimea spirei si latimea golului masurate pe generatoarele acestui cilindru fiind egale;

- diametrul nominal al filetului al filetului este diametrul ales conventional pentru a caracteriza dimensiunile filetului si folosit pentru identificarea acestuia; pentru majoritatea filetelor se considera drept diametru nominal diametrul exterior al filetului exterior;

- pasul filetului p - este distanta pe o dreapta paralela cu axa filetului dintre punctele medii ale doua flancuri omoloage succesive, situate in acelasi plan axial si de aceeasi parte a axei filetului; in cazul filetelor cu mai multe inceputuri - figura nr. 5 - pasul filetului p este diferit de pasul elicei p_h, intre acestea existand relatia p_h=p n in care n este numarul de inceputuri;

- inclinarea filetului Y - este unghiul ascutit format de tangenta la elicea descrisa de un punct mediu al flancului filetului si planul perpendicular pe axa filetului; in cazul filetelor cu un singur inceput inclinarea filetului se calculeaza cu relatia

iar in cazul filetelor cu mai multe inceputuri, cu relatia

;

- profilul de baza al filetului - este profilul definit teoretic de dimensiunile nominale ale elementelor liniare si unghiulare intr-un plan axial, comun pentru filetul exterior si filetul interior;

- profilul filetului cilindric exterior si cel al filetului cilindric interior definite de dimensiunile nominale ale elementelor lor liniare si unghiulare si carora le corespund dimensiunile nominale ale filetului (diametrele exterior, mediu si interior) se numeste profil nominal;

- la filetele conice dimensiunile nominale ale diametrelor exterior, mediu si interior sunt definite intr-un plan perpendicular pe axa filetului, numit plan de baza; planul perpendicular pe axa filetului si care serveste la determinarea pozitiei planului de baza se numeste plan de referinta.

Filete standardizate

Filetul metric STAS 510-74 - figura nr. 10 - are profilul generator de forma unui triunghi echilateral. Fundul filetului poate fi tesit sau rotunjit. Intre fundul filetului surubului si varful filetului piulitei exista un joc radial. Se utilizeaza 'filete cu pas normal' si 'filete cu pas fin', la filetele cu pas fin triunghiul care constituie profilul generator fiind mai mic decat la cele cu pas normal. Pasul normal al filetului cu diametrul nominal de 20 mm este de 2,5 mm, iar pentru pasul fin - in STAS 6564-73 - este prevazuta valoarea de 1,5 mm. Se simbolizeaza cu majuscula 'M' care, la cotare, este urmata de cota diametrului nominal - la filetele cu pas normal - sau de diametrul nominal si de pas - la filetele cu pas fin. Astfel, pe desen, pentru filetul cu pas normal se va inscrie M20, iar pentru filetul cu pas fin - M20 . Se utilizeaza pentru fixare sau pentru reglare.

Filetul cilindric pentru tevi STAS 402-68 - figura nr. 11 - are profilul generator triunghi isoscel cu unghiul la varf de 55 . Varfurile si fundurile sunt rotunjite si intre acestea nu exista jocuri. Se utilizeaza pentru imbinari de conducte, etansarea realizandu-se in filet. Se simbolizeaza cu majuscula 'G' urmata de diametrul nominal al tevii in inci. Pasul nu se indica. Diametrul filetului G2^1/2 este mai mare decat diametrul nominal al tevii cu de doua ori grosimea peretelui acesteia.

Filetul conic pentru tevi STAS 402-68 - figura nr. 12 - se utilizeaza in doua variante. Prima, cu unghiul filetului a , se simbolizeaza cu majusculele 'KG' urmate de diametrul nominal al tevii in inci, fara sa se indice pasul (ex. KG3/4). La a doua varianta - cu a , cu dimensiuni date in STAS 6422-61,    se sembolizeaza cu literele 'Br' urmate de diametrul exterior masurat in planul de baza in inci (ex. Br3/8). Se utilizeaza la imbinari de conducte pentru transportul lichidelor si a gazelor.

Filetul trapezoidal STAS 2114-75 - figura nr. 13a, al carui profil generator este un trapez isoscel cu unghiul dintre laturile neparalele de 30 , se simbolizeaza cu literele "Tr" urmate de diametrul exterior si de pas. Tr 40 este filetul trapezoidal cu diametrul de 40 mm si cu pasul de 7 mm. Tr 40 este filetul trapezoidal cu diametrul de 40 mm, cu doua inceputuri, cu pasul elicei de 14 mm si cu pasul filetului de 7 mm. Se utilizeaza pentru suruburile de miscare care preiau sarcini in ambele sensuri ale directiei axei.

Filetul ferastrau STAS 2234-75 - figura nr. 13b - se utilizeaza pentru suruburile de miscare care preiau sarcini intr-un singur sens. Profilul generator este un trapez la care latura corespunzatoare suprafetei elicoidale care preia sarcina face cu perpendiculara pe axa filetului unghiul de 3 , iar latura corespunzatoare suprafetei nesolicitate - face unghiul de 30 . Se simbolizeaza cu majuscula 'S' care - la cotare - este urmata de diametrul exterior si de pas. S50 este filetul ferastrau cu diametrul exterior de 50 mm si cu pasul de 8 mm.

Detalii constructive

In figurile nr. 14 si nr. 15 sunt ilustrate cateva procedee de prelucrare a filetelor: figura nr. 14a - prin strunjire, pentru filete exterioare (prin strunjire se pot realiza si filete interioare); figura nr. 14b - cu filiera, pentru filete exterioare; figura nr.15a - cu tarodul, pentru filete interioare; figura nr. 15b - prin rulare, pentru filete exterioare.

Filetele realizate prin prelucrare prin strunjire - figura nr 14a - au la extremitatea finala un canal numit 'degajare'. Dimensiunile degajarii sunt astfel alese, incat scula de filetat ajunsa in acest spatiu sa nu fie in contact cu materialul piesei. Pentru a fi respectata aceasta conditie, diametrul minim al degajarii filetelor exterioare este mai mic decat diametrul minim al filetului, iar diametrul maxim al degajarii filetelor interioare este mai mare decat diametrul maxim al filetului.

Tarodul are trei parti componente - conul de atac, partea cilindrica de conducere - calibrare si coada. Pe conul de atac si pe partea cilidrica este prevazut cu o nervura elicoidala intrerupta de canale longitudinale, muchiile taietoare fiind cele rezultate prin intersectarea suprafetelor elicoidale cu suprafetele canalelor. In figura nr. 16 este prezentata succesiunea operatiilor de obtinere a unui fiet interior: a) realizarea cu burghiul a gaurii care urmeaza sa se fileteze, gaura trebuind sa aiba diametrul apropiat de diametrul fundurilor filetului, prevazuta in standarde; b) filetarea. Pe portiunea cu lungimea 'x' - egala cu lungimea conului de atac - filetul nu are profil constant, aceasta portiune fiind numita 'iesirea filetului interior'.

Filiera este prevazuta cu nervura elicoidala pe suprafete interioare, la ambele capete cate un con de atac, iar la mijloc partea de conducere si calibrare. Muchiile taietoare sunt realizate, ca si in cazul tarozilor, prin intreruperea suprafetelor nervurii cu canale paralele cu axa. La filetele realizate cu filiera - figura nr. 17 - portiunea cu lungimea 'x', corespunzatoare lungimii conului de atac, se numeste 'iesirea filetului exterior'.

Extremitatile de inceput - atat ale filetelor interioare cat si ale filetelor exterioare - se tesesc. Portiunile conice realizate prin tesire permit autocentrarea la montaj. Degajarile si iesirile au dimensiuni standardizate.

Reprezentare conventionala si cotare

Reprezentarea si cotarea filetelor este reglementata prin SR ISO 6410-1 si SR ISO 6410-3.

Atat in vedere pe un plan paralel cu axa filetului cat si in sectiune cu un plan care contine axa, generatoarele cilindrului varfurilor filetelor se reprezinta cu linie tip A iar generatoarele cilindrului fundurilor cu linie tip B - figura nr. 18. Hasurarea filetelor reprezentate in sectiune se face pana la cilindrul varfurilor. Distanta minima dintre liniile care reprezinta varful si fundul filetutlui trebuie sa fie de 0,7 mm, sau, de doua ori grosimea liniei groase. Pe desenele asistate de calculator se accepta distanta de 1,5 mm pentru filete cu diametrul nominal d 8 mm

In proiectie pe un plan perpendicular pe axa, atat in vedere cat si in sectiune cilindrul varfurilor se reprezinta printr-un cerc trasat cu linie tip A; cilindrul fundurilor se reprezinta printr-un arc de cerc executat cu linie tip B cu lungimea de aproximativ trei patrimi din circumferinta si de preferat deschis in cadranul superior din dreapta; la reprezentarile in vedere tesitura nu se reprezinta.

Partea utila a filetului, adica limita filetului cu spire complete, este reprezentata printr-o linie tip A perpendiculara pe axa dusa pana la generatorele cilindrului de diametru maxim (al varfurilor la filetele exterioare si al fundurilor la filetele interioare) - figura nr. 19; la reprezentarea in sectiune a filetelor exterioare cu iesire si degajare, inceputul iesirii si limitele degajarii se reprezinta cu linie cu linie F.

Atat la filetele interioare cat si la cele exterioare, iesirea filetului - figura nr. 20 se reprezinta prin doua segmente inclinate si simetrice fata de axa, care au una din extremitati in punctele de intersectie a limitei utile cu generatoarele cilindrului fundurilor, iar cealalta extremitate - pe generatoarele cilindrului varfurilor; iesirea filetului se reprezinta numai in cazurile in care aceasta are rol functional. In proiectie pe un plan perpendicular pe axa nu se reprezinta tesirile mai mari decat inaltimea profilului filetului. In figura nr. 18, in virtutea acestei reguli, tesirea capatului din stanga - mai mare decat inaltimea profilului filetului - este reprezentata in proiectia din stanga, in timp ce tesirea capatului din dreapta, egala cu inaltimea profilului filetului - nu se reprezinta. Aceasta regula este aplicata si la reprezentarea filetelor interioare. Reprezentarea filetelor conice se face cu respectarea reguluilor mai sus enuntate si este ilustrata in figura nr. 21.

Cotarea unui filet se face prin indicarea diametrului nominal - precedat de simbolul filetului - si a lungimii utile, eventual a lungimii iesirii si degajarii. In lungimea utila este inclusa portiunea cu spire complete (cu profil constant), tesirea si degajarea; iesirea filetului nu intra in lungimea utila. Cotarea filetelor cu degajare este exemplificata in figura nr. 22. Cotarea degajarilor se face cu dimensiunile prevazute in STAS 3508-81, pe detalii la scara marita. Figura nr. 23 contine modul de cotare a filetelor cu iesire. Lungimea iesirii filetului - figura 23a - este inscrisa numai in cazurile cand aceasta este necesara functional. In figura 24a pe langa lungimea utila a filetului sunt date si lungimea gaurii infundate si diametrul acesteia. In figura 24b toate cotele sunt inscrise pe o linie de indicatie a carei sageata se sprijina pe axa filetului. In cazul pieselor cu orificii strapunse, daca acestea sunt filetate pe toata lungimea, nu se inscrie lungimea filetului, asa cum se vede in figura nr. 25a. Figura nr. 25b ilustreaza posibilitatea cotarii filetelor interioare in proiectie pe un plan perpendicular pe axa - pe o linie de indicatie ce se sprijina cu sageata pe arcul de cerc care reprezinta cilindrul fundurilor filetului. Pentru filete cu diametrul - pe desen - egal cu 6 mm sau mai mic se admite reprezentarea simplificata, numai prin axe, ca in figura nr. 26. Notarea filetului se face prin simbolul standardizat al tipului filetului (M, G, Tr s.a.), diametrul nominal sau marimea ( ex. 20, 1/2) si, daca este necesar, pasul elicei (L) in milimetri, pasul filetului (P), sensul elicei (R - elice pe dreapta, LH - elice pe stanga), precum si indicatii suplimentare - clasa de toleranta, lungimea de insurubare (S - scurta, L - lunga, N - normala), numarul de inceputuri. Filetul M20 2 - 6G/6h - LH este metric cu pas fin, executie semiprecisa, pe stanga. Filetul M20 L3 - P1,5 - 6H - S este filet metric cu pas normal cu lungimea de insurubare scurta, cu doua inceputuri, cu pasul elicei de 3 mm si cu pasul filetului de 1,5 mm.

La reprezentarea asamblarilor filetate - figura nr. 27 - se considera ca filetul exterior il acopera pe cel interior, adica, in dreptul imbinarii se reprezinta numai filetul exterior.