8. PRECIZIA ŞI CONTROLUL FILETELOR

8.1 PRECIZIA ŞI CONTROLUL FILETELOR METRICE

8.1.1 Elementele dimensionale ale filetelor metrice

Dintre parametrii filetului metric ISO, trei sunt principali, având un rol prependerent

asupra funcţionării acestuia, Figura 8.1, [1-3], [11].

a) b)

Figura 8.1 Filetul metric ISO:a) profilul nominal; b) elementele filetului.

- diametrele medii, , ale filetului piuliţei, respectiv şurubului, reprezintă

diametrul cilindrului care trece prin mijlocul înălţimii H a profilului generator al

filetului;

- pasul, p reprezintă distanţa dintre două puncte omoloage, de pe două flancuri

consecutive, măsurată într-un plan median, paralel cu axa filetului;

- unghiul filetului, α reprezintă unghiul dintre flancuri, măsurat într-un plan

care trece prin axa suprafeţei filetate; este mai indicat să se considere semiunghiul,

α/2 deoarece acesta asigură simetria flancurilor.

În cazul înşurubării corecte, filetele piuliţei şi şurubului se sprijină reciproc pe

flancuri. Este mai bine ca sprijinul să se facă pe flancuri, chiar cu joc, decât pe vârfuri,

104

deoarece în acest din urmă caz, contactul dintre filete fiind redus are loc o deteriorare a

vârfurilor.

Iată de ce, restul parametrilor filetului au o importanţă mai mică din punct de vedere al

contactului pe flancuri, având însă un rol asupra rezistenţei pieselor.

Se deosebesc, [1], [4-6], [8-9], [11], [16]:

- diametrul exterior al filetului şurubului, d;

- diametrul exterior al filetului piuliţei, D (numit şi diametru nominal);

- diametrul interior al filetului şurubului, ;

- diametrul exterior al filetului piuliţei, ;

- raza de racordare la vârfurile filetului piuliţei, R;

- un parametru derinat îl constituie unghiul de înclinare a elicei:

. (8.1)

8.1.2 Corecţiile diametrului mediu datorate abaterilor de pas şi de unghi

ale profilului

Pentru a fi posibilă înşurubarea filetului şurubului în cel al piuliţei este necesar ca

amplasarea câmpurilor de toleranţă ale acestora să fie de o parte şi de alta a profilului nominal

al filetului, considerat ca profil zero (similar aşezărilor H şi h de la ajustaje cilindrice netede),

Figura 8.2.

Figura 8.2 Câmpurile de toleranţă ale filetului de la piuliţă şi şurub

105

Şurub

Ca urmare, la orice abatere a pasului p şi semiunghiului α/2, pentru ca înşurubarea să

fie posibilă, este necesară mărirea corespunzătoare a diametrului mediu efectiv al piuliţei,

sau micşorarea diametrului mediu efectiv al şurubului, .

a) De exemolu, dacă pasul filetului piuliţei are o abatere , pe lungimea de înşurubare, este

necesară o corecţie a diametrului mediu al piuliţei, Figura 8.3, [1-6], [8], [11].

Figura 8.3 Corecţia diametrului mediu datorită abaterii pasului

Din triunghiurile dreptunghice şi , rezultă:

; , (8.2)

în care:

β, γ – unghiurile flancurilor;

- componentele abaterii pasului, ( ).

Rezultă:

, (8.3)

în care:

- corecţia diametrului mediu impusă de abaterea a pasului pe toată lungimea de

înşurubare.

Observaţie: S-a luat în modul deoarece abaterile pasului pot fi într-un sens sau altul,

dar indiferent de semn ele conduc fie la mărirea lui , fie la micşorarea lui .

Pentru filetul metric ISO, , deci:

106

[μm]. (8.4)

b) Dacă semiunghiurile flancurilor prezintă abateri faţă de valoarea nominală este, de

asemenea, necesară o corecţie a diametrului mediu cu valoarea , [1-5], [8], [11], [16].

Pentru filetul simetric:

[μm], (8.5)

în care:

- înălţimea profilului de bază, ( ).

În afară de cele două corecţii ale diametrului mediu şi , mai apare o cerecţie ,

respectiv , a diametrului mediu egală cu abaterea propriu-zisă a acestuia, ca la orice

dimensiune.

Pentru ca înşurubarea să fie posibilă, abaterea diamtrului mediu se va considera numai

„în plus” pentru piuliţă şi numai „în minus” pentru şurub.

Ţinând cont de cele trei corecţii, rezultă o corecţie totală a diamtrului mediu:

[μm], (8.6)

Pe baza relaţiilor stabilita, literatura de specialitate dă valoarea corecţiilor şi

pentru diferite filete. La acestea se adaogă corecţiile , respectiv luate după precizia

IT9. Corecţia totală trebuie să fie mai mică, cel mult egală cu toleranţa prescrisă pentru diametrul mediu:

. (8.7)

Practica a arătat că precizia prelucrării filetelor ascuţite, pentru aceeaşi tehnologie,

depinde de pasul p şi diametrul nominal d=d. Ca urmare, dacă la ajustajele cilindrice netede

s-a luat o unitate de toleranţă funcţie de diametru, la filete aceasta va fi funcţie de pas şi

diametru, Figura 8.8, [2-5], [11]:

[μm], (8.8)

în acre:UF – unitatea de toleranţă pentru filete;

x, y – coeficienţi de pondere ai pasului, repectiv diametrului.

107

Practica arată că se poate lua C=90; x=0,4; z=0,1:

[μm], (8.9)

În funcţie de unitatea de toleranţă, se calculează toleranţa diametrelor medii ,

respectiv :

, (8.10)

în care:

a – numărul unităţilor de toleranţă.

8.1.3 Precizia filetelor metrice (ajustaje cu joc)

În sistemul ISO de toleranţe pentru filetele metrice se consideră trei clase de execuţie:

fină, mijlocie şi grosolană, [1-2], [11].

Clasa fină se utilizează numai pentru filetele de precizie, atunci când între filetul

şurubului şi al piuliţei este necesar un joc mic.

Clasa mijlocie se utilizează pentru filetele de uz general.

Clasa grosolană se utilizează pentru filetele executate în condiţii tehnologice grele

(exemplu: tarodarea găurilor adânci sau înfundate, filetarea barelor laminate la cald, etc.).

Deoarece asupra înfiletării şurubului în piliţă influenţează şi lungimea de înşurubare

(toleranţele sunt determinate de lungimea de înşurubare) s-au considerat, pentru fiecare clasă

de execuţie, trei lungimi de înşurubare: scurtă (S), normală (N) şi lungă (L), [1-2], [11].

Valorile limită ale celor trei grupe de lungimi de înşurubare sunt date în STAS 8165-82, în

funcţie de diametrul nominal al filetului. Considerând trei clase de execuţie, fiecare cu câte

trei lungimi de înşurubare rezultă nouă grade de precizie. Ca urmare a suprapunerii unor

grade de precizie, (de exemplu: toleranţele de la clasa fină, lungimea L corespund cu cele de

la clasa mijlocie, lungimea S) la şuruburi rămân în total 7 grade, notate de la 3 la 9 în ordinea

descrescătoare a preciziei, iar la piuliţe, suprapunerea fiind mai mare, rămân 5 grade, notate

de la 4 la 8. Pentru ambele gradul de precizie 6 corespunde clasei de execuţie mijlocie şi

lungimii de înşurubare normală, Figura 8.4, [1-2], [11].

108

Valorile numerice ale toleranţelor şi sunt date în STAS 8165-82. În ceea ce

priveşte poziţia câmpurilor de toleranţă s-au stabilit abateri fundamentale în raport cu profilul

nominal al filetului (care joacă rolul liniei zero de la ajustajele cilindrice netede), astfel:

- abaterea superioară (pentru şuruburi);

- abaterea inferioară (pentru piuliţe).

a) b)

Figura 8.4 Grade de precizie pentru filete:a) pentru şurub; b) pentru piuliţă.

S-au standardizat 4 serii de abateri fundamentale pentru filetele şuruburilor: h, g, f, e,

Figura 8.5 şi 2 serii de abateri fundamentale pentru filetele piuluţelor: H, G, Figura 8.6, [1-2],

[11].

a) b)

Figura 8.5 Abateri fundamentale pentru filetul şurubului (STAS 8165-82)a) aşezarea h; b) aşezările e, f şi g.

109

În ceea ce priveşte toleranţele pentru restul parametrilor filetului, se consideră:

- pentru diametrul D dse dă numai limita minimă, care asigură înşurubarea, cea

maximă nefiind necesară;

- pentru diametrul se prevăd 5 grade de precizie: 4, 5, 6, 7, 8 pentru care toleranţa se

calculează cu relaţia:

. (8.11)

a) b)

Figura 8.6 Abateri fundamentale pentru filetul piuliţei (STAS 8165-82)a) aşezarea H; b) aşezare G.

- pentru diametrul se prevăd 3 grade de precizie: 4, 6, 8 pentru care toleranţa se

calculează cu relaţia:

. (8.12)

- pentru diametrul se dă numai limita maximă, care asigură înşurubarea, cea

minimă nefiind necesară.

Se mai prevede o racordare cu raza :

. (8.13)

Dacă şurubul este supus la solicitări de oboseală, se va lua o rază de racordare mai

mare.

8.1.4 Simbolizarea pe desen a filetelor şi asamblărilor filatete

110

Notarea câmpului de toleranţă a diametrului unui filet se face prin cifra care indică

precizia, urmată de litera care indică aşezarea câmpului de toleranţă (de exemplu: 6g, 7H), [1-

2], [11].

Simbolizarea pe desene a toleranţelor filetului se face considerând simbolul câmpului

de toleranţă al diametrului mediu, urmat de simbolul câmpului de toleranţă al diametrului

vârfului filetului (adică diametrul exterior al filetului şurubului, respectiv diametrul interior al

filetului piuliţei). În cazul în care câmpul de toleranţă al diametrului mediu este acelaşi cu

diametrul vârfurilor, simbolul câmpului de toleranţă se scrie o singură dată, ), [1-3], [11].

Exemple:

1) Fie un şurub cu filet metric M6x1, având pentru diametrul mediu câmpul de toleranţă

5g şi pentru diametrul exterior câmpul de toleranţă 6g. Notarea se face:

M6x1-5g6g.

2) Fie o piuliţă cu filet metric M6x1, având pentru diametrul mediu şi diametrul interior

câmpul de toleranţă 6H. Notarea se face:

M6x1-6H.

3) Simbolizarea unui ajustaj filetat se face indicând simbolul câmpului de toleranţă al

filetului piuliţei, urmat de simbolul câmpului de toleranţă al şurubului, separate printr-

o linie oblică. Notarea se face:

M6x1-6H/5g6g.

4) Dacă lungimea de înşurubare nu face parte din grupa N, atunci se indică şi aceasta:

M6x1-5g6g-30.

Observaţie: În anumite cazuri de funcţionare este necesar să se utilizeze ajustaje

intermediare sau chiar cu strângere, [1-2], [11].

8.1.5 Controlul filetelor metrice

Controlul filetelor metrice se poate face prin diferite metode, alegerea acestora

făcându-se în funcţie de parametrul considerat, mărimea seriei de fabricaţia, aparatura de

control din dotare, precizia dorită, etc. Câteva din aceste metode sunt prezentate în cadrul

laboratorului de control tehnic. Măsurarea diametrului mediu şi interior cu micrometrul pentru

111

filete, măsurarea diametrului mediu cu sârme (role) calibrate, controlul profilului cu

microscopul de atelier, folosirea calibrelor, etc., ), [1-2], [4], [7-10], [12], [16].

8.2 PRECIZIA FILETELOR DE MIŞCARE

8.2.1 Filete trapezoidale ISO

Deoarece filetul trapezoidal provine dintr-un profil triunghiular, nu intervin probleme

deosebite faţă de cele studiate la filetul metric, Figura 8.7.

Figura 8.7 Dimensiunile principale de asamblare ale filetelor trapezoidale

În ceea ce priveşte toleranţele, s-au stabilit abaterile fundamentale: H pentru filetul

interior, Figura 8.8; h, e, c pentru filetul exterior, Figura 8.9. Toleranţele pentru nu se

standardizează.

a) b) c) d)

Figura 8.8 Poziţia câmpurilor de toleranţă a filetului trapezoidal interior

112

Sunt standardizate patru trepte de precizie: 6, 7, 8, 9 în ordinea descrescătoare a

preciziei, [1-4], [11]. Treapta de precizie prevăzută pentru diametrul mediu va fi aceeaşi şi

pentru diametrul interior , ceea ce simplifică notaţia.

Sunt prevăzute două clase de execuţie: mijlocie şi grosolană şi două lungimi de

înşurubare: normală (N) şi lungă (L), [1-4], [11]. Toleranţele filetelor trapezoidale cu mai

multe începuturi sunt identice cu cele ale filetelor cu un singur început, cu excepţia celor la

diametrul mediu, care se stabilesc prin multiplicarea valorilor de la filetele cu un singur

început cu coeficienţi supraunitari daţi în STAS 2114/4-75 (excepţie de la acest STAS fac

filetele speciale: exemplu şuruburile conducătoare ale maşinilor unelte),

a) b) c) d)

Figura 8.9 Poziţia câmpurilor de toleranţă a filetului trapezoidal exterior

Notarea câmpurilor de toleranţă se face ca şi la filetele metrice ISO, [1-2], [11].

Exemple:

1) filet interior: Tr40x7-7H;

2) filet exterior: Tr40x7-7e;

3) filet exterior stânga cu două începuturi: Tr40x14(P7)LH+7e;

4) ajustaj filetat: Tr40x7-7H/7e; Tr40x14(P7)LH/7e;

în care:

P – pasul filetului;

- pasul elicei ( );

N – numărul de începuturi.

8.2.2 Filetele ferăstrău

113

La baza generării acestui tip de filete stă un triunghi asimetric având şi

şi ca urnare nu sunt prebleme deosebite faţă de cele parcurse la filetul metric, Figura 8.10, [1-

3], [5], [8], [11].

Figura 8.10 Elementele dimensionale ale filetului ferăstrău

S-au atabilit abaterile fundamentale H, pentru diametrele filetului interior, Figura 8.11

şi h, e, c, pentru cele ale filetului exterior, Figura 8.12.

Figura 8.11 Poziţia câmpurilor de toleranţă a filetului ferăstrău interior

Figura 8.12 Poziţiile câmpurilor de toleranţă ale filetului ferăstrău exterior

114

Sunt standardizate patru trepte de precizie: 7, 8, 9, şi 10. Sunt prevăzute două clase de

execuţie: mijlocie şi grosolană, şi două grupe de lungimi de înşurubare: normală (N) şi lungă

(L). Toleranţele filetelor ferăstrău cu mai multe începuturi sunt egale cu cele ale filetelor cu

un singur început, cu excepţia celor la diametrul mediu care se stabilesc prin multiplicarea

valorilor de la filetele cu un singur început cu coeficienţi supraunitari, [1-3], [11].

Notarea pe desen a filetelor ferăstrău şi a câmpurilor de toleranţă se face în felul

următor, [1-2], [11]:

1) pentru filetul interior: S40x7-7H;

2) pentru filetul exterior: S40x7-7e;

3) pentru filetul exterior stânga cu două începuturi: S40x14(P7)-7e;

4) pentru ajustajul filetat: S40x7-7H/7e; S40x14(P7)LH-7H/7e.

În ceea ce priveşte filetul pătrat, au existat mai multe standarde, în prezent anulate,

întrucât acestea prezentau o serie de inconveniente, putând fi uşor înlocuit de filetul

trapezoidal sau ferăstrău.

115