Filetare rigidă

ÎMBUNĂTĂȚIREA CONDIȚIILOR LA FILETAREA RIGIDĂ

În cazul filetării pe mașini CNC rotația sculei va trebui sincronizată cu avansul axial. În procesul de sincronizare apar întotdeauna erori, date de:

1. Influența mașinii CNC

Datorită contactului bine definit între piesă și tarod, procesul de filetare necesită o sincronizare permanentă foarte precisă (de ordinul µ) între avansul tarodului și turația axului principal. Datorită acestei condiții procesul de tarodare diferă de alte procedee de așchiere, cum sunt găurirea, alezarea, frezarea. Acestea necesită numai un control exact a mișcărilor lineare. Astfel, pentru producătorii de mașini-unelte sarcina importantă este controlul exact al mișcărilor liniare.

La ora actuală, controlul rotației axului principal se realizează cu 256 de impulsuri la o rotație completă (360°). Acesta corespunde la un increment unghiular de control 1.4°, care la rândul lui generează un decalaj între deplasarea axială și rotație. Astfel, în tarod ia naștere o forță axială în timpul prelucrării.

Exemplu:

În cazul unui tarod M10 cu pas 1.5, între două impulsuri de control al rotației axului de 1.4° poate să apară o eroare de deplasare axială de 5.8  µm a tarodului.

În plus, viteza de calcul a echipamentului CNC nu este întotdeauna capabilă să gestioneze numărul mare de impulsuri al controlului rotației în toată gama de turații de la n=0 până la n=max. și să sincronizeze corespunzător avansul.

Măsurătorile făcute demonstreză că la o mașină CNC care lucrează cu 256 de impulsuri pe rotație forță axială apărută crește odată cu creșterea turației.

Diagrama de mai jos arată că, în cazul unui tarod M10 la turația de 500 rot/min forța axială este 1900 N, iar la turația de 2000 rot/min crește la 2500 N.

• Influența tarodului.
• Toleranța cumulată de pas:

Standardul DIN EN 22857 definește toleranța cumulată de pas admisă pentru sculele de filetat. Pentru un tarod M10 cu pas 1.5 mm, se admite o toleranță de +/-8 µm măsurat pe 7 pași.

• Variația pasului și a lungimii tarodului în timpul procesului de filetare.

În timpul procesului de filetare, temperatura de lucru a tarodului este mult mai mare decât temperatura de 20 °C la care s-a făcut măsurarea lui. Pentru un tarod de M10 cu lungime totală de 100 mm, o variație de temperatură de la 20 °C la 40 °C cauzează o modificare de lungime de 32 µm. Această modificare de lungime se regăsește și pe partea dinților tarodului. Considerând cei 7 pași ai tarodului M10 conform DIN EN 22857, modificarea lungimii peste 7 pași =10.5 mm va fi de 3.4 µm.

În concluzie, pentru a obține efectul total al tuturor efectelor mai sus menționate, se însumează variația de lungime pentru fiecare efect în parte.

Astfel, diagrama următoare reprezintă suma efectelor cauzate de: mașină CNC (5.8 µm), de eroarea cumulată de pas (8 µm), și de variația temperaturii (3.4 µm).

În cazul tarodului M10 se poate obține o eroare axială de până la 17 µm, ceea ce cauzează o forță axială în tarod de 2800 N. Această forță solicită flancurile tarodului generând o uzură prematură a tăișului.

Această eroare calculată teoretic poate fi demonstrată practic. S-a utilizat tarodul M10 la prelucrarea materialul C45 la turația de 500 rot/min, respectiv la 2000 rot/min. S-au testat trei tipuri de prinderi a tarodului:

1. Prinderea rigidă în bucșă elastică;
   1. Port-tarodul EMUGE Softsynchro® cu compensare de lungime la compresie și întindere;
   1. Port-tarodul uzual cu amortizare axială.
       

În urma testului s-au obținut următoarele rezultate:

• forța axială crește cu creșterea turației;

• forța axială apărută în procesul de filetare este mult mai mare în cazul utilizării prinderii rigide față de utilizarea port-tarodului EMUGE Softsynchro®.

• utilizarea port-tarodului uzual cu amortizare axială nu asigură o reducere substanțială a forței axiale.

Care este motivul performanței remarcabile a folosirii port-tarodului EMUGE Softsynchro® cu compensare minimă de lungime? Caracteristica lui cea mai importantă este soluția constructivă patentată, prin care se separă complet transmiterea cuplului de forță axială.

Caracteristicile de funcționare sunt:

• transmiterea exactă a cuplului;
• permite compensarea minimală în cazul în care forța axială depășește valoarea forței pretensionării;
• protejează tăișul tarodului prin elementul de elastomer înglobat.

Port-tarozii Softsynchro® patentati de EMUGE sunt solutia optima pentru filetare pe masini CNC. Avantajele utilizarii:

• face posibila filetarea cu tarozii mici (M0.5-M3),
  • creste substantial durabiltatea tarodului,
  • permite filetarea la turatii mari,
  • protejeaza lagaruirea masinii in cazul utilizarii tarozilor mari (peste M36).
    Gama dimensionala a tarozilor de acest tip este de la M0.5-M76.