In questo articolo vorrei per prima cosa affrontare una caratteristica tipica di alcune delle filettature per tubazioni: la conicità. Come si può vedere dall’elenco delle filettature per tubazioni, alcune hanno nella loro descrizione il termine “tapered”, che come già detto significa “conica”.
È interessante sapere che le filettature americane, inglesi e UNI ISO hanno tutte la stessa conicità: 1/16.
Una conicità di 1/16 sta ad indicare il rapporto tra la variazione del diametro al variare della lunghezza. In altre parole, ogni 16mm di lunghezza il diametro varia di 1mm.
Possiamo calcolare l’angolo della conicità creando un triangolo con un cateto pari a 0.5mm, ossia la variazione radiale e un cateto pari a 16mm.
Utilizziamo la trigonometria applicando la funzione tangente:
L’angolo sul raggio della conicità ci servirà per fare i conti necessari a calcolare i dati mancanti ed anche da inserire nelle macro di filettatura laddove viene richiesta la conicità espressa in gradi.
Vediamo un caso in cui dobbiamo fare il conteggio di un dato mancante:
Abbiamo una tubazione di diametro 33.4 sulla cui estremità dobbiamo eseguire una filettatura da 1” NPT. Dalle tabelle ricaviamo il diametro esterno all’inizio della tubazione, che corrisponde a 32.54 mm.
A seconda del tipo di controllo e delle funzioni a nostra disposizione potrebbe servirci conoscere la lunghezza della filettatura L. Per calcolare la lunghezza L utilizziamo nuovamente la funzione tangente applicata al seguente triangolo:
Dove in questo caso conosciamo l’angolo calcolato in precedenza pari a 1.7899, conosciamo la differenza radiale tra il diametro iniziale e quello del tubo, pari a 0.4045.
Applicando la funzione tangente otteniamo una lunghezza L del tratto conico pari a 12.944mm.
Indipendentemente dal controllo numerico utilizzato, potremo programmare la preparazione della filettatura da 1”NPT in linguaggio ISO con i seguenti blocchi di programma:
G0X32.54Z5
G1 Z0F0.22
G1X33.4Z-12.94
G1X35
G0X250Z250
Nei blocchi del programma appena scritto abbiamo omesso un elemento di fondamentale importanza: lo smusso. Vediamo quindi di ricavare le dimensioni per eseguire correttamente lo smusso.
Per prima cosa dobbiamo calcolare l’altezza dello smusso che deve essere almeno pari all’altezza del filetto. Nelle filettature NPT l’altezza del filetto è pari a 0.8 × passo. In questo caso il filetto ha un passo pari a 11.5 filetti per pollice, quindi avremo:
Eseguiremo quindi uno smusso di 2mm.
Non possiamo ancora riprogrammare il profilo con lo smusso perché dobbiamo calcolare il diametro alla fine dello smusso; per fare questo utilizziamo di nuovo la funzione tangente, applicata al seguente triangolo.
Lo smusso terminerà a quota X, così calcolata:
A questo punto possiamo programmare nuovamente la preparazione del filetto 1”NPT con lo smusso. Per non commettere un’imprecisione che ci costerebbe un profilo non corretto, dobbiamo considerare il raggio dell’inserto. Abbiamo due modi per farlo: compensare con le quote di partenza secondo i conteggi appositi, o utilizzare la compensazione raggio utensile.
In questo esempio utilizzeremo la compensazione raggio utensile:
G0X28.664Z5
G1G42X28.664Z0
G1X32.664Z-2
X33.4Z-12
X35
G0G40Z5
Lo stesso profilo programmato per controlli Fanuc aventi la funzione angolo A, diventa:
G0X28.664Z5
G1G42X28.664Z0
A135
A178.21X33.4Z-12
X35
G0G40Z5
Da questo esempio di preparazione di un filetto conico emerge come sia di fondamentale importanza per un programmatore la conoscenza della trigonometria. Nonostante in certi casi si possa ovviare ai calcoli trigonometrici utilizzando funzioni avanzate del controllo numerico o strumenti CAD-CAM, rimane comunque a mio parere un bagaglio culturale indispensabile per un programmatore.
