Calcolatore per la Filettatura

Questo calcolatore per la filettatura ti aiuterà a trovare le diverse dimensioni delle filettature di dadi e bulloni secondo gli standard metrici ISO. In questo calcolatore per la filettatura, imparerai:

• Come determinare le dimensioni di filettature metriche;
• Come leggere e comprendere le indicazioni delle filettature;
• Le formule per le dimensioni delle filettature metriche esterne;
• Le formule per le dimensioni delle filettature metriche interne; e
• Che cos'è la classe di tolleranza in relazione alla filettatura.

Iniziamo con l'imparare cosa sono le filettature. 🔩

La filettatura di una vite, per esempio, è il processo di formare scanalature e creste intorno a un gambo metallico cilindrico o conico, creando una struttura elicoidale chiamata filetto. La spirale elicoidale del filetto agisce come un piano inclinato che traduce il movimento rotatorio in movimento assiale ottenendo un guadagno meccanico.

La filettatura blocca la vite in posizione. Di conseguenza, ci vuole una buona quantità di sforzo di taglio per rompere la vite o l'oggetto da essa fissato. Questo rende gli elementi di fissaggio con filetti ideali per fissare oggetti. Esistono due tipi di filettatura: la filettatura esterna (come quella di una vite o di un bullone) e la filettatura interna (come quella all'interno di un dado). Questi materiali filettati vengono chiamati elementi di fissaggio filettati.

Sebbene le filettature abbiano anche altre applicazioni (pensa ai tappi di bottiglie, alle lampadine, ai tubi, ai connettori, agli ingranaggi a vite), questo calcolatore per la filettatura si concentra nello specifico sulla filettatura metrica. La filettatura metrica prevede una struttura a filetto con creste a V che formano un angolo di profilo di 60°:

Il diametro esterno è il diametro maggiore, che include la cresta. Questo diametro viene chiamato anche diametro nominale. Il diametro interno, chiamato anche diametro del nocciolo, è invece il diametro più piccolo, misurato dal centro al fondo (vedi lo schema qui sopra).

Tra questi due diametri si trova il diametro medio. Si tratta del diametro misurato nel punto in cui la cresta e lo spazio tra due creste sono uguali. Possiamo approssimare il valore del diametro medio prendendo la media (chi lo direbbe mai) dei diametri minore e maggiore. Visita il nostro calcolatore per il diametro medio 🇺🇸 per saperne di più.

Il passo di filettatura, o semplicemente passo, è la distanza tra un punto di un filetto e il punto corrispondente del filetto adiacente (ad esempio, la misura da cresta a cresta o da fondo a fondo). Per saperne di più sul passo di filettatura, consulta il nostro calcolatore per il passo di filettatura 🇺🇸.

La comprensione delle filettature metriche inizia con il saper leggere i loro codici identificativi. Di solito, i negozi di ferramenta scelgono di indicarli sulle etichette stesse. Ogni standard di filettatura ha un proprio codice di identificazione. Ecco un esempio:

$\text{M10 × 1 × 25}$

Ogni elemento del codice indica un parametro ben preciso:

• $\text{M}$ — Metrico: l'elemento di fissaggio filettato segue lo standard metrico ISO;
• $10$ — Diametro base esterno della filettatura;
• $1$ — Passo di filettatura; e
• $25$ — Lunghezza del gambo.

Tutte le misure di una filettatura metrica sono espresse in millimetri.

Ora che sappiamo leggere le denominazioni delle filettature metriche, possiamo iniziare a calcolare le loro diverse dimensioni. Sapere come determinare le dimensioni delle filettature metriche ci dà un altro modo per distinguere un elemento di fissaggio filettato da un altro. Come guida utilizzeremo questa illustrazione:

Da questa illustrazione possiamo vedere che, dato il diametro base esterno ($\small{d}$), per determinare le diverse dimensioni del filetto metrico si utilizzano le frazioni di H. Ma cos'è H? $\small{H}$ è l'altezza della cresta del filetto. Su un diagramma della sezione trasversale di un filetto, la cresta l'elemento a forma di un triangolo equilatero. Possiamo ottenere la misura della sua altezza utilizzando questa formula:

dove:

• $P$ — Passo del filetto.

Analizzando lo stesso diagramma, possiamo formulare le seguenti equazioni per trovare gli altri diametri base di una filettatura esterna:

• $d_1 = d - 2 \times \frac{5}{8} \times H$

• $d_2 = d - 2 \times \frac{3}{8} \times H$

dove:

• $d$ — Diametro base esterno;
• $H$ — Altezza della cresta;
• $d_1$ — Diametro base interno; e
• $d_2$ — Diametro base medio.

Come regola generale, una filettatura interna di una determinata dimensione specifica dovrebbe avere gli stessi diametri base di una filettatura esterna della stessa dimensione. Ciò significa che $d_1 = D_1$, e $d_2 = D_2$, dove $D_1$ e $D_2$ sono rispettivamente il diametro interno e il diametro medio della filettatura interna.

Come abbiamo già detto, i diametri base di una filettatura esterna sono uguali a quelli della filettatura interna corrispondente. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, esistono delle tolleranze che lasciano un po' di margine quando le incastriamo tra loro. È qui che entrano in gioco le classi di tolleranza della filettatura metrica.

Le classi di tolleranza della filettatura metrica indicano il grado di tolleranza e la posizione di tolleranza di una filettatura metrica. Ogni posizione e grado di tolleranza hanno delle equazioni corrispondenti che ci dicono quanto profondi devono essere il taglio o la laminazione per ottenere i margini desiderati.

Tuttavia, ci sono dei limiti per quanto riguarda la deviazione dalle dimensioni base. Pertanto, è bene conoscere i diametri massimi e minimi consentiti per il nostro filetto.

Ecco le formule che utilizziamo per trovare i diametri massimi, $d_\text{max}$, e minimi, $d_\text{min}$:

Diametro esterno della filettatura esterna (d):

• $d_\text{max} = d + es$
• $d_\text{min} = d + es - T_\text{d}$

Diametro interno della filettatura esterna (d₁):

• $d_\text{1max} = d_1 - es - 2 \times y$
• $d_\text{1min} = d_1 - es - 2 \times z$

Diametro medio della filettatura esterna (d₂):

• $d_\text{2max} = d_2 + es$
• $d_\text{2min} = d_2 + es - T_\text{d2}$

Diametro esterno della filettatura interna (D):

• $D_\text{min} = D + EI$

Diametro interno della filettatura interna (D₁):

• $D_\text{1min} = D_1 + EI$
• $D_\text{1max} = D_1 + EI + T_\text{D1}$

Diametro medio della filettatura interna (D₂):

• $D_\text{2min} = D_2 + EI$
• $D_\text{2max} = D_2 + EI + T_\text{D2}$

dove:

• $es$ e $EI$ — Deviazioni fondamentali, rispettivamente superiore e inferiore;
• $T$ — Tolleranze per i diametri corrispondenti (ad esempio, $T_\text{d2}$ è la tolleranza per il diametro medio del filetto esterno ($d_2$)); e
• $y$ e $z$ — Valori di aggiustamento per il diametro minore massimo e il diametro minore minimo, rispettivamente.

Ecco le equazioni che utilizziamo per trovare le deviazioni fondamentali a seconda della posizione di tolleranza in cui devono trovarsi le filettature:

Deviazioni fondamentali per filettature esterne

• Per la posizione e: $\small{es = -(50 + 11 \times P) / 1000}$;
• Per la posizione f: $\small{es = -(30 + 11 \times P) / 1000}$;
• Per la posizione g: $\small{es = -(15 + 11 \times P) / 1000}$; e
• Per la posizione h: $\small{es = 0}$.

Deviazioni fondamentali per filettature interne

• Per la posizione G: $\small{EI = (15 + 11 \times P) / 1000}$; e per la posizione H; e
• Per la posizione H: $\small{EI = 0}$.

D'altra parte, ecco le diverse equazioni generali che utilizziamo per determinare le tolleranze in base al grado di tolleranza della filettatura:

Filettature esterne

• $\small{T_\text{d}(n) = k \times (180 \times P^{2/3} - 3,\!15 \times P^{-1/2}) / 1000}$; e
• $\small{T_\text{d2}(n) = k \times (90 \times P^{0,4} \times d^{0,1}) / 1000}$.

Filettature interne

• $\small{T_\text{D1}(n) = k \times (433 \times P - 190 \times P^{1,22}) / 1000}$ (per 0,2 mm ≤ P ≤ 0,8 mm);
• $\small{T_\text{D1}(n) = k \times (230 \times P^{0,7}) / 1000}$ (per P ≥ 1,0 mm);
• $\small{T_\text{D2}(n) = k \times (90 \times P^{0,4} \times d^{0,1}) / 1000}$

In queste equazioni, il valore di $k$ dipende dal grado di tolleranza della filettatura, indicato da $n$. Un bullone con un grado di tolleranza di $n = 6$ per il suo diametro esterno dovrebbe utilizzare $k = 1,\!0$ quando si risolve per $T_\text{D1}$. Ecco una tabella con altri valori possibili di $k$:

Per quanto riguarda il diametro interno, puoi notare che abbiamo incorporato nell'equazione altre due variabili di regolazione, $y$ e $z$. Di seguito sono riportate le equazioni che utilizziamo per questi due valori:

dove:

• $R_\text{min}=\frac{P}{8}$.

Possiamo aggiungere informazioni relative alla classe di tolleranza alla fine del codice identificativo della filettatura. Ad esempio, una filettatura esterna etichettata come $\text{M30 × 2 × 40 - 5g6g}$ avrà un grado di tolleranza del diametro medio di $5$ e un grado di tolleranza del diametro esterno di $6$, entrambi basati sulla posizione di tolleranza $\text{g}$.

Di solito si eseguono calcoli manuali per trovare i diametri di base di una filettatura. Come avrai scoperto, ci vorrebbero molti passaggi in più per determinare i limiti del diametro. Ed è qui che il nostro calcolatore per la filettatura metrica si rivela molto utile! Ecco i passaggi da seguire per utilizzare il nostro strumento:

1. Scegli quali dimensioni vuoi calcolare: dimensioni della filettatura metrica esterna, dimensioni della filettatura interna, o entrambe;
2. Seleziona il Passo della tua filettatura dal menu a tendina;
3. Inserisci il Diametro esterno del tuo elemento di fissaggio filettato. Puoi ricavare questa misura dall'etichetta o misurarla con un paio di calibri; e
4. Infine, nella sezione Informazioni sulla classe di tolleranza del nostro calcolatore per la filettatura metrica, seleziona i diversi gradi di tolleranza e le posizioni di tolleranza del tuo elemento di fissaggio, a seconda di quali conosci. Queste informazioni dovrebbero trovarsi sull'etichetta dei tuoi elementi di fissaggio.

Una volta eseguiti questi passaggi, vedrai immediatamente non solo i diametri base ma anche i diametri massimi e minimi dei filetti.

Puoi anche cliccare sul pulsante Modalità avanzata sotto il nostro calcolatore per la filettatura metrica se desideri esplorare altre misure utilizzate nei calcoli, come l'altezza della cresta, la deviazione, i valori di tolleranza e le regolazioni.

Supponiamo di avere un bullone con un diametro base esterno (d) di 10 mm e un passo (P) di 1,5 mm. Per trovare il diametro medio:

1. Per prima cosa, calcola l'altezza della cresta (H) usando la formula H = P × (√3) / 2. Otteniamo H = 1,5 mm × (√3) / 2 = 1,299 mm;
2. Quindi, trova il diametro medio (d₂) utilizzando la formula d₂ = d - 2 × (3 / 8) × H. Il risultato è d₂ = 10 mm - 2 × (3 / 8) × 1,299 mm = 9,026 mm.

Supponiamo di avere un bullone con un diametro base esterno (d) di 20 mm e un passo (P) di 2 mm. Per trovare il diametro interno:

1. Calcola l'altezza della cresta (H) utilizzando la formula H = P × (√3) / 2. Otterrai H = 2 mm × (√3) / 2 = 1,732 mm;
2. Trova il diametro interno (d₁) utilizzando la formula d₂ = d - 2 × (5 / 8) × H. Il risulato è d₂ = 20 mm - 2 × (5 / 8) × 1,732 mm = 17,835 mm.

Una filettatura M6 ha un diametro base esterno di 6 mm. In genere, i codici identificativi delle filettature metriche riportano anche il passo della filettatura, per cui un bullone filettato M6 × 1 ha un diametro esterno di base di 6 mm e un passo di 1 mm. Quando acquisti un elemento di fissaggio filettato, assicurati di avere sia il diametro che il passo della filettatura. Senza una di queste misure, potresti acquistare una ferramenta di dimensioni sbagliate.

Il diametro nominale di una filettatura è il diametro per il quale una filettatura è nota. Utilizziamo il diametro nominale per l'identificazione generale delle filettature. Ad esempio, una filettatura con il codice identificativo M10 × 1.5 ha un diametro nominale di 10 mm. In generale, il diametro nominale di una filettatura corrisponde al diametro base esterno della filettatura.