Calculadora de Forats de Desviament: Troba la Mida Perfecta del Forat per als Teus Tornillos i Bòlts

Introducció als Forats de Desviament

Un forat de desviament és un forat perforat lleugerament més gran que el diàmetre d'un tornillo o bòlta per permetre que passi sense rosca. Aquesta calculadora de forats de desviament t'ajuda a determinar la mida òptima del forat en funció del tornillo o bòlta seleccionat, assegurant un ajustament i funció adequats en els teus projectes. Tant si treballes amb tornillos mètrics, tornillos numerats americans o mides fraccionàries, aquesta eina proporciona dimensions de forats de desviament precises per a resultats de qualitat professional.

Els forats de desviament són essencials en muntatges mecànics, construcció de mobles i projectes de bricolatge, ja que permeten una alineació més fàcil de les peces, acullen l'expansió del material i prevenen danys a les roscas. Utilitzar la mida correcta del forat de desviament és crucial per crear connexions fortes i ben alineades, alhora que permeten petits ajustaments durant l'assemblatge.

Comprendre els Forats de Desviament

Què és un Forat de Desviament?

Un forat de desviament es perfora intencionadament més gran que el fixador que passarà per ell. A diferència d'un forat roscat (que té roscas per enganxar-se amb el tornillo) o un ajustament d'interferència (que és més petit que el fixador), un forat de desviament permet que el tornillo o bòlta passi lliurement sense enganxar-se al material circumdant.

Els propòsits principals dels forats de desviament inclouen:

Permetre una fàcil inserció de fixadors
Proporcionar espai per a petites desalineacions
Acollir l'expansió i contracció tèrmica
Permetre ajustaments durant l'assemblatge
Prevenir danys a les roscas del material

Tipus d'Ajustaments de Desviament

Els forats de desviament vénen en diferents mides relatives al diàmetre del fixador, cadascun amb propòsits específics:

Ajustament Estret: Només lleugerament més gran que el diàmetre del fixador, proporcionant una alineació precisa amb un mínim moviment
Ajustament Normal: Desviament estàndard per a aplicacions generals, equilibrant la facilitat d'assemblatge amb l'estabilitat
Ajustament Lliure: Significativament més gran que el fixador, permetent un major ajustament i acollint desalineacions

Aquesta calculadora proporciona forats de desviament d'ajustament normal estàndard, que són adequats per a la majoria d'aplicacions.

Fórmula de Mida del Forat de Desviament

La fórmula per calcular una mida estàndard del forat de desviament varia lleugerament depenent del tipus de fixador, però generalment segueix aquests principis:

Per a Tornillos Mètrics (sèrie M)

Per a tornillos mètrics, el forat de desviament estàndard es pot calcular com:

$D_{desviament} = D_{nominal} + \text{tolerància}$

On:

$D_{desviament}$ és el diàmetre del forat de desviament
$D_{nominal}$ és el diàmetre nominal del tornillo
La tolerància normalment varia de 0.1mm a 1.0mm depenent de la mida del tornillo

Per exemple, un tornillo M6 (diàmetre de 6mm) normalment requereix un forat de desviament de 6.6mm.

Per a Tornillos Numerats Americans

Per a tornillos numerats americans, el forat de desviament es calcula típicament com:

$D_{desviament} = D_{tornillo} + 0.03\text{ polzades}$

On:

$D_{desviament}$ és el diàmetre del forat de desviament en polzades
$D_{tornillo}$ és el diàmetre real del tornillo en polzades

Per a Tornillos Fraccionaris Americans

Per a tornillos de polzada fraccionària, el desviament estàndard és:

$D_{desviament} = D_{nominal} + 1/16\text{ polzada}$

Per a mides més petites (menys d'1/4"), sovint s'utilitza un desviament de 1/32".

Taules Estàndard de Mida del Forat de Desviament

Forats de Desviament per a Tornillos Mètrics

Mida del Tornillo	Diàmetre del Tornillo (mm)	Forat de Desviament (mm)
M2	2.0	2.4
M2.5	2.5	2.9
M3	3.0	3.4
M4	4.0	4.5
M5	5.0	5.5
M6	6.0	6.6
M8	8.0	9.0
M10	10.0	11.0
M12	12.0	13.5
M16	16.0	17.5
M20	20.0	22.0
M24	24.0	26.0

Forats de Desviament per a Tornillos Numerats Americans

Mida del Tornillo	Diàmetre del Tornillo (polzades)	Forat de Desviament (polzades)
#0	0.060	0.070
#1	0.073	0.083
#2	0.086	0.096
#3	0.099	0.110
#4	0.112	0.125
#5	0.125	0.138
#6	0.138	0.150
#8	0.164	0.177
#10	0.190	0.205
#12	0.216	0.234

Forats de Desviament per a Tornillos Fraccionaris Americans

Mida del Tornillo	Diàmetre del Tornillo (polzades)	Forat de Desviament (polzades)
1/4"	0.250	0.281
5/16"	0.313	0.344
3/8"	0.375	0.406
7/16"	0.438	0.469
1/2"	0.500	0.531
9/16"	0.563	0.594
5/8"	0.625	0.656
3/4"	0.750	0.812
7/8"	0.875	0.938
1"	1.000	1.062

Com Utilitzar la Calculadora de Forats de Desviament

Utilitzar la nostra calculadora de forats de desviament és senzill:

Selecciona la mida del tornillo o bòlta del menú desplegable
- Tria entre mides mètriques (M2-M24)
- Mides numerades americanes (#0-#12)
- Mides fraccionàries americanes (1/4"-1")
Visualitza els resultats mostrant:
- El diàmetre nominal del tornillo
- La mida recomanada del forat de desviament
- La unitat de mesura adequada (mm o polzades)
Utilitza la visualització per entendre la relació entre:
- El diàmetre del tornillo (cercle gris)
- El diàmetre del forat de desviament (contorn blau)
Copia el resultat fent clic al botó "Copia" per a una fàcil referència durant el teu projecte

La calculadora proporciona automàticament la mida estàndard del forat de desviament basada en les millors pràctiques d'enginyeria per a aplicacions d'ajustament normal.

Guia Pas a Pas per Perforar Forats de Desviament

Per obtenir els millors resultats a l'hora de crear forats de desviament:

Mesura i marca l'exacta ubicació on s'ha de perforar el forat
Selecciona el bit de perforació correcte en funció de la recomanació de la calculadora
Utilitza un punxó per crear una petita indentació que guiarà el bit de perforació
Perfora un forat pilot amb un bit més petit si treballes amb materials durs o forats grans
Perfora el forat de desviament final amb la mida recomanada
Desbasta el forat per eliminar qualsevol aresta afilada que pugui interferir amb el fixador
Prova l'ajustament inserint el fixador per assegurar-te que hi hagi un desviament adequat

Per a treballs de precisió, considera utilitzar un premsat de perforació en lloc d'un perforador manual per assegurar-te que el forat sigui perfectament perpendicular a la superfície.

Aplicacions i Casos d'Ús

Els forats de desviament s'utilitzen en nombroses aplicacions a través de diverses indústries:

Treball de Fusta i Mobles

En el treball de fusta, els forats de desviament eviten que la fusta es trenqui quan s'inserten tornillos. Són essencials per a:

Construcció de mobles
Muntatge de mobles
Construcció de terrasses
Instal·lació de portes i finestres

Treball Metàl·lic i Fabricació

En la fabricació de metalls, els forats de desviament adequats asseguren:

Una fàcil inserció de bòlts en acer estructural
Una alineació precisa en maquinària
Acolliment de l'expansió tèrmica en peces metàl·liques
Prevenció de danys a les roscas en làmines metàl·liques fines

Electrònica i Dispositius de Precisió

Per a enclosures electrònics i dispositius de precisió, els forats de desviament:

Permeten el muntatge de components sense estrès
Proporcionen espai per a l'alineació de PCB
Acullen diferents taxes d'expansió tèrmica dels materials
Permeten la facilitat de servei i substitució de peces

Automoció i Aeroespacial

En les indústries del transport, els forats de desviament són crítics per a:

Muntatge de components del motor
Adjunció de panells de carroceria
Suports d'aïllament de vibracions
Instal·lacions de fixadors cridats a la seguretat

Consideracions sobre Materials

Diferents materials poden requerir diferents enfocaments per als forats de desviament:

Metall

Acer i Alumini: Els forats de desviament estàndard funcionen bé
Làmines Metàl·liques Finas: Podrien requerir un desviament més gran per prevenir la distorsió
Metalls Fosfats: Podrien necessitar un desviament lleugerament més gran per acollir les toleràncies de fosa

Fusta

Fustes Dures: Els forats de desviament estàndard prevenen la fractura
Fustes Suaus: Podrien beneficiar-se de forats de desviament lleugerament més petits per a un millor agafament
Contraplacats i Compostos: El desviament estàndard evita la delaminació

Plàstics

Plàstics Rígids: El desviament estàndard funciona per a la majoria d'aplicacions
Plàstics Flexibles: Podrien requerir un desviament més gran per prevenir la distorsió
Consideracions Tèrmiques: Plàstics amb alta expansió tèrmica podrien necessitar un desviament extra

Casos Especials i Consideracions

Tornillos Amb Contraïts

Per a tornillos amb contraïts, necessites tant:

Un forat de desviament per al cos del tornillo
Un forat de contraït per al cap del tornillo

El contraït ha de coincidir amb l'angle del cap del tornillo (normalment 82° o 90°) i ha de ser de mida per permetre que el cap del tornillo s'ajusti a nivell o lleugerament per sota de la superfície.

Forats Sobredimensionats i Rascats

En algunes aplicacions, podries necessitar:

Forats Sobredimensionats: Molt més grans que el desviament estàndard per a ajustaments majors
Forats Rascats: Allargats per permetre ajustaments lineals
Rascades en Forma de Clau: Permeten mecanismes de penjat i bloqueig

Consideracions de Temperatura

En entorns amb variacions significatives de temperatura:

Augmenta el desviament per a materials amb diferents taxes d'expansió tèrmica
Considera el rang de temperatura d'operació al determinar el desviament
Permet un desviament extra per a aplicacions a l'aire lliure exposades a canvis estacionals

Exemples de Programació per a Càlculs de Forats de Desviament

Fórmula d'Excel

1' Fórmula d'Excel per a forats de desviament mètrics
2=IF(LEFT(A1,1)="M",VALUE(RIGHT(A1,LEN(A1)-1))+IF(VALUE(RIGHT(A1,LEN(A1)-1))<=5,0.4,IF(VALUE(RIGHT(A1,LEN(A1)-1))<=10,1,1.5)),"Entrada no vàlida")
3

Implementació en JavaScript

1function calculateClearanceHole(screwSize) {
2  // Per a tornillos mètrics (sèrie M)
3  if (screwSize.startsWith('M')) {
4    const diameter = parseFloat(screwSize.substring(1));
5    if (diameter <= 5) {
6      return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.4, unit: 'mm' };
7    } else if (diameter <= 10) {
8      return { diameter, clearanceHole: diameter + 1.0, unit: 'mm' };
9    } else {
10      return { diameter, clearanceHole: diameter + 1.5, unit: 'mm' };
11    }
12  }
13  
14  // Per a tornillos numerats americans
15  if (screwSize.startsWith('#')) {
16    const number = parseInt(screwSize.substring(1));
17    const diameter = 0.060 + (number * 0.013); // Convertir el número del tornillo a diàmetre
18    return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.03, unit: 'inch' };
19  }
20  
21  // Per a tornillos fraccionaris americans
22  if (screwSize.includes('"')) {
23    const fraction = screwSize.replace('"', '');
24    let diameter;
25    
26    if (fraction.includes('/')) {
27      const [numerator, denominator] = fraction.split('/').map(Number);
28      diameter = numerator / denominator;
29    } else {
30      diameter = parseFloat(fraction);
31    }
32    
33    return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.0625, unit: 'inch' };
34  }
35  
36  throw new Error('Format de mida de tornillo desconegut');
37}
38
39// Exemple d'ús
40console.log(calculateClearanceHole('M6'));
41console.log(calculateClearanceHole('#8'));
42console.log(calculateClearanceHole('1/4"'));
43

Implementació en Python

1def calculate_clearance_hole(screw_size):
2    """Calcula la mida recomanada del forat de desviament per a una mida de tornillo donada."""
3    
4    # Per a tornillos mètrics (sèrie M)
5    if screw_size.startswith('M'):
6        diameter = float(screw_size[1:])
7        if diameter <= 5:
8            clearance = diameter + 0.4
9        elif diameter <= 10:
10            clearance = diameter + 1.0
11        else:
12            clearance = diameter + 1.5
13        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'mm'}
14    
15    # Per a tornillos numerats americans
16    if screw_size.startswith('#'):
17        number = int(screw_size[1:])
18        diameter = 0.060 + (number * 0.013)  # Convertir el número del tornillo a diàmetre
19        clearance = diameter + 0.03
20        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'inch'}
21    
22    # Per a tornillos fraccionaris americans
23    if '"' in screw_size:
24        fraction = screw_size.replace('"', '')
25        if '/' in fraction:
26            numerator, denominator = map(int, fraction.split('/'))
27            diameter = numerator / denominator
28        else:
29            diameter = float(fraction)
30        
31        clearance = diameter + 0.0625
32        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'inch'}
33    
34    raise ValueError(f"Format de mida de tornillo desconegut: {screw_size}")
35
36# Exemple d'ús
37print(calculate_clearance_hole('M6'))
38print(calculate_clearance_hole('#8'))
39print(calculate_clearance_hole('1/4"'))
40

Implementació en C#

1using System;
2
3public class ClearanceHoleCalculator
4{
5    public static (double Diameter, double ClearanceHole, string Unit) CalculateClearanceHole(string screwSize)
6    {
7        // Per a tornillos mètrics (sèrie M)
8        if (screwSize.StartsWith("M", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
9        {
10            double diameter = double.Parse(screwSize.Substring(1));
11            double clearance;
12            
13            if (diameter <= 5)
14                clearance = diameter + 0.4;
15            else if (diameter <= 10)
16                clearance = diameter + 1.0;
17            else
18                clearance = diameter + 1.5;
19                
20            return (diameter, clearance, "mm");
21        }
22        
23        // Per a tornillos numerats americans
24        if (screwSize.StartsWith("#"))
25        {
26            int number = int.Parse(screwSize.Substring(1));
27            double diameter = 0.060 + (number * 0.013); // Convertir el número del tornillo a diàmetre
28            double clearance = diameter + 0.03;
29            
30            return (diameter, clearance, "inch");
31        }
32        
33        // Per a tornillos fraccionaris americans
34        if (screwSize.Contains("\""))
35        {
36            string fraction = screwSize.Replace("\"", "");
37            double diameter;
38            
39            if (fraction.Contains("/"))
40            {
41                string[] parts = fraction.Split('/');
42                double numerator = double.Parse(parts[0]);
43                double denominator = double.Parse(parts[1]);
44                diameter = numerator / denominator;
45            }
46            else
47            {
48                diameter = double.Parse(fraction);
49            }
50            
51            double clearance = diameter + 0.0625;
52            return (diameter, clearance, "inch");
53        }
54        
55        throw new ArgumentException($"Format de mida de tornillo desconegut: {screwSize}");
56    }
57    
58    public static void Main()
59    {
60        Console.WriteLine(CalculateClearanceHole("M6"));
61        Console.WriteLine(CalculateClearanceHole("#8"));
62        Console.WriteLine(CalculateClearanceHole("1/4\""));
63    }
64}
65

Història dels Forats de Desviament i Estandardització

El concepte de forats de desviament ha evolucionat al costat de la tecnologia de fixadors. Els primers fusters i metal·listes enteníen la necessitat de forats més grans que el diàmetre del fixador, però l'estandardització va arribar molt més tard.

Desenvolupament Primerenc

En l'era preindustrial, els artesans sovint creaven forats de desviament a ull, utilitzant la seva experiència per determinar mides adequades. Amb l'arribada de la producció en massa durant la Revolució Industrial, la necessitat d'estandardització es va fer evident.

Estandardització Moderna

Avui dia, les mides dels forats de desviament estan estandarditzades per diverses organitzacions:

ISO (Organització Internacional de Normalització): Defineix forats de desviament mètrics
ANSI (Institut Nacional d'Estàndards Americans): Estableix forats de desviament americans estàndard
DIN (Institut Alemany de Normalització): Normatives alemanyes que han influït en moltes normatives internacionals

Aquestes normatives asseguren la intercanviabilitat de peces i la consistència a través d'indústries i països.

Preguntes Frequents

Quina és la diferència entre un forat de desviament i un forat roscat?

Un forat de desviament és perforat més gran que el diàmetre del fixador per permetre que el fixador passi lliurement sense rosca. Un forat roscat té roscas tallades per enganxar-se amb el tornillo, creant una connexió segura. Els forats de desviament s'utilitzen en el component que s'està fixant, mentre que els forats roscats s'utilitzen en el component que rep el fixador.

Quina ha de ser la mida més gran d'un forat de desviament que el tornillo?

Per a aplicacions estàndard, un forat de desviament ha de ser aproximadament un 10-15% més gran que el diàmetre del tornillo. Per a tornillos mètrics, això normalment significa 0.4mm més gran per a tornillos de fins a M5, 1mm més gran per a tornillos de M6 a M10, i 1.5mm més gran per a tornillos de M12 i més. Per a aplicacions de precisió o casos especials, poden ser necessàries diferents mides de desviament.

Per què els meus tornillos no s'ajusten al meu forat de desviament?

Si els tornillos no s'ajusten als forats de desviament, les possibles causes inclouen:

El bit de perforació utilitzat era més petit del que es va especificar
El forat es va perforar en un angle, reduint el diàmetre efectiu
El tornillo té arestes o danys que el fan més gran que la mida nominal
Es va seleccionar la mida de tornillo incorrecta per al càlcul
El material s'ha expandit (comú amb algunes fustes en condicions humides)

Puc utilitzar la mateixa mida de forat de desviament per a diferents materials?

Si bé les mides estàndard de forats de desviament funcionen per a la majoria de materials, poden ser necessàries algunes ajustaments:

Per a materials tous o flexibles, forats de desviament lleugerament més petits poden prevenir la deformació
Per a materials amb alta expansió tèrmica, poden ser necessàries mides de desviament més grans
Per a aplicacions de precisió, poden ser necessàries mides de desviament específiques per al material

Com puc determinar la mida del forat de desviament per a tornillos no estàndard?

Per a tornillos no estàndard:

Mesura el diàmetre real del tornillo utilitzant un calibrador
Afegeix el desviament apropiat (10-15% del diàmetre)
Selecciona la mida de bit de perforació estàndard més propera que sigui més gran que aquest valor calculat

Quina mida de bit de perforació hauria d'utilitzar per a una mida específica de forat de desviament?

Selecciona un bit de perforació que coincideixi o sigui lleugerament més gran que la mida calculada del forat de desviament. Mai utilitzis un bit més petit, ja que això crearà interferència. Si no tens la mida exacta, és millor optar per una mica més gran que no més petita.

Com afecten els forats de desviament la força de la unió?

Els forats de desviament de mida adequada no afecten significativament la força de la unió, ja que la força prové del fixador i de la força de compressió que genera. No obstant això, els forats de desviament excessivament grans poden reduir l'àrea de suport i potencialment permetre més moviment en la unió, la qual cosa podria afectar la durabilitat a llarg termini sota càrregues dinàmiques.

Referències

ISO 273:1979 - Fixadors - Forats de desviament per a bòlts i tornillos
ASME B18.2.8 - Forats de Desviament per a Bòlts, Tornillos i Estudis
Machinery's Handbook, 31a Edició, Industrial Press
Carroll, D. (2018). Enginyeria de Precisió: Tecnologia de Fixadors i Unió. Springer.
Smith, G. T. (2016). Tecnologia de Eines de Tall: Manual Industrial. Springer.
Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30a Edició). Industrial Press.

Conclusió

La calculadora de forats de desviament és una eina essencial per a qualsevol persona que treballi amb fixadors en construcció, treball de fusta, fabricació de metalls o projectes de bricolatge. Proporcionant mides de forats de desviament precises en funció del tornillo o bòlta seleccionat, ajuda a assegurar un ajustament, alineació i funció adequats en les teves assemblatges.

Recorda que, si bé els forats de desviament estàndard funcionen per a la majoria d'aplicacions, els casos especials poden requerir ajustaments basats en les propietats del material, les condicions de temperatura o requisits de precisió específics. Sempre considera les necessitats específiques del teu projecte quan determinis la mida adequada del forat de desviament.

Prova la nostra calculadora de forats de desviament avui mateix per treure el dubte del teu proper projecte i aconseguir resultats de qualitat professional amb forats de mida adequada per a tots els teus fixadors.

Calculadora de forats de desplaçament per a cargols i cargols

Calculadora de forats de desplaçament

Documentació