Calcolatore Fori di Passaggio - Trova la Dimensione Perfetta del Foro per Viti e Bulloni

Calcolatore dei fori di passaggio

Un foro di passaggio è un foro praticato con un diametro leggermente maggiore di quello di una vite o di un bullone, in modo che l’elemento di fissaggio possa attraversarlo liberamente, senza che la filettatura venga a contatto con le pareti. Un calcolatore dei fori di passaggio individua il diametro corretto del foro per una determinata misura di vite o bullone, utilizzando tabelle tecniche standard invece di procedere per tentativi.

Che cos’è un foro di passaggio?

I fori per elementi di fissaggio sono di tre tipi fondamentali.

• Un foro filettato presenta una filettatura ricavata al suo interno. La vite si avvita su tale filettatura, che è ciò che tiene effettivamente unite le due parti.
• Un foro di passaggio non presenta filettatura. È più largo dell’elemento di fissaggio, così la vite o il bullone lo attraversa senza resistenza, per poi avvitarsi in un foro filettato o in un dado dall’altro lato.
• Un foro per accoppiamento forzato è più piccolo dell’elemento di fissaggio. Il pezzo deve essere calzato su di esso mediante pressione o forza.

Un foro di passaggio troppo piccolo può costringere la filettatura a incidere il materiale o impedire del tutto il passaggio dell’elemento di fissaggio. Un foro troppo grande permette all’elemento di fissaggio di spostarsi dalla posizione prevista e riduce la superficie piana sotto la testa del bullone o la rondella che trasmette il carico di serraggio.

I fori di passaggio lasciano inoltre spazio per piccoli disallineamenti tra le parti, consentono agli assiemi di muoversi leggermente quando i materiali si dilatano o si contraggono con la temperatura e riducono il rischio di spaccare il legno o fessurare la plastica vicino al foro.

Formula del foro di passaggio

Le dimensioni dei fori di passaggio non derivano da un’unica formula semplice. Gli enti normatori pubblicano una tabella delle tolleranze, e la tolleranza aumenta con l’aumentare della vite. Questo calcolatore utilizza i valori di accoppiamento normale della norma ISO 273 (elementi di fissaggio metrici) e della norma ASME B18.2.8 (elementi di fissaggio in pollici), le tabelle più utilizzate nella produzione generale, nella lavorazione del legno e nelle lavorazioni meccaniche.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{tolleranza (dalla tabella della norma)}$

Per le viti metriche, la tolleranza va da 0,4 mm per una vite M2 fino a 2,0 mm per una vite M20 o M24; non è un valore fisso né una percentuale unica. Le viti in pollici seguono una propria tabella nella norma ASME B18.2.8, con tolleranze che aumentano anch’esse per incrementi successivi all’aumentare della vite.

Esempio svolto

Una vite M6 ha un diametro nominale di 6,0 mm. Il suo foro di passaggio con accoppiamento normale misura 6,6 mm, con una tolleranza di 0,6 mm. Una punta da trapano da 6,6 mm o 6,5 mm è la scelta standard; una semplice punta da 6 mm sarebbe troppo precisa.

Dimensioni metriche dei fori di passaggio

Dimensioni dei fori di passaggio per viti americane numerate

La norma ASME B18.2.8 elenca i fori di passaggio con accoppiamento normale per viti meccaniche numerate da #0 a #10, saltando #7 e #9 (misure poco comuni per le viti meccaniche). Non definisce una riga per l’accoppiamento normale per #12, quindi questa misura non è disponibile.

Esempio svolto

Una vite #8 ha un diametro di 0,164 pollici (4,17 mm). Il suo foro di passaggio con accoppiamento normale misura 0,196 pollici (4,98 mm), ottenibile con una punta standard numero 9. Alcune tabelle delle punte indicano un valore più piccolo, 0,177 pollici (4,5 mm), per una vite #8. Tale valore proviene da un sistema diverso e più stretto, quello dell’accoppiamento libero basato sulle punte numerate, non dalla tabella dell’accoppiamento normale della norma ASME B18.2.8 utilizzata da questo calcolatore. La combinazione dei due sistemi può produrre un foro in cui la vite si blocca.

Dimensioni dei fori di passaggio per viti americane frazionarie

La norma ASME B18.2.8 non definisce una riga per l’accoppiamento normale per 9/16", quindi questa misura non è disponibile.

Esempio svolto

Un bullone da 1/4 pollici ha un diametro di 0,250 pollici (6,35 mm). Il suo foro di passaggio con accoppiamento normale misura 0,281 pollici (7,14 mm), ottenibile con una punta standard da 9/32 pollici. La tolleranza è quindi di circa 1/32 di pollice (0,79 mm), non di 1/16 di pollice (1,6 mm) come suggeriscono alcune regole empiriche.

Il calcolatore converte ogni risultato in pollici in millimetri per la visualizzazione, poiché 1 pollice equivale esattamente a 25,4 mm.

Accoppiamento stretto, normale e libero

Le norme definiscono più di una classe di fori di passaggio. Un accoppiamento stretto utilizza la tolleranza minima e mantiene le parti allineate con la massima precisione possibile, a scapito di un assemblaggio più lento. Un accoppiamento libero utilizza una tolleranza maggiore e lascia più spazio per correggere i disallineamenti o assorbire la dilatazione termica, a scapito di un’unione meno aderente. Questo calcolatore produce soltanto l’accoppiamento normale, l’opzione intermedia utilizzata per la maggior parte dei lavori di assemblaggio generici nella lavorazione del legno, nella lavorazione dei metalli e nella costruzione di macchinari.

Come utilizzare il calcolatore dei fori di passaggio

1. Scegliere il tipo di elemento di fissaggio dal menu a discesa: metrico (M2–M24), americano numerato (#0–#10) o americano frazionario (1/4"–1").
2. Leggere il diametro della vite e la dimensione consigliata del foro di passaggio, entrambi indicati in millimetri.
3. Controllare il diagramma, che rappresenta la vite e il foro di passaggio in scala, così da rendere facilmente visibile lo spazio tra i due.
4. Copiare il risultato per inserirlo in un disegno, in un elenco di taglio o in una serie di note.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra un foro di passaggio e un foro filettato?

Un foro di passaggio non ha filettatura e consente all’elemento di fissaggio di attraversarlo liberamente. Un foro filettato presenta una filettatura ricavata al suo interno, che si innesta sull’elemento di fissaggio e mantiene unite le parti. In un tipico giunto bullonato, il foro di passaggio si trova nel pezzo da fissare, mentre il foro filettato (o un dado) si trova nel pezzo a cui esso viene fissato.

Di quanto deve essere più grande il foro di passaggio rispetto alla vite?

Dipende dalla misura della vite. Per le viti metriche, la tolleranza va da 0,4 mm per le misure più piccole fino a 2,0 mm per quelle più grandi, secondo la tabella dell’accoppiamento normale. Per le viti in pollici, la norma ASME B18.2.8 stabilisce una propria tolleranza per ogni misura, che aumenta anch’essa per incrementi successivi e non come frazione fissa. Non esiste una percentuale unica applicabile a ogni elemento di fissaggio.

Quale punta da trapano utilizzare per un foro di passaggio?

Utilizzare la misura esatta se è disponibile una punta corrispondente. In caso contrario, scegliere la misura immediatamente superiore anziché quella inferiore: un foro leggermente più grande raramente crea problemi, mentre un foro sottodimensionato può impedire il passaggio dell’elemento di fissaggio o costringerlo a creare una nuova filettatura.

Perché alcune tabelle indicano una dimensione diversa del foro di passaggio per la stessa vite?

Alcune tabelle pubblicate utilizzano un sistema di accoppiamento stretto o libero abbinato a punte numerate o contraddistinte da lettere, più stretto rispetto alla tabella dell’accoppiamento normale utilizzata qui. Mescolare i valori dei due sistemi può produrre un foro troppo stretto per l’elemento di fissaggio; è quindi preferibile utilizzare per tutto il progetto i dati di un solo sistema.

Un foro di passaggio più grande rende più debole il giunto?

Non nell’intervallo dell’accoppiamento normale. La resistenza del giunto dipende soprattutto dalla coppia di serraggio applicata all’elemento di fissaggio e dall’estensione della superficie piana su cui premono la testa del bullone o la rondella. Un foro molto più grande della tolleranza prevista per l’accoppiamento normale può ridurre tale superficie e permettere lo spostamento del giunto sotto carico, ma un foro con accoppiamento normale non indebolisce il giunto.

Riferimenti

• ISO 273:1979, Elementi di fissaggio — Fori di passaggio per bulloni e viti, Organizzazione internazionale per la normazione.
• ASME B18.2.8, Fori di passaggio per bulloni, viti e prigionieri, American Society of Mechanical Engineers.