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 di normazione pubblicano una tabella di giochi, e il gioco aumenta con la dimensione della vite. Questo calcolatore usa i valori di accoppiamento normale della ISO 273 (elementi di fissaggio metrici, in cui l'accoppiamento normale è chiamato «serie media») e della ASME B18.2.8 (elementi di fissaggio in pollici), le tabelle più usate nella produzione generale, nella lavorazione del legno e nella carpenteria metallica.

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

Per le viti metriche, il gioco 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 giochi che aumentano anch’essi 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 un gioco 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 stretta.

Dimensioni metriche dei fori di passaggio

La ISO 273 elenca una serie fine, una media e una grossolana di fori di passaggio per diametri di filettatura da 1 mm a 150 mm. La norma indiana IS 1821:1987 è identica alla ISO 273-1979 ed è pubblicata gratuitamente. La sua colonna della serie media fornisce i valori riportati sotto. Per esempio, una filettatura da 8 mm ha un foro fine da 8,4 mm, un foro medio da 9 mm e un foro grossolano da 10 mm.

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), corrispondente a una punta da trapano standard numero 9. Alcune tabelle delle punte indicano un valore più piccolo, 0,177 pollici (4,5 mm), per una vite #8. Quel numero deriva da un diverso sistema di «accoppiamento libero», più stretto e basato sulle punte numerate, e non dalla tabella dell'accoppiamento normale ASME B18.2.8 usata da questo calcolatore. Mescolare i due sistemi può produrre un foro che si blocca sulla vite.

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), corrispondente a una punta standard da 9/32 pollici. Si tratta di un gioco 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 in millimetri ogni risultato in pollici per la visualizzazione, poiché 1 pollice equivale esattamente a 25,4 mm.

Accoppiamento stretto, normale e largo

La ASME B18.2.8 definisce tre classi di foro di passaggio: accoppiamento stretto, normale e largo. L'accoppiamento stretto usa il gioco minore e mantiene i pezzi allineati con la massima precisione possibile, al prezzo di un montaggio più lento. L'accoppiamento largo usa un gioco maggiore e lascia più spazio per correggere un disallineamento o assorbire la dilatazione termica, al prezzo di un giunto meno compatto. Questo calcolatore fornisce solo l'accoppiamento normale, l'opzione intermedia usata nella maggior parte dei lavori di assemblaggio generici nella lavorazione del legno, nella lavorazione dei metalli e nella costruzione di macchine.

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

1. ASME. B18.2.8 — Clearance Holes for Bolts, Screws, and Studs (pagina di sintesi della norma). ASME B18.2.8 — riguarda i fori di passaggio per elementi di fissaggio da #0 a 1,5 pollici e da M1.6 a M100, nelle classi di accoppiamento stretto, normale e largo.
2. National Institute of Standards and Technology. NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. NIST SP 811 Appendice B.8 — fattore da pollici a metri 2,54 E-02, indicato in grassetto come esatto.
3. Bureau of Indian Standards. IS 1821:1987 — Dimensions for Clearance Holes for Bolts and Screws (Third Revision), identica alla ISO 273-1979. IS 1821:1987 — sezione 2, tabella dei fori di passaggio fini, medi e grossolani, da 1 mm a 150 mm.