Calcolatore di Filettature: Calcola Profondità e Diametro del Filetto

Calcolatore dei filetti per le misure di viti e bulloni

Un calcolatore dei filetti determina la profondità, il diametro minore e il diametro medio del filetto di una vite o di un bullone. Funziona a partire dal diametro maggiore e dal passo, oppure dal numero di filetti per pollice (TPI). Meccanici, ingegneri e hobbisti lo usano per verificare se una vite si adatta al dado corrispondente o a un foro filettato.

Termini fondamentali dei filetti

• Diametro maggiore: il punto più largo di un filetto, misurato da cresta a cresta.
• Diametro minore: il punto più stretto di un filetto, misurato da fondo a fondo.
• Diametro di passo: un diametro immaginario prossimo al punto intermedio tra il diametro maggiore e quello minore, dove la cresta del filetto e il vano adiacente hanno la stessa larghezza.
• Passo: la distanza tra due creste adiacenti del filetto. Nei filetti metrici è espresso in millimetri, mentre nei filetti del sistema imperiale è espresso in pollici.
• Filetti per pollice (TPI): il numero di creste del filetto contenute in un pollice di un filetto del sistema imperiale. Passo e TPI misurano la stessa grandezza in unità diverse: passo (mm) = 25,4 / TPI.
• Profondità del filetto: la distanza radiale tra il diametro maggiore e il diametro minore, ovvero la profondità di taglio della gola del filetto.

Sistemi di filettatura metrici e imperiali

I filetti metrici seguono la norma ISO. Una designazione come M10×1,5 indica un diametro maggiore di 10 mm e un passo di 1,5 mm. L’angolo del filetto è di 60°.

I filetti del sistema imperiale seguono l’Unified Thread Standard (UTS), il sistema più comune negli Stati Uniti. Una designazione come 3/8"-16 indica un diametro maggiore di 3/8 pollice (9,5 mm) con 16 filetti per pollice. I moderni filetti imperiali usano anch’essi un angolo di 60°. La vecchia norma britannica Whitworth usava 55°.

Come calcolare la profondità del filetto

La profondità del filetto misura la profondità di taglio della gola. È un raggio, non un diametro; pertanto, il diametro minore si trova a una distanza pari al doppio della profondità sotto il diametro maggiore.

La profondità di un filetto esterno (di un bullone) dipende solo dal passo:

h = 0,61343 × P

La costante è 17√3/48, derivata dal profilo di base a 60° della norma ISO 68-1. In un filetto imperiale, il passo è il reciproco del numero di filetti per pollice, misurato in pollici:

P = 1 / TPI, quindi h = 0,61343 / TPI

h e P sono sempre espressi nella stessa unità del diametro maggiore: millimetri per i filetti metrici, pollici per quelli imperiali. Moltiplicare il risultato in pollici per 25,4 per esprimerlo in millimetri.

Formula del diametro minore

Il diametro minore è uguale al diametro maggiore meno il doppio della profondità del filetto:

d₃ = d − 2h = d − 1,226869 × P

d è il diametro maggiore e d₃ è il diametro minore del filetto esterno, entrambi nella stessa unità di P. Il dado o il foro filettato corrispondente ha un diametro minore maggiore, D₁ = d − 1,082532 × P, perché il suo fondo non è tagliato altrettanto in profondità.

Formula del diametro di passo

d₂ = d − 0,649519 × P

d₂, il diametro di passo, si trova approssimativamente a metà tra il diametro maggiore e quello minore. È la dimensione verificata più attentamente dai calibri per filetti, perché determina quanto strettamente si accoppiano due parti filettate.

Esempio: filetto metrico (M10×1,5)

Un bullone M10×1,5 ha un diametro maggiore di 10 mm e un passo di 1,5 mm.

• Profondità del filetto: 0,61343 × 1,5 = 0,920 mm
• Diametro minore: 10 − 1,226869 × 1,5 = 8,160 mm
• Diametro medio: 10 − 0,649519 × 1,5 = 9,026 mm

Esempio: filetto imperiale (3/8"-16)

Un bullone 3/8"-16 ha un diametro maggiore di 0,375 in e 16 filetti per pollice, quindi il passo è 1 / 16 = 0,0625 pollici (1,59 mm)

• Profondità del filetto: 0,61343 × 0,0625 = 0,0383 in (0,974 mm)
• Diametro minore: 0,375 − 1,226869 × 0,0625 = 0,2983 in (7,577 mm)
• Diametro medio: 0,375 − 0,649519 × 0,0625 = 0,3344 in (8,494 mm)

Il calcolatore in questa pagina mostra i risultati imperiali in pollici, con l’equivalente in millimetri accanto, secondo il modo in cui vengono normalmente letti i calibri per filetti imperiali.

Dove si usano i calcoli dei filetti

Gli ingegneri usano le dimensioni dei filetti per scegliere elementi di fissaggio adatti a un determinato foro o dado. I meccanici li usano per impostare torni e fresatrici per il taglio dei filetti. Gli ispettori della qualità li usano per verificare che i pezzi finiti corrispondano a una specifica tecnica stampata. I tecnici riparatori li usano per trovare un bullone sostitutivo compatibile quando quello originale è andato perso o ha il filetto rovinato. Gli idraulici li usano per abbinare i raccordi per tubi.

Altre forme di filetto non rientrano nel filetto standard a V descritto da queste formule. I filetti trapezoidali Acme e i filetti quadri, usati nelle viti di manovra e nei martinetti, hanno angoli e calcoli della profondità diversi. I filetti per tubi sono conici lungo la loro lunghezza, invece di mantenere un diametro costante. Ognuno di questi tipi richiede un proprio insieme di formule.

Breve storia

Prima del 19º secolo, le viti venivano tagliate a mano e raramente erano intercambiabili. Henry Maudslay costruì un pratico tornio per il taglio dei filetti nel 1797, rendendo possibile per la prima volta ottenere filetti uniformi. Nel 1841, Joseph Whitworth propose in Gran Bretagna la prima norma per filetti ampiamente adottata, con un angolo di 55°. Negli Stati Uniti, William Sellers propose nel 1864 un sistema con angolo di 60°, che divenne la norma americana.

Nel 1948, Stati Uniti, Gran Bretagna e Canada concordarono l’Unified Thread Standard, tuttora in uso. L’Organizzazione internazionale per la normazione pubblicò il profilo del filetto metrico come ISO/R 68 nel 1958 (173 cm). Oggi i filetti metrici sono il sistema più comune nel mondo, sebbene quelli imperiali restino lo standard per molti elementi di fissaggio negli Stati Uniti.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra passo e TPI?

Il passo è la distanza tra due creste del filetto, espressa in millimetri. Il TPI indica quante creste sono contenute in un pollice. Entrambi descrivono la stessa misura in unità diverse: passo (mm) = 25,4 / TPI.

Come si distingue un filetto metrico da uno imperiale?

I filetti metrici sono indicati con una M e due numeri in millimetri, ad esempio M10×1,5. I filetti imperiali sono indicati con un diametro in pollici, spesso espresso come frazione, seguito dal numero di TPI, ad esempio 3/8"-16.

Che cos’è l’impegno del filetto?

L’impegno del filetto è la lunghezza di contatto tra due parti filettate accoppiate, misurata lungo l’asse della vite. Una regola comune per gli elementi di fissaggio in acciaio richiede un ingranamento pari ad almeno un diametro maggiore. I materiali più teneri, come l’alluminio, spesso richiedono 1,5 volte il diametro maggiore per garantire un serraggio sicuro.

Qual è la differenza tra filetti grossolani e fini?

I filetti grossolani hanno un passo maggiore e un numero inferiore di filetti per pollice. Resistono al danneggiamento del filetto durante l’avvitamento e funzionano bene nei materiali teneri. I filetti fini hanno un passo minore e un numero maggiore di filetti per pollice. Tengono più saldamente in presenza di vibrazioni e consentono una regolazione più precisa.

Come si misura il passo o il TPI di un filetto sconosciuto?

Un calibro per filetti, un sottile pettine con profili dei denti corrispondenti a passi standard, viene premuto contro il filetto finché un dente non coincide esattamente. È anche possibile usare un calibro per misurare la distanza su più filetti e dividerla per il numero di filetti contati.

Che cosa indica l’angolo del filetto?

L’angolo del filetto è l’angolo tra i due fianchi inclinati di una singola cresta. Quasi tutti i filetti metrici e i moderni filetti imperiali usano 60°. I vecchi filetti britannici Whitworth usavano 55°.

Riferimenti

1. ISO 68-1:1998, Filetti per viti di uso generale — Profilo di base — Filetti metrici per viti.
2. ASME B1.1-2003, Filetti unificati per viti in pollici (forma del filetto UN e UNR).
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. e Ryffel, H. H. Machinery's Handbook, 31ª edizione. Industrial Press, 2020.