Calculator de Filet: Calculați Adâncimea și Diametrul Filetului

Calculator pentru filete și măsurarea șuruburilor și bolțurilor

Un calculator pentru filete determină adâncimea, diametrul de fund și diametrul mediu al filetului unui șurub sau bolț. Acesta folosește diametrul nominal și pasul sau numărul de filete pe țol (TPI). Strungarii, inginerii și pasionații îl folosesc pentru a verifica dacă un șurub se potrivește cu o piuliță corespunzătoare sau cu o gaură filetată.

Termeni principali ai filetului

• Diametrul nominal: punctul cel mai lat al unui filet, măsurat de la creastă la creastă.
• Diametrul de fund: punctul cel mai îngust al unui filet, măsurat de la fundul filetului la fundul filetului.
• Diametrul mediu: un diametru imaginar situat aproximativ la jumătatea distanței dintre diametrul nominal și diametrul de fund, unde creasta filetului și golul de lângă aceasta au aceeași lățime.
• Pasul: distanța dintre două creste învecinate ale filetului. Se exprimă în milimetri pentru filetele metrice și în țoli pentru filetele în sistem imperial.
• Filete pe țol (TPI): numărul crestelor filetului într-un țol al unui filet imperial. Pasul și TPI măsoară același lucru în unități diferite: pasul (mm) = 25,4 / TPI.
• Adâncimea filetului: distanța radială dintre diametrul exterior și diametrul interior sau adâncimea până la care este tăiat canalul filetului.

Sisteme de filete metrice și imperiale

Filetele metrice respectă standardul ISO. O dimensiune precum M10×1,5 înseamnă un diametru exterior de 10 mm și un pas de 1,5 mm. Unghiul filetului este de 60°.

Filetele imperiale respectă Unified Thread Standard (UTS), sistemul cel mai răspândit în Statele Unite. O dimensiune precum 3/8"-16 înseamnă un diametru exterior de 3/8 țoli (9,5 mm), cu 16 filete pe țol. Filetele imperiale moderne folosesc, de asemenea, un unghi de 60°. Vechiul standard britanic Whitworth folosea 55°.

Cum se calculează adâncimea filetului

Adâncimea filetului măsoară cât de adânc este tăiat canalul filetului. Este o rază, nu un diametru, astfel încât diametrul de fund se află la o distanță de două ori adâncimea, sub diametrul nominal.

Adâncimea unui filet exterior (de bolț) depinde numai de pas:

h = 0,61343 × P

Constanta este 17√3/48, derivată din profilul de bază la 60° din ISO 68-1. Pentru un filet imperial, pasul este reciproca numărului de filete pe țol, măsurat în țoli:

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

h și P sunt întotdeauna exprimate în aceeași unitate ca diametrul exterior: milimetri pentru filetele metrice și țoli pentru cele imperiale. Înmulțiți rezultatul în țoli cu 25,4 pentru a-l exprima în milimetri.

Formula diametrului de fund

Diametrul de fund este egal cu diametrul nominal minus de două ori adâncimea filetului:

d₃ = d − 2h = d − 1,226869 × P

d este diametrul nominal, iar d₃ este diametrul de fund al filetului exterior, ambele în aceeași unitate ca P. Piulița sau gaura filetată care se îmbină cu acesta are un diametru de fund mai mare, D₁ = d − 1,082532 × P, deoarece fundul filetului nu este tăiat la fel de adânc.

Formula diametrului mediu

d₂ = d − 0,649519 × P

d₂, diametrul mediu, se află aproximativ la jumătatea distanței dintre diametrul nominal și cel de fund. Este dimensiunea verificată cel mai atent de calibrele pentru filete, deoarece determină cât de strâns se îmbină două piese filetate.

Exemplu: filet metric (M10×1,5)

Un bolț M10×1,5 are un diametru exterior de 10 mm și un pas de 1,5 mm.

• Adâncimea filetului: 0,61343 × 1,5 = 0,920 mm
• Diametrul interior: 10 − 1,226869 × 1,5 = 8,160 mm
• Diametrul pe flancuri: 10 − 0,649519 × 1,5 = 9,026 mm

Exemplu: filet imperial (3/8"-16)

Un bolț de 3/8"-16 are un diametru nominal de 0,375 in și 16 filete pe țol, astfel încât pasul este 1 / 16 = 0,0625 țoli (1,59 mm)

• Adâncimea filetului: 0,61343 × 0,0625 = 0,0383 in (0,974 mm)
• Diametrul interior: 0,375 − 1,226869 × 0,0625 = 0,2983 in (7,577 mm)
• Diametrul pe flancuri: 0,375 − 0,649519 × 0,0625 = 0,3344 in (8,494 mm)

Calculatorul de pe această pagină afișează rezultatele imperiale în țoli, cu echivalentul în milimetri alături, conform modului în care sunt citite de obicei calibrele pentru filete imperiale.

Unde se folosesc calculele filetului

Inginerii folosesc dimensiunile filetului pentru a alege elemente de asamblare potrivite unei anumite găuri sau piulițe. Strungarii le folosesc pentru reglarea strungurilor și frezelor în vederea tăierii filetelor. Inspectorii de calitate le folosesc pentru a verifica dacă piesele finite corespund specificației tipărite. Mecanicii le folosesc pentru a găsi un bolț de schimb compatibil atunci când cel original este pierdut sau are filetul deteriorat. Instalatorii le folosesc pentru a potrivi fitingurile de țeavă.

Alte forme de filet nu se încadrează în filetul standard în V acoperit de aceste formule. Filetele trapezoidale Acme și filetele pătrate, folosite la șuruburi conducătoare și cricuri, au unghiuri și calcule diferite pentru adâncime. Filetele pentru țevi sunt conice pe lungime, în loc să păstreze un diametru constant. Fiecare dintre acestea necesită propriul set de formule.

Scurt istoric

Înainte de secolul 19, șuruburile erau tăiate manual și rareori se potriveau între ele. Henry Maudslay a construit un strung practic pentru tăierea filetelor în 1797, făcând posibilă pentru prima dată realizarea unor filete uniforme. În 1841, Joseph Whitworth a propus primul standard de filet utilizat pe scară largă în Marea Britanie, cu un unghi de 55°. În Statele Unite, William Sellers a propus un sistem cu unghiul de 60° în 1864, care a devenit standardul american.

În 1948, Statele Unite, Marea Britanie și Canada au convenit asupra Unified Thread Standard, utilizat și astăzi. Organizația Internațională de Standardizare și-a publicat profilul metric de filet ca ISO/R 68 în (173 cm) 1958. Filetele metrice sunt acum sistemul cel mai răspândit la nivel mondial, deși filetele imperiale rămân standard pentru multe elemente de asamblare din Statele Unite.

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre pas și TPI?

Pasul este distanța dintre două creste ale filetului, exprimată în milimetri. TPI numără câte creste încap într-un țol. Ambele descriu aceeași măsurătoare în unități diferite: pasul (mm) = 25,4 / TPI.

Cum pot afla dacă un filet este metric sau imperial?

Filetele metrice sunt marcate cu un M și două numere în milimetri, de exemplu M10×1,5. Filetele imperiale sunt marcate cu un diametru în țoli, adesea sub formă de fracție, urmat de numărul TPI, de exemplu 3/8"-16.

Ce este angrenarea filetului?

Angrenarea filetului este lungimea de contact dintre două piese filetate îmbinate, măsurată de-a lungul axei șurubului. O regulă obișnuită pentru elementele de asamblare din oțel este ca lungimea de angrenare să fie de cel puțin un diametru nominal. Materialele mai moi, precum aluminiul, necesită adesea 1,5 ori diametrul nominal pentru o fixare sigură.

Care este diferența dintre filetele grosiere și cele fine?

Filetele grosiere au un pas mai mare și mai puține filete pe țol. Rezistă la filetarea greșită și funcționează bine în materiale moi. Filetele fine au un pas mai mic și mai multe filete pe țol. Se mențin mai strâns în condiții de vibrații și permit reglaje mai precise.

Cum măsor pasul sau TPI al unui filet necunoscut?

Un calibru de pas pentru filete, un pieptene subțire cu profile ale dinților tăiate la pași standard, este apăsat pe filet până când un dinte se potrivește exact. Un șubler poate măsura, de asemenea, distanța de-a lungul mai multor filete, care se împarte la numărul de filete numărate.

Ce înseamnă unghiul filetului?

Unghiul filetului este unghiul dintre cele două laturi înclinate ale unei singure creste a filetului. Aproape toate filetele metrice și imperiale moderne folosesc 60°. Filetele britanice Whitworth mai vechi foloseau 55°.

Referințe

1. ISO 68-1:1998, Filete pentru șuruburi de uz general — Profil de bază — Filete metrice pentru șuruburi.
2. ASME B1.1-2003, Filete unificate pentru șuruburi în țoli (formele de filet UN și UNR).
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. și Ryffel, H. H. Machinery's Handbook, ediția 31. Industrial Press, 2020.