Clearance Hole Calculator: Hitta den perfekta hålstorleken för dina skruvar och bultar

Introduktion till Clearance Holes

Ett clearance hole är ett hål som borras något större än diametern på en skruv eller bult för att tillåta att den passerar utan att gänga. Denna clearance hole calculator hjälper dig att bestämma den optimala hålstorleken baserat på din valda skruv eller bult, vilket säkerställer korrekt passform och funktion i dina projekt. Oavsett om du arbetar med metriska skruvar, amerikanska numrerade skruvar eller bråkstorlekar, ger detta verktyg exakta dimensioner för clearance holes för professionella resultat.

Clearance holes är avgörande i mekaniska sammanställningar, möbelkonstruktion och gör-det-själv-projekt eftersom de möjliggör enklare justering av delar, rymmer materialexpansion och förhindrar tråddamage. Att använda rätt storlek på clearance hole är avgörande för att skapa starka, korrekt justerade anslutningar samtidigt som det tillåter mindre justeringar under monteringen.

Förståelse av Clearance Holes

Vad är ett Clearance Hole?

Ett clearance hole borras avsiktligt större än den fäste som ska passera genom det. Till skillnad från ett gängat hål (som har gängor för att fästa sig vid skruven) eller ett interferenspass (som är mindre än fästet), tillåter ett clearance hole att skruven eller bulten passerar fritt utan att engagera det omgivande materialet.

De primära syftena med clearance holes inkluderar:

Att möjliggöra enkel insättning av fästen
Att ge utrymme för mindre feljusteringar
Att rymma termisk expansion och kontraktion
Att möjliggöra justering under montering
Att förhindra tråddamage på materialet

Typer av Clearance Fits

Clearance holes kommer i olika storlekar i förhållande till fäste diameter, där varje tjänar specifika syften:

Tight Fit: Endast något större än fäste diametern, vilket ger exakt justering med minimal rörelse
Normal Fit: Standard clearance för allmänna tillämpningar, som balanserar enkel montering med stabilitet
Loose Fit: Betydligt större än fäste, vilket tillåter större justering och rymmer feljustering

Denna kalkylator tillhandahåller standard normal fit clearance holes, som är lämpliga för de flesta tillämpningar.

Clearance Hole Storlek Formel

Formeln för att beräkna en standard clearance hole-storlek varierar något beroende på fäste typ, men följer generellt dessa principer:

För Metriska Skruvar (M-serien)

För metriska skruvar kan den standard clearance hole beräknas som:

$D_{clearance} = D_{nominal} + \text{tolerans}$

Där:

$D_{clearance}$ är clearance hole diameter
$D_{nominal}$ är den nominella skruvdiaemeter
Toleransen varierar vanligtvis från 0,1 mm till 1,0 mm beroende på skruvstorlek

Till exempel kräver en M6-skruv (6 mm diameter) vanligtvis ett 6,6 mm clearance hole.

För Amerikanska Numrerade Skruvar

För amerikanska numrerade skruvar beräknas clearance hole vanligtvis som:

$D_{clearance} = D_{screw} + 0.03\text{ inches}$

Där:

$D_{clearance}$ är clearance hole diameter i tum
$D_{screw}$ är den faktiska skruvdiaemeter i tum

För Amerikanska Bråk Skruvar

För bråk skruvar är standard clearance:

$D_{clearance} = D_{nominal} + 1/16\text{ inch}$

För mindre storlekar (under 1/4") används ofta en clearance på 1/32".

Standard Clearance Hole Storlek Tabeller

Metriska Skruv Clearance Holes

Skruvstorlek	Skruvdiaemeter (mm)	Clearance Hole (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

Amerikanska Numrerade Skruv Clearance Holes

Skruvstorlek	Skruvdiaemeter (tum)	Clearance Hole (tum)
#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

Amerikanska Bråk Skruv Clearance Holes

Skruvstorlek	Skruvdiaemeter (tum)	Clearance Hole (tum)
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

Hur man använder Clearance Hole Calculator

Att använda vår clearance hole calculator är enkelt:

Välj din skruv eller bultstorlek från rullgardinsmenyn
- Välj bland metriska storlekar (M2-M24)
- Amerikanska numrerade storlekar (#0-#12)
- Amerikanska bråkstorlekar (1/4"-1")
Se resultaten som visar:
- Skruvens nominella diameter
- Den rekommenderade clearance hole storleken
- Den lämpliga måttenheten (mm eller tum)
Använd visualiseringen för att förstå relationen mellan:
- Skruvdiaemeter (grå cirkel)
- Clearance hole diameter (blå kontur)
Kopiera resultatet genom att klicka på "Kopiera"-knappen för enkel referens under ditt projekt

Kalkylatorn tillhandahåller automatiskt den standard clearance hole storleken baserat på ingenjörens bästa praxis för normal fit-applikationer.

Steg-för-steg-guide för borrning av Clearance Holes

För bästa resultat när du skapar clearance holes:

Mät och markera den exakta platsen där hålet ska borras
Välj rätt borrstorlek baserat på kalkylatorns rekommendation
Använd en centerpunsh för att skapa en liten fördjupning som kommer att vägleda borrspetsen
Borra ett pilot hål med en mindre spets om du arbetar med hårda material eller stora hål
Borra det slutliga clearance hole i den rekommenderade storleken
Avgrad hålet för att ta bort eventuella vassa kanter som kan störa fästet
Testa passformen genom att sätta in fästet för att säkerställa korrekt clearance

För precisionsarbete, överväg att använda en borrmaskin istället för en handhållen borr för att säkerställa att hålet är perfekt vinkelrätt mot ytan.

Tillämpningar och Användningsfall

Clearance holes används i många tillämpningar inom olika branscher:

Snickeri och Möbler

Inom snickeri förhindrar clearance holes att trä splittras när skruvar sätts in. De är avgörande för:

Skåpskonstruktion
Möbelmontering
Byggande av däck
Installation av dörrar och fönster

Metallbearbetning och Tillverkning

I metallbearbetning säkerställer korrekta clearance holes:

Enkel insättning av bultar i strukturell stål
Precisionsjustering i maskiner
Rymma termisk expansion i metalldelar
Förhindra tråddamage i tunn plåt

Elektronik och Precisionstillverkning

För elektroniska höljen och precisionsanordningar:

Möjliggör montering av komponenter utan stress
Ger justeringsutrymme för PCB-justering
Rymmer olika termiska expansionshastigheter hos material
Möjliggör service och delbyte

Fordons- och Flygindustrin

Inom transportbranscher är clearance holes avgörande för:

Montering av motor komponenter
Fäste av karossplåtar
Vibrationsisolering monterar
Säkerhetskritiska fästeinstallationer

Materialöverväganden

Olika material kan kräva olika tillvägagångssätt för clearance holes:

Metall

Stål och Aluminium: Standard clearance holes fungerar bra
Tunn Plåt: Kan kräva större clearance för att förhindra förvrängning
Gjutna Metaller: Kan behöva något större clearance för att rymma gjutningstoleranser

Trä

Hårda Träd: Standard clearance holes förhindrar splittring
Mjuka Träd: Kan dra nytta av något mindre clearance holes för bättre grepp
Plywood och Kompositer: Standard clearance förhindrar delaminering

Plast

Stela Plast: Standard clearance fungerar för de flesta tillämpningar
Flexibla Plast: Kan kräva större clearance för att förhindra förvrängning
Termiska Överväganden: Plast med hög termisk expansion kan behöva extra clearance

Speciella Fall och Överväganden

Försänkta Skruvar

För försänkta skruvar behöver du både:

Ett clearance hole för skruvaxeln
Ett försänkt hål för skruvhuvudet

Försänkningen bör matcha vinkeln på skruvhuvudet (vanligtvis 82° eller 90°) och vara stor nog för att skruvhuvudet ska sitta i nivå med eller något under ytan.

Överdimensionerade och Spårade Hål

I vissa tillämpningar kan du behöva:

Överdimensionerade hål: Mycket större än standard clearance för stora justeringar
Spårade hål: Förlängda för att möjliggöra linjär justering
Nyckelhål: Möjliggör hängande och låsningsmekanismer

Temperaturöverväganden

I miljöer med betydande temperaturvariationer:

Öka clearance för material med olika termiska expansionshastigheter
Överväg det operativa temperaturintervallet när du bestämmer clearance
Tillåt extra clearance för utomhusapplikationer som utsätts för säsongsförändringar

Programmeringsexempel för Clearance Hole Beräkningar

Excel Formel

1' Excel-formel för metriska clearance holes
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)),"Ogiltig inmatning")
3

JavaScript Implementering

1function calculateClearanceHole(screwSize) {
2  // För metriska skruvar (M-serien)
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  // För amerikanska numrerade skruvar
15  if (screwSize.startsWith('#')) {
16    const number = parseInt(screwSize.substring(1));
17    const diameter = 0.060 + (number * 0.013); // Konvertera skruvnummer till diameter
18    return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.03, unit: 'tum' };
19  }
20  
21  // För amerikanska bråk skruvar
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: 'tum' };
34  }
35  
36  throw new Error('Okänt skruvstorleksformat');
37}
38
39// Exempelanvändning
40console.log(calculateClearanceHole('M6'));
41console.log(calculateClearanceHole('#8'));
42console.log(calculateClearanceHole('1/4"'));
43

Python Implementering

1def calculate_clearance_hole(screw_size):
2    """Beräkna den rekommenderade clearance hole storleken för en given skruvstorlek."""
3    
4    # För metriska skruvar (M-serien)
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    # För amerikanska numrerade skruvar
16    if screw_size.startswith('#'):
17        number = int(screw_size[1:])
18        diameter = 0.060 + (number * 0.013)  # Konvertera skruvnummer till diameter
19        clearance = diameter + 0.03
20        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'tum'}
21    
22    # För amerikanska bråk skruvar
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': 'tum'}
33    
34    raise ValueError(f"Okänt skruvstorleksformat: {screw_size}")
35
36# Exempelanvändning
37print(calculate_clearance_hole('M6'))
38print(calculate_clearance_hole('#8'))
39print(calculate_clearance_hole('1/4"'))
40

C# Implementering

1using System;
2
3public class ClearanceHoleCalculator
4{
5    public static (double Diameter, double ClearanceHole, string Unit) CalculateClearanceHole(string screwSize)
6    {
7        // För metriska skruvar (M-serien)
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        // För amerikanska numrerade skruvar
24        if (screwSize.StartsWith("#"))
25        {
26            int number = int.Parse(screwSize.Substring(1));
27            double diameter = 0.060 + (number * 0.013); // Konvertera skruvnummer till diameter
28            double clearance = diameter + 0.03;
29            
30            return (diameter, clearance, "tum");
31        }
32        
33        // För amerikanska bråk skruvar
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, "tum");
53        }
54        
55        throw new ArgumentException($"Okänt skruvstorleksformat: {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

Historik om Clearance Holes och Standardisering

Konceptet med clearance holes har utvecklats i takt med fäste teknologin. Tidiga snickare och metallarbetare förstod behovet av hål som var större än fästet diameter, men standardisering kom mycket senare.

Tidig Utveckling

I den förindustriella eran skapade hantverkare ofta clearance holes med ögat, och använde sin erfarenhet för att bestämma lämpliga storlekar. Med massproduktionens framväxt under den industriella revolutionen blev behovet av standardisering uppenbart.

Modern Standardisering

Idag är clearance hole storlekar standardiserade av olika organisationer:

ISO (International Organization for Standardization): Definierar metriska clearance holes
ANSI (American National Standards Institute): Etablerar amerikanska standard clearance holes
DIN (Deutsches Institut für Normung): Tyska standarder som har påverkat många internationella standarder

Dessa standarder säkerställer utbytbarhet av delar och konsekvens över branscher och länder.

Vanliga Frågor

Vad är skillnaden mellan ett clearance hole och ett gängat hål?

Ett clearance hole borras större än fäste diametern för att tillåta att fästet passerar fritt utan att gänga. Ett gängat hål har gängor skurna i det för att engagera sig med skruven, vilket skapar en säker anslutning. Clearance holes används i komponenten som fästs, medan gängade hål används i komponenten som tar emot fästet.

Hur mycket större bör ett clearance hole vara än skruven?

För standardapplikationer bör ett clearance hole vara cirka 10-15% större än skruvdiaemeter. För metriska skruvar innebär detta vanligtvis 0,4 mm större för skruvar upp till M5, 1 mm större för skruvar M6-M10 och 1,5 mm större för skruvar M12 och uppåt. För precisionsapplikationer eller speciella fall kan olika clearance krävas.

Varför passar inte mina skruvar genom mina clearance holes?

Om skruvar inte passar genom clearance holes kan möjliga orsaker inkludera:

Borrspetsen som användes var mindre än specificerat
Hålet borrades i en vinkel, vilket minskar den effektiva diametern
Skruven har grader eller skador som gör att den är större än nominell storlek
Fel skruvstorlek valdes för beräkningen
Materialet har svällt (vanligt med vissa träslag i fuktiga förhållanden)

Kan jag använda samma clearance hole storlek för olika material?

Även om standard clearance hole storlekar fungerar för de flesta material kan vissa justeringar vara nödvändiga:

För mjuka eller flexibla material kan något mindre clearance holes förhindra deformation
För material med hög termisk expansion kan större clearance holes behövas
För precisionsapplikationer kan material-specifika clearances krävas

Hur bestämmer jag clearance hole storlek för icke-standard skruvar?

För icke-standard skruvar:

Mät den faktiska diametern på skruven med caliper
Lägg till lämplig clearance (10-15% av diametern)
Välj den närmaste standard borrstorleken som är större än detta beräknade värde

Vad är skillnaden mellan tight fit, normal-fit och loose-fit clearance holes?

Tight fit: Vanligtvis 5-8% större än fäste diametern, används för precisionsjustering
Normal-fit: 10-15% större än fäste diametern, används för allmänna tillämpningar
Loose-fit: 20-25% större än fäste diametern, används när betydande justering behövs eller för applikationer med termiska expansionsproblem

Behöver jag olika clearance holes för olika huvudtyper?

Clearance hole storleken baseras på axeldiametern, inte huvudtypen. Men för försänkta skruvar behöver du ett extra försänkt hål för huvudet. För pan-, knapp- eller sexkantshuvuden kan du behöva överväga clearance för verktyg som används under installationen.

Hur påverkar clearance holes styrkan i foget?

Korrekt storlek på clearance holes påverkar inte signifikant fogens styrka, eftersom styrkan kommer från fästet och den klämkraft det genererar. Men överdrivet stora clearance holes kan minska bärande yta och potentiellt tillåta mer rörelse i foget, vilket kan påverka långsiktig hållbarhet under dynamiska laster.

Referenser

ISO 273:1979 - Fästen - Clearance holes för bultar och skruvar
ASME B18.2.8 - Clearance Holes för bultar, skruvar och stänger
Machinery's Handbook, 31:a upplagan, Industrial Press
Carroll, D. (2018). Precision Engineering: Fasteners and Joining Technology. Springer.
Smith, G. T. (2016). Cutting Tool Technology: Industrial Handbook. Springer.
Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30:e upplagan). Industrial Press.

Slutsats

Clearance hole kalkylatorn är ett oumbärligt verktyg för alla som arbetar med fästen inom byggande, snickeri, metallbearbetning eller gör-det-själv-projekt. Genom att tillhandahålla exakta storlekar på clearance holes baserat på din valda skruv eller bult, hjälper den till att säkerställa korrekt passform, justering och funktion i dina sammanställningar.

Kom ihåg att även om standard clearance holes fungerar för de flesta applikationer, kan speciella fall kräva justeringar baserat på materialegenskaper, temperaturförhållanden eller specifika precisionskrav. Överväg alltid de specifika behoven i ditt projekt när du bestämmer den lämpliga storleken på clearance hole.

Prova vår clearance hole kalkylator idag för att ta bort gissningar från ditt nästa projekt och uppnå professionella resultat med korrekt storlek på hål för alla dina fästen.

Beräknare för frigångshål för skruvar och bultar

Beräknare för frigångshål

Dokumentation