Filettatura
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Il termine filettatura è applicato a due accezioni collegate tra loro:
- tipo di costruzione meccanica atta a creare un accoppiamento elicoidale tra due elementi;
- l'operazione che porta alla creazione di questo tipo d'accoppiamento.
Comunemente, la struttura che ne deriva è chiamata filetto. Normalmente il filetto assume l'aspetto di un solco ad andamento elicoidale, inciso su una superficie cilindrica (o conica). Effettuando una sezione longitudinale il suo profilo presenta di solito un andamento approssimativamente triangolare, con un'alternanza di apici esterni (chiamati creste) e apici interni (chiamati fondi).
Quando la filettatura è realizzata sulla superficie esterna di un pezzo (es. un gambo, un cilindro, un'asta, ecc...) questa viene chiamata vite, quando la filettatura è realizzata su una superficie interna (es. un foro, una cavità, ecc...) viene chiamata madrevite.
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[modifica] Avvitamento
L'accoppiamento tra vite e madrevite (chiamato anche avvitamento) avviene tramite la rotazione coassiale di un elemento rispetto alla controparte complementare, purché la filettatura abbia le stesse caratteristiche.
In alcuni utilizzi, la controparte inizialmente non è filettata, ma subisce la filettatura quando il primo elemento (filettato) gli viene forzosamente avvitato contro. Alcuni esempi di questo caso sono:
- fissaggio con viti autofilettanti;
- filettatura di un foro con un maschio.
[modifica] Utilizzo
La filettatura è usata principalmente per due compiti:
- funge da metodo di fissaggio tra due elementi (come nell'uso di viti, bulloni, dadi);
- creare un accoppiamento che trasformi un moto rotatorio in un moto rettilineo (come nei sistemi vite-chiocchiola).
[modifica] Caratteristiche
Le principali caratteristiche della filettatura dipendono principalmente:
- dal sistema o profilo della sezione, ossia dal tipo di geometria scelta per la filettatura;
- dal metodo di fabbricazione, ossia dal processo meccanico che ha permesso di ricavare la filettatura;
- dal tipo di costruzione, che può essere interna o esterna a seconda che siano ricavate all'interno di un foro o sulla superficie esterna di una vite;
- dalle dimensioni geometriche di riferimento, tra le quali il diametro nominale di filettatura, il passo e l'angolo di profilo;
- dal verso, che può essere destrorso o sinistrorso a seconda dell'andamento dell'elica;
- dal numero di princìpi, ossia sal numero di eliche che si snodano attorno alla forma di base.
[modifica] Sistema di filettatura
Per quanto ampio sia stato lo sforzo di organi governativi e sovranazionali per realizzare norme di riferimento che permettessero la standardizzazione delle filettature, ad oggi persistono ancora diversi sistemi di filettature che solo in parte possono essere giustificati da esigenze pratiche di realizzazione o applicazione.
Di seguito sono riportate le più diffuse.
[modifica] Filettatura metrica ISO
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Per approfondire, vedi la voce Filettatura metrica ISO. |
La filettatura metrica ISO rappresenta lo standard riconosciuto dall'Organizzazione internazionale per la normazione a partire dal 1947. Essa consiste in una filettatura a profilo triangolare con angolo di profilo a 60°.
Le viti con filettatura metrica ISO vengono identificate da una M seguita dal diametro nominale in mm e, in caso di filettatura a passo fine, dal passo di filettatura.
Esempi:
- Filettatura a passo standard (grosso) diametro nominale 8 mm: M8.
- Filettatura a passo fine diametro nominale 10 mm passo 0,75 mm: M10x0,75
Nota: i filetti standard sono sempre "grossi" dato che tale passo è il più grosso tra quelli che assicurano la tenuta contro lo svitamento; se si vuole ottenere un serraggio antisvitamento occorre usare il passo standard o passi più fini.
Le filettature si convengono sempre con spirale destra (si avvitano in senso orario); raramente, per particolari usi meccanici, la filettatura può essere realizzata con spirale sinistra, (si avvitano in senso antiorario), in tal caso la filettatura di cui sopra sarà: M10x0,75 sin.
Un notevolissimo vantaggio della filettatura metrica è che le creste del filetto sono sempre spianate, e quindi i due filetti della giunzione filettata entrano in contatto solo con i fianchi del filetto stesso, mentre le creste hanno un gioco apprezzabile; se da un lato tale sistema è implicitamete permeabile alla tenuta (la filettatura non è "a tenuta di un fluido in pressione") per contro la sicura non interferenza tra le due parti sulle creste rende più agevole la realizzazione del filetto ed il montaggio delle parti, (le parti non rischiano di incastrarsi).
La filettatura metrica ha quindi esclusivamente una tenuta allo sforzo meccanico, in caso si intenda ottenere la tenuta questa è ottenuta facilmente con dispositivi appositi localizzati (esempio: le superfici di tenuta o le guarnizioni delle candele di accensione.
[modifica] Filettatura Whitworth
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Per approfondire, vedi la voce Filettatura Whitworth. |
La filettatura Withworth ha un profilo ideale triangolare molto simile a quello metrico ISO se non che per il diverso angolo al vertice (in questo caso di 55° invece che di 60°). Il profilo nominale è poi identico per vite e madrevite ed è arrotondato sia in cresta che in fondo con un raccordo di raggio pari ad h/6.
Il contatto meccanico delle parti quindi non è solo sui fianchi di filetti ma anche sulle creste.
Potenzialmente quindi la filettatura è sigillante, in realtà questo non sempre avviene dato che alle creste possono esistere dei giochi o, peggio, delle interferenze, che rischiano di incastrare le due parti.
L'identificazione avviene in unità anglosassoni, ossia in pollici. Per esempio, 1 1/2 W indica un diametro nominale di un pollice e mezzo ed una filettatura Withworth.
[modifica] UST
UST Filettatura Unificata (in pollici), di profilo triangolare con la cresta smussata e il fondo raccordato (differisce dalla ISO per il valore di raggiatura e i valori in pollici);
[modifica] BA
BA British Association (in pollici), di profilo triangolare con la cresta e il fondo raccordati con grandi raggi, le pareti interne sono angolate di 47°30';
[modifica] American Standard
American Standard (in pollici), di profilo triangolare con la cresta e il fondo smussati, le pareti interne sono angolate di 60°.
[modifica] Metodo di fabbricazione
La filettatura può essere ottenuti tramite diversi processi di lavorazione:
- fusione;
- stampaggio;
- asportazione di truciolo.
L'operazione di filettatura viene normalmente eseguita forzando l'avvitamento d'utensili filettati (appositamente sagomati e induriti) sulla superficie cilindrica da lavorare.
Gli utensili destinati alla realizzazione di filettature esterne (le viti) vengono chiamati filiere, mentre, quelli destinati alla realizzazione di filettature interne (le madreviti) vengono chiamati maschi.
La filettatura può essere eseguita anche attraverso l'incisione diretta del pezzo da lavorare, tramite un tornio. L'uso di questa macchina utensile permette anche di realizzare filettature speciali (ad esempio filettature non normate o a passo variabile) oppure di lavorare pezzi di grande dimensione.
[modifica] Dimensioni geometriche
Per diametro del filetto si intende un valore nominale che è pari:
- al diametro del cilindro ideale che passa sulle creste di un filetto esterno;
- al diametro del cilindro ideale che passa sul fondo di un filetto interno.
[modifica] Passo
In pratica il passo del filetto è la distanza che intercorre tra due creste del filetto, lungo la sezione longitudinale della filettatura.
Se la vite è caratterizzata da un solo principio, misura lo spostamento longitudinale del tracciato elicoidale dopo un giro completo sulla superficie cilindrica.
[modifica] Verso
Il tracciato elicoidale di una filettatura può essere:
- destrorsa quando si ottiene l'avanzamento assiale con una rotazione oraria;
- sinistrorsa quando si ottiene l'avanzamento assiale con una rotazione antioraria
[modifica] Numero di princìpi
Se invece di uno solo, si avvolgono sulla superficie cilindrica due o più filetti affiancati, la filettatura si dice a due o più princìpi. In questo caso si deve distinguere tra il passo del profilo (apparente) e il passo della filettatura (effettivo). Si ricorre a questo tipo di filettatura quando si vogliono realizzare passi elevati senza indebolire troppo la sezione resistente con filetti grandi e profondi. Nel caso di principio multiplo, ad un singolo moto rotatorio di avvitamento della vite, corrisponde una movimentazione lungo l'asse longitudinale dell'elicoide pari al passo moltiplicato per il numero dei principi.
[modifica] Impanatura
L'impanatura è un tipo particolare di filettatura che consiste nell'avvitamento del filetto della vite o dei taglienti nella madrevite o nel dado. Talvolta, i due termini "impanatura" e "filettatura" possono essere usati come sinonimi.
Le parti possono manovrarsi a mano oppure con la chiave, dopo aver accostato la vite all'imboccatura della madrevite in asse con quest'ultima. Qualora il materiale di una o di ambo le filettature sia debole, per esempio alluminio, è della massima importanza serrare con la chiave dinamometrica al valore prescritto dal fabbricante.
Impanature disassate o serraggi eccessivi possono portare allo strappo dei filetti (spanatura) con gravi danni. Onde scongiurare il bloccaggio per ossidazione o per trasporto galvanico conviene, soprattutto nei motori, lubrificare i filetti con grasso al rame e serrare sempre ai valori di coppia prescritti.
