Viti filettature bulloneria

Collegamenti filettati
(Rev. 11.2008)

Tipi di collegamenti filettati

I collegamenti mediante accoppiamento filettato possono essere:

con vite passante, tramite bullone (fig. 1). In questo caso la vite, passante attraverso i pezzi, è impegnata in uno specifico organo di collegamento, il dado, in modo da comprimere i pezzi da collegare fra la testa della vite e il dado. Di conseguenza, la vite risulta tesa in direzione del suo asse.

Figura 1 – Collegamento
con vite passante

Con vite mordente (fig. 2). In questo caso la vite è impegnata in una madrevite ricavata in uno dei pezzi da collegare e il collegamento è realizzato attraverso la forza di compressione esercitata dalla testa della vite e dalla superficie dell’elemento in cui è ricavata la madrevite.

Figura 2 – Collegamento
con vite mordente

Con vite di pressione (fig. 3). In questo caso lo spostamento reciproco dei pezzi è impedito dalla pressione esercitata dall’estremità della vite (che risulta quindi compressa), la cui estremità deve avere una forma che ne faciliti l’azione di spinta, mentre la testa potrebbe anche non esserci o avere dimensioni non condizionate dal dover esercitare direttamente pressione.

Figura 3 – Collegamento
con vite di pressione

Considerazioni di carattere generale sul collegamento con bulloni

Con riferimento alla figura 4, si rileva come, per un buon collegamento, le superfici d’appoggio di testa e dado devono essere perpendicolari all’asse, così come l’asse dei fori deve essere perpendicolare alle superfici d’appoggio, piane quanto più possibile.

Figura 4 – Condizioni sul collegamento con bulloni

I fori devono avere un diametro leggermente maggiore del gambo della vite, ma non eccessivo per evitare spostamenti e appoggi troppo ristretti per teste e dadi (in figura 5 e in tabella 1 sono indicati i diametri dei fori passanti consigliati in relazione ai diametri di filettatura per le filettature metriche).

Figura 5 – I pezzi da collegare con viti o bulloni devono avere fori passanti non filettati, di diametro D superiore a quello d della filettatura

Tabella 1 – Diametri di fori passanti in funzione dei diametri di filettatura della bulloneria, conformemente ai valori della UNI EN 20273 (serie fine, per meccanica di precisione; serie media, generica; serie grossolana, per pezzi di fusione o grezzi. Le relative tolleranze sono rispettivamente H12, H13 e H14)

La vite può essere pensata come costituita da tre elementi normalizzati:

la testa,
il gambo filettato,
l’estremità.

Dalla combinazione delle diverse forme possibili per tali elementi nascono numerosissimi tipi di viti.
I gambi cilindrici hanno diametri corrispondenti alle filettature unificate. Le lunghezze di gambo, dall’estremità fin sotto la testa (fig. 6) sono unificate. Il rapporto fra diametro e lunghezza del gambo deve essere tale da consentire un’adeguata deformabilità longitudinale con una buona elasticità, in grado di assorbire gran parte delle vibrazioni che potrebbero allentare il collegamento (valori possibili vanno da 1/5 fino ad 1/8).

Figura 6 – Dimensioni del gambo delle viti oggetto di unificazione(UNI ISO 888)

Il gambo cilindrico può essere filettato in tutto o in parte. Per quanto riguarda le filettature vale quanto è stato detto nel capitolo precedente. Anche le lunghezze dei tratti parziali di filettatura (fig. 6) sono unificate.
Le dimensioni del gambo devono possibilmente assicurare, a collegamento effettuato, l’uscita di almeno due filetti oltre il dado: è anche opportuno che la parte filettata non si arresti nella zona di separazione fra i pezzi collegati.
Il raggio di raccordo fra gambo e testa deve essere sufficiente per evitare concentrazioni di sforzo localizzate in tale zona e deve essere di conseguenza opportunamente svasato l’imbocco del foro.
Per migliorare l’appoggio fra pezzo da collegare e dado (ma spesso anche sotto la testa) si usa un altro elemento, la rosetta, costituita da un sottile dischetto forato: anche le rosette presentano numerose varianti costruttive.
La testaè realizzata per consentire l’applicazione di un attrezzo mediante il quale si possa far ruotare la vite e deve pertanto avere una forma opportuna.
Le teste delle viti di piccole dimensioni in genere presentano un intaglio per l’inserimento della punta del cacciavite, e possono essere cilindriche, coniche, a calotta e lenticolari o bombate.
Per maggiori dimensioni, che richiedono un’azione di serraggio notevole, le teste devono consentire l’uso di una chiave, e sono perciò di forma prismatica, in genere esagonale o quadrata, oppure presentano un incavo, per lo più esagonale, ma anche di forma diversa (triangolare, ottagonale, a stella, ecc., …).
Nel disegno dei collegamenti con viti e bulloni deve essere previsto uno spazio adeguato per la manovra degli attrezzi di serraggio.
Nelle viti per collegamento le estremitàsono generalmente piane e arrotondate. Nelle viti di pressione le estremità possono essere ancora piane, in particolare quando agiscono contro superfici piane, o realizzate in modo da concentrare lo sforzo assiale su superfici ristrette, come le estremità a coppa o coniche.

Classi e Categorie della bulloneria

Classe
Senza entrare nel dettaglio sul tipo di acciaio con cui vengono costruiti viti e dadi, la norma UNI EN 20898 prescrive la resistenza meccanica a trazione, raggruppata in “classi”, di viti e dadi.
Per le viti (con diametro di filettatura fino a 39 mm) si hanno nove classi (tab. 2), indicate con due cifre separate da un punto: la prima cifra indica il carico unitario di rottura, espresso in centinaia di N/mm2 o MPa, e la seconda il rapporto fra il carico unitario di snervamento ed il precedente, espresso come frazione decimale. Ad esempio, la sigla 5.8 indica un carico di rottura di 500 MPa e un carico di snervamento di 400 MPa (pari a 8/10 di 500).

Tabella 2 – In alto, classi di resistenza di viti e dadi (nella seconda riga l’indicazione secondo la norma precedente che si trova nella marcatura delle viti ancora in uso); in basso, per ogni classe di resistenza dei dadi, classi delle viti con le quali è consigliabile l’accoppiamento

Per i dadi si hanno sette classi di resistenza (tab. 2), indicate con una cifra, corrispondenti a determinati valori di durezza (misurata col metodo Vickers).
I valori indicativi di questa, per le varie classi, e la correlazione consigliata con le classi di resistenza delle viti sono riportati sempre nella tabella 2. L’accoppiamento consigliato assicura la migliore resistenza a fatica, con una maggior deformabilità dei filetti del dado ed una buona redistribuzione degli sforzi sui filetti della vite.

Categoria
La "categoria" di una vite o di un dado indica invece il grado di tolleranza delle lavorazioni e non ha alcuna relazione con il materiale o con le caratteristiche o prestazioni dell’elemento filettato. In altre parole, la categoria sta ad indicare una qualità di lavorazione, mentre la classe sta ad indicare la qualità del materiale prescritto per la fabbricazione e il livello minimo di prestazioni degli elementi filettati.
La UNI ISO 4759 stabilisce le tolleranze per gli elementi filettati prevedendo tre categorie di bullonerie: A, B e C (dove la categoria A è la più precisa e la C è la meno precisa). Per le parti non filettate delle bullonerie (lunghezza, diametro del gambo, diametro e larghezza della testa, ecc.) la UNI ISO 4759 specifica la qualità di lavorazione e le tolleranze rispettivamente per le bullonerie di categoria A e B e per quelle di categoria C (tab. 3).

Categoria bulloneria	Qualità di lavorazione	Tolleranze
Categoria bulloneria	Qualità di lavorazione	vite	madrevite
A e B	media	g6	H6
C	grossolana	g8	H7

Tabella 3- Qualità di lavorazione e tolleranze delle categorie di bulloneria

Designazione degli elementi filettati

La designazione degli organi filettati unificati, salvo diverse indicazioni, è indicata nelle singole norme ed è costituita da:

denominazione dell’organo filettato;
indicazione della forma, del tipo, ecc. (eventuale);
designazione della filettatura (vedere UNI 4534);
indicazione della lunghezza (eventuale);
riferimento della norma UNI;

nell’ordine sopra riportato.
La designazione è completata da:

simbolo della categoria d’esecuzione (UNI ISO 4759), quando sono previste più categorie;
simbolo della classe di resistenza;
indicazione delle condizioni superficiali, quando ne sono previste diverse;
indicazione del materiale, quando necessario.

Esempi

Designazione di una vite a testa esagonale UNI EN ISO 4014 con filettatura metrica a passo grosso M 10, lunghezza 60 mm, acciaio classe 8.8:
Vite M 10 x 60 ISO 4014 ‑ 8.8

Designazione di un dado esagonale normale UNI EN 24032 con filettatura metrica a passo fine M 24 x 2, acciaio di classe 10:
Dado M 24 x 2 ISO 4032 ‑ 10

Designazione di una vite a testa cilindrica con esagono incassato UNI 5931 con filettatura metrica a passo grosso M 8, lunghezza di 30 mm, di acciaio di classe 12.9:
Vite M 8 x 30 UNI 5931 ‑ 12.9

Designazione di un dado esagonale normale UNI EN 24034 con filettatura metrica a passo, fine M 24 x 2, acciaio di classe 10, brunito:
Dado M 24 x 2 IISO 4034 ‑ 10 ‑ Brunito

Designazione di un dado ad alette UNI 5448, tipo A (stampato a freddo) con filettatura metrica a passo grosso M 10, acciaio X 2 CrNi 18 11 UNI 6901:
Dado A M 10 UNI 5448 ‑ X 2 CrNi 18 11 UNI 6901

Disegno degli organi di collegamento filettati

Si sono già viste le regole per la rappresentazione delle filettature: anche per gli organi di collegamento filettati sono previste delle regole di semplificazione che ne consentano un disegno generale più rapido.
Gli elementi esagonali (dadi e teste delle viti) vengono rappresentati in modo convenzionale, ma con un certo realismo, come mostrato in figura 7.

Figura 7 – Disegno degli elementi di bulloneria a prisma esagonale: la costruzione del dado vale anche per la
testa della vite

In figura 8 si ha una rappresentazione che, eliminando smussi e raccordi, pur mantenendo i rapporti della figura precedente, facilita la rapidità di disegno.

Figura 8 – Disegno semplificato dei bulloni

In genere, le viti ed i dadi sono rappresentati secondo quanto previsto dalla UNI ISO 6410 (fig. 9).

Figura 9 – Rappresentazione semplificata di elementi filettati normalizzati

Riassumendo, non compaiono in genere nei disegni gli spigoli degli smussi di teste e dadi, i tratti di filettatura incompleti, la forma esatta delle estremità e le gole di scarico: tutti questi elementi risultano infatti definiti nelle tabelle alle quali si fa riferimento nell’indicazione di viti, dadi, ecc..

Fonte: ftp://ftp.aula.dimet.unige.it/squarzoni/DTN1%202008.09%20-%20Cap.%2014%20Collegamenti%20filettati.doc

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