Tipi di thread: una guida completa

Tipi di thread

Molti sistemi di collegamento e fissaggio utilizzano filettature. Da quelle più semplici come bulloni e viti a quelle più grandi per macchinari, sul mercato sono disponibili diversi tipi di filettature. 

Il termine "filettatura" è un termine abbreviato per "filettatura di vite", ovvero una struttura elicoidale su un componente utilizzata per convertire il moto rotatorio in moto lineare. Questa caratteristica apparentemente semplice, ma comprende diversi parametri geometrici che includono il passo, la cresta, il fondo, il fianco della filettatura, il diametro maggiore e il diametro minore. 

Realizzate in alluminio, acciaio temprato, acciaio inossidabile e titanio, o altri materiali, le filettature trovano vari utilizzi industriali per il montaggio e lo smontaggio, la sigillatura, la trasmissione del movimento e molte altre applicazioni. 

Questo articolo illustra le basi della filettatura, i tipi tra cui scegliere, i metodi di produzione di base per le filettature e le applicazioni, tra gli altri dettagli. 

Scopri di più nelle prossime sezioni. 

Cos'è un thread?

Una filettatura è una tacca elicoidale profilata formata su una superficie conica o cilindrica. È una caratteristica comune su tubi e elementi di fissaggio filettatiUna filettatura è progettata per ricavare un moto lineare da un moto rotatorio, in particolare creando un vantaggio meccanico. Le filettature sono disponibili in diverse tipologie e forme, adatte a diverse applicazioni, dall'industria all'aerospaziale. 

Il seguente diagramma di un thread mostra le parti fondamentali. 

Schema del filo

Parametri geometrici di un thread

Diversi parametri geometrici definiscono una filettatura. Tra questi, il diametro minore (diametro interno), il diametro maggiore (diametro esterno), l'angolo di filettatura, l'angolo dell'elica, l'angolo del dente, il passo, il numero di principi, il passo e il diametro primitivo. L'integrità meccanica, la resistenza e l'adattamento di una filettatura dipendono da questi parametri geometrici. 

Ecco maggiori informazioni sui parametri.

Diametro minore (diametro interno)

Il diametro minore è il diametro più piccolo di un dado o di una vite. È anche chiamato diametro del nocciolo in una filettatura e diametro interno in un dado. 

Diametro maggiore (diametro esterno)

Il diametro maggiore è il diametro maggiore di un dado o di una vite. È chiamato diametro esterno in una filettatura e diametro totale in un dado. 

Angolo della filettatura

L'angolo della filettatura è l'angolo tra i lati della filettatura e il piano assiale. 

Angolo dell'elica 

L'angolo dell'elica è l'angolo tra un piano perpendicolare all'asse della filettatura e il percorso a spirale della filettatura. 

Guidare

Il passo è la distanza percorsa da una filettatura in direzione assiale in un giro. 

Intonazione

Il passo è la distanza tra un punto della filettatura e un punto corrispondente, misurata parallelamente all'asse della filettatura. 

Diametro del passo

Il diametro primitivo è il diametro di un cilindro immaginario in cui lo spazio tra le filettature è uguale allo spessore della filettatura. 

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Diversi tipi di discussioni

Le diverse classificazioni delle filettature sono filettature destrorse, filettature sinistrorse, filettature coniche, filettature a "V", filettature British Standard e filettature metriche o internazionali. 

Altri design possibili con Filettatura CNC sono filettature quadrate, filettature a snodo, filettature ACME, filettature a vite senza fine, filettature a contrafforte e filettature a uno o più principi. 

Filettature destrorse 

Filettature destrorse

Le filettature destrorse hanno la filettatura inclinata verso l'alto, verso destra. Ciò implica che la vite penetra nel materiale quando viene ruotata in senso orario. 

Filettature sinistre 

Filettature sinistre

Le filettature sinistrorse hanno la filettatura inclinata verso l'alto, verso sinistra. Per avvitare una vite di questo tipo in un materiale, è necessario ruotarla in senso antiorario.

Questo design può sembrare strano, ma è fondamentale in aree sensibili come l'impianto idraulico, Parti lavorate a CNC, valvole di alimentazione del gas e bombole di propano.  

Filettature coniche 

Le filettature coniche sono tipi di filettature prodotte su una superficie conica. Possono essere destrorse o sinistrorse e sono comunemente utilizzate negli alberi. 

Filettature a forma di “V” 

Le filettature a "V" sono così chiamate perché hanno una forma a V. Sono ampiamente utilizzate e possono essere prodotte al tornio, fresatura di filetti, morire, toccare e così via. 

Filettature standard britanniche

L'origine di questo tipo di filettature è la Gran Bretagna, da cui il nome. Il British Standard (BS) è uno standard generale per gli standard del Regno Unito relativi a raccordi, tubi e viti. 

Nello standard delle filettature BS ne esistono altre, come la filettatura parallela per tubi standard britannica (BSPP), la filettatura conica per tubi standard britannica (BSPT) e la filettatura BSW (British Standard Whitworth). 

Filettatura parallela standard britannica (BSPP): È uno standard adottato a livello internazionale per le filettature utilizzate nei raccordi idraulici.  

Filettatura conica per tubi standard britannico (BSPT): Questo standard è utilizzato anche a livello internazionale per i raccordi idraulici. È definito da una filettatura conica di 1°47' e un angolo di filettatura di 55°. 

I produttori dispongono di una tabella delle dimensioni delle filettature BSPT (British Standard Pipe Taper) per i dettagli dimensionali delle dimensioni delle filettature dei tubi. 

Tabella delle dimensioni delle filettature BSPT

BSW – Whitworth standard britannico: Le filettature standard BSW sono riconoscibili per i fianchi e i raggi di filettatura a 55° sia sulle creste che sulle radici.

Filettature metriche o internazionali

Filettature metriche Risalgono al 1900 e da allora sono state adottate in molti paesi. Hanno un angolo di filettatura, una cresta, un piede e un passo specifici. Le filettature hanno angolo di filettatura, passo, profondità, raggio e altri parametri specifici. 

Fili quadrati 

Caratterizzate da una struttura quadrata, le filettature quadrate sono molto apprezzate per la loro resistenza. Queste tipologie di filettature si trovano nelle viti madri per macchine utensili, nei sistemi di trasmissione di potenza, nel sollevamento di oggetti pesanti e nelle presse. 

filettatura quadrata

Thread del venditore

Chiamati anche fili nazionali americani, i fili del venditore hanno una forma a "V" e sono conformi alle specifiche dell'American Standards Institute. 

Fili per nocche

Le filettature a snodo sono caratterizzate da una semi-circolarità alla cresta e alla radice. Sono progettate per essere molto resistenti e supportare carichi pesanti. 

Discussioni ACME

Le filettature ACME prendono il nome da un'azienda chiamata ACME Thread Company, fondata alla fine del 1800. Queste filettature hanno una forma quadrata conica, con la sezione più sottile in alto. Sono più resistenti delle filettature quadrate. 

Fili di vermi 

Le filettature a vite senza fine hanno una forma simile alle filettature ACME, ma hanno un profilo più profondo. L'angolo di filettatura è di 29°. 

Filettature di contrafforte

Una filettatura a contrafforte ha una forma triangolare e una faccia piatta perpendicolare all'asse della filettatura. 

Filettature a uno e più principi

Una vite a filettatura singola percorre una distanza pari a una filettatura per un giro completo, mentre una vite a filettatura multi-principio percorre una distanza pari a più filettature per un giro completo. 

Ulteriori letture consigliate: 

Maschi filettati: una guida completa sul taglio

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Qual è la differenza tra filettature NPT e NPTF?

Le filettature NPT e NPTF possono creare confusione perché a prima vista sembrano simili, ma presentano differenze funzionali. Uno sguardo più attento rivela che le filettature NPT presentano picchi e valli appiattiti, mentre nelle filettature NPTF queste caratteristiche presentano un troncamento controllato o un adattamento per interferenza. 

Grazie a questa progettazione, il percorso di perdita nelle filettature NPTF viene eliminato, quindi non è necessario l'uso di sigillante. Queste differenze sono il motivo per cui le filettature NPTF sono perfette per sistemi idraulici e ad alta pressione, mentre le filettature NPT sono adatte ad applicazioni a bassa pressione e all'idraulica in generale. 

Cosa significa UNF?

UNF è l'abbreviazione di Unified National Fine Threads, una filettatura appartenente alla serie Unified Thread utilizzata in Nord America. Il suo passo è più fine di quello delle filettature Unified National Coarse (UNC). 

Quali sono le tre misure imperiali per i fili?

Le tre misure imperiali delle filettature sono il diametro maggiore, il diametro primitivo e i fili per pollice (TPI). Questi elementi sono fondamentali perché definiscono la larghezza, la profondità e la finezza della filettatura. Con queste misure, l'adattamento e la funzionalità di una filettatura sono garantite. 

Diversi tipi di materiali per fili

Esistono diversi materiali per lavorazione di filetti, i più comuni sono acciaio inossidabile, acciaio (acciaio temprato), alluminio, ottone, plastica, lega di rame, titanio, superleghe e molibdeno. 

I produttori scelgono il materiale della filettatura in base a fattori essenziali quali resistenza, resistenza alla corrosione, peso, temperatura di esercizio e rapporto costo-efficacia. 

Ecco l'elenco di questi materiali insieme alle loro proprietà principali:

Acciaio inossidabile – Le filettature in acciaio inossidabile sono per lo più di qualità 304/A2 e 316/A4. Il materiale è resistente alla corrosione, robusto e conveniente.

Acciaio (acciaio temprato) – Le filettature in acciaio temprato sono un gradino più in alto rispetto a quelle in acciaio inossidabile in termini di resistenza e resistenza all'usura.

Alluminio – L'alluminio consente di realizzare elementi di fissaggio filettati leggeri e resistenti alla corrosione. È amagnetico e facile da modellare.  

Ottone – Composti da rame e zinco, i fili in ottone sono resistenti alla corrosione e facili da realizzare. L'aspetto dorato del materiale lo rende adatto per progetti elettrici e idraulici. 

Plastica – I fili in plastica sono preferibili nelle applicazioni in cui sono richieste resistenza chimica, resistenza alla temperatura e un livello di resistenza specifico. Le opzioni includono acetale (poliossimetilene, POM), polipropilene (PP) e nylon (poliammide). 

Fili di polipropilene (PP)

Lega di rame – Gli elementi di fissaggio filettati in leghe di rame sono ampiamente utilizzati per la loro resistenza alla corrosione, robustezza e facilità di fabbricazione. Questi elementi di fissaggio hanno anche proprietà decorative.

Titanio – I fili in lega di titanio sono biocompatibili, resistenti, leggeri, resistenti al calore e alla corrosione. 

superleghe – I filetti in superlega hanno una resistenza superiore alla corrosione, allo scorrimento, all'ossidazione e alla temperatura. 

Molibdeno – I fili in molibdeno hanno un’eccellente resistenza alla temperatura e alla resistenza meccanica

Principali metodi di produzione dei fili

I principali metodi di produzione per filettatura nella produzione sono la tornitura dei filetti, la rullatura dei filetti, fresatura CNC, rettifica delle filettature e fusione delle filettature. Ciascuno di questi metodi presenta vantaggi legati alla compatibilità dei materiali, alla velocità di produzione, alla precisione e al rapporto costo-efficacia. 

Ecco maggiori dettagli sui metodi di produzione del filo.

Tornitura del filo

La tornitura è un metodo di produzione convenzionale e ancora diffuso per la filettatura. Il pezzo in lavorazione viene ruotato contro un utensile da taglio fisso a punta singola per produrre filettature esterne.

Formazione del filo - 

La filettatura è un'ampia categoria di produzione di filettature che comporta la deformazione plastica del pezzo in lavorazione mediante stampi o utensili. Un metodo popolare in questa categoria è la filettatura.laminazione dei filetti, mediante la quale rulli o ruote premono contro un pezzo in lavorazione per produrre filettature. 

Filiere per rullatura filettata

L'altro metodo di filettatura è la rullatura a matrice piana.  

Fresatura di filetti

La fresatura a filettare prevede l'utilizzo di una fresa rotante in un foro per realizzare filettature. La fresa entra nel foro a spirale e crea le filettature desiderate. Questa tecnica è molto precisa. 

Fresatura di filetti

Rettifica del filo

La rettifica delle filettature consiste nel rettificare la superficie di un pezzo per ottenere filettature. Il processo di rettifica è graduale, ma alla fine genera il profilo di filettatura desiderato. 

Rettifica del filo

Fusione del filo

La fusione a filo è una tecnica di filettatura diretta che prevede il posizionamento di un modello replicato in uno stampo per creare una cavità. Quando il materiale fuso viene versato nella cavità e lasciato raffreddare, si forma un filo. 

Altri metodi di formazione delle filettature

Altri metodi per i thread utilizzati dai produttori includono:

• Stampa 3D per fili 
• Stampaggio a soffiaggio per fili di plastica 
• Filettatura
• Brocciatura del filo

Suggerimenti per identificare un tipo di thread

Per identificare un tipo di thread per Servizi di lavorazione CNC, controlla prima se si tratta di una filettatura maschio o femmina, poi controlla se è conica o parallela e misura il passo. La domanda successiva è: qual è la dimensione della filettatura? È importante determinarla e, infine, identificare lo standard della filettatura.  Questi controlli graduali sono efficaci nella classificazione di tutti i thread.

Come scegliere il tipo giusto di filo

Per scegliere il tipo di filettatura più adatto, è necessario considerare i requisiti di carico, la compatibilità dei materiali, i requisiti di montaggio/smontaggio e le condizioni ambientali. Ad esempio, le filettature destinate all'industria petrolchimica devono essere progettate per resistere a condizioni gravose.

Filettature per l'industria petrolchimica

Considerando queste considerazioni, il thread scelto dovrebbe funzionare in modo ottimale per un periodo prolungato. 

Applicazioni dei fili

Le applicazioni delle filettature spaziano in vari settori, tra cui fissaggio e giunzione, trasmissione di movimento e potenza, misurazione, sigillatura, assemblaggio e smontaggio e applicazioni specializzate. 

Ecco maggiori informazioni su queste applicazioni: 

Fissaggio e unione 

Le filettature su bulloni, dadi e viti sono ampiamente utilizzate per garantire collegamenti meccanici affidabili negli assemblaggi. I loro giunti staccabili si trovano, tra gli altri, in settori quali l'industria automobilistica, i macchinari e le strutture. 

Viti di fissaggio per autoveicoli

Trasmissione di movimento e potenza 

Esistono diversi tipi di filettature nei sistemi meccanici che contribuiscono a trasmettere movimento e potenza. Alcuni esempi sono le viti senza fine e le viti madri, rispettivamente, nei settori automobilistico e delle macchine CNC.  

Misurazione 

La geometria uniforme e il passo delle filettature sono utili nelle applicazioni di misurazione, ad esempio nei micrometri e nei calibri filettati. 

Sigillatura 

La capacità di tenuta di alcune filettature è richiesta in recipienti a pressione, sistemi idraulici e impianti idraulici. Le filettature NPT (National Pipe Taper) e altre forme sono ampiamente utilizzate in tali circostanze con prestazioni affidabili. 

Montaggio e smontaggio 

Poiché le filettature si innestano e si disinnestano tramite rotazione, questo meccanismo risulta utile nelle applicazioni di assemblaggio e smontaggio. Molti esempi si trovano nei settori dell'elettronica e dei macchinari industriali. 

Fili nell'elettronica

Applicazioni specializzate

Oltre agli esempi sopra citati, l'ingegneria delle filettature è presente anche in diversi casi di utilizzo speciali, tra cui le valvole di sicurezza e le viti ossee. 

In sintesi 

Il valore aggiunto che i componenti filettati apportano all'unione e alla connessione dei componenti è innegabile. Considerata la varietà di tipologie di filettature disponibili, comprenderne le basi e le categorie è il punto di partenza per un progetto di successo. 

Materiali, design, standard e processi di produzione contribuiscono tutti all'idoneità di un filo.

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