Specifiche e Modelli delle Viti: Spiegazione delle Dimensioni
2025-12-16
1. Nozioni di base sulle viti
1.1 Definizione e classificazione
Definizione di vite: un termine generico per elementi di fissaggio con filettature esterne, che realizzano il collegamento attraverso la forza di serraggio generata dall'ingaggio della filettatura.
Classificazioni principali:
Viti per macchine: utilizzate con dadi o fori filettati, profilo della filettatura standard a 60°
Viti autofilettanti: possono filettare materiali morbidi da sole
Viti autoperforanti: hanno una punta da trapano all'estremità per forare e filettare direttamente.
1.2 Illustrazione dei parametri chiave
Dimensioni chiave:
- d = Diametro nominale (ad es., 6 mm per M6)
- P = Passo (distanza tra filettature adiacenti)
- L = Lunghezza nominale (esclusa la testa)
2. Confronto dei principali sistemi standard
| Sistema standard | Codice | Caratteristiche | Applicazioni comuni | Esempi |
| Standard nazionale cinese | GB/T | Principale nel mercato interno | Macchinari generali | GB/T 5782 (Bulloni a testa esagonale) |
| Standard internazionale | ISO | Applicabile a livello globale | Prodotti di esportazione | ISO 4017 (Bulloni a testa esagonale) |
| Standard tedesco | DIN | Comunemente utilizzato in Europa | Macchinari di precisione | DIN 912 (Viti a testa cilindrica con esagono incassato) |
| Standard americano | ANSI | Sistema imperiale | Apparecchiature americane | ANSI B18.3 |
| Standard giapponese | JIS | Regione asiatica | Prodotti elettronici | JIS B1176 |
Nota: anche se il nome del prodotto è lo stesso, le dimensioni specifiche possono variare leggermente a seconda dello standard.
2.1 Esempi di confronto degli standard ANSI e ISO/GB
| Specifiche ANSI | Diametro esterno (pollici/mm) | Passo (TPI/mm) | Più vicino alla specifica ISO | Differenza di diametro esterno | Considerazioni sull'applicazione |
| #10-24 UNC | 0.190"/4.83mm | 24TPI/1.06mm | M5×0.8 | +0.17mm | ANSI è leggermente più piccolo e non può essere direttamente intercambiabile. |
| 1/4"-20 UNC | 0.250"/6.35mm | 20TPI/1.27mm | M6×1.0 | +0.35mm | La distribuzione delle sollecitazioni è diversa, quindi è necessario ricalcolare. |
| 5/16"-18 UNC | 0.313"/7.94mm | 18TPI/1.41mm | M8×1.25 | -0.06mm | Dimensioni simili ma passo diverso |
| 3/8"-16 UNC | 0.375"/9.53mm | 16TPI/1.59mm | M10×1.5 | -0.47mm | Non intercambiabile, richiede un adattatore. |
2.2 Principi di selezione inter-standard:
Principio di priorità: evitare il più possibile di mescolare diversi sistemi standard.
Sostituzione equivalente: la resistenza deve essere ricalcolata; la semplice sostituzione basata sulle dimensioni non è accettabile.
Soluzione di conversione: utilizzare adattatori filettati o riprogettare l'interfaccia.
Caso tipico: quando si ripara un'apparecchiatura americana, un bullone da 1/4"-20 potrebbe essere danneggiato. In caso di emergenza, un bullone M6×1.0 può essere utilizzato come sostituzione temporanea, ma la specifica originale deve essere sostituita il prima possibile.
3. Specifiche e dettagli del modello
3.1 Esempio di interpretazione del numero di modello
Esempio 1: M6×20-8.8
M6: filettatura metrica, diametro 6 mm
×20: lunghezza 20 mm
8.8: grado di resistenza (resistenza alla trazione 800 MPa, limite di snervamento 640 MPa)
Esempio 2: ST4.2×16-FPB
ST4.2: filettatura autofilettante, diametro 4.2 mm
×16: lunghezza 16 mm
F: testa piatta
P: testa Phillips
B: finitura nera
3.2 Tabella delle specifiche della filettatura metrica (filettature a passo grosso comuni)
| Specifiche | Passo (mm) | Diametro di foratura (mm) | Esagono testa su piani (mm) | Riferimento capacità di carico (kN)* |
| M3 | 0.5 | 2.5 | 5.5 | 1.8 |
| M4 | 0.7 | 3.3 | 7 | 3.3 |
| M5 | 0.8 | 4.2 | 8 | 5.3 |
| M6 | 1.0 | 5.0 | 10 | 7.4 |
| M8 | 1.25 | 6.8 | 13 | 13.6 |
| M10 | 1.5 | 8.5 | 16 | 21.6 |
| M12 | 1.75 | 10.2 | 18 | 31.2 |
| M16 | 2.0 | 14.0 | 24 | 58.0 |
*La capacità portante si basa sul carico di trazione minimo dei bulloni di grado 8.8 secondo lo standard GB/T 5782.
3.3 Tabella delle specifiche delle viti autofilettanti
| Specifiche | Diametro esterno filettatura (mm) | Passo filettatura (mm) | Diametro foro preforato (mm) | Spessore piastra applicabile (mm) |
| ST2.2 | 2.2 | 0.8 | 1.6-1.8 | 0.5-2.0 |
| ST2.9 | 2.9 | 1.1 | 2.2-2.4 | 0.8-3.0 |
| ST3.5 | 3.5 | 1.3 | 2.6-2.8 | 1.0-4.0 |
| ST4.2 | 4.2 | 1.4 | 3.1-3.3 | 1.5-5.0 |
| ST4.8 | 4.8 | 1.6 | 3.6-3.8 | 2.0-6.0 |
Principi per il calcolo del diametro del foro preforato:
Acciaio dolce/Acciaio a basso tenore di carbonio: diametro del foro = diametro esterno della filettatura × 0.75
Acciaio inossidabile/Materiali duri: diametro del foro = diametro esterno della filettatura × 0.80-0.85
Lega di alluminio/Metalli teneri: diametro del foro = diametro esterno della filettatura × 0.70-0.75
Plastica/Legno: diametro del foro = diametro esterno della filettatura × 0.60-0.70
4. Parametri tecnici di profondità
4.1 Spiegazione dettagliata dei gradi di resistenza dei bulloni
| Grado | Resistenza alla trazione (MPa) | Limite di snervamento (MPa) | Scenari applicativi | Materiali |
| 4.8 | 400 | 320 | Carico leggero | acciaio a basso tenore di carbonio |
| 6.8 | 600 | 480 | Macchinari generali | Acciaio al carbonio medio |
| 8.8 | 800 | 640 | Connessioni importanti | Tempra acciaio al carbonio medio |
| 10.9 | 1000 | 900 | Requisiti di alta resistenza | Tempra acciaio legato |
| 12.9 | 1200 | 1080 | Occasioni speciali | Tempra acciaio legato |
4.2 Calcolo della coppia di serraggio
Formula di base:
T = K × d × F
Dove:
T = Coppia di serraggio (N·m)
K = Coefficiente di coppia (generalmente preso come 0.15-0.20)
d = Diametro nominale della filettatura (m)
F = Precarico (N) = Limite di snervamento × Area efficace × 0.6-0.7
Tabella di riferimento della coppia di serraggio comune (grado 8.8, K=0.16):
4.3 Accoppiamento e tolleranza della filettatura
Gradi di accoppiamento:
6H/6g: accoppiamento standard (più comunemente usato)
6G/6h: accoppiamento lasco (facile da assemblare)
4H/4h: accoppiamento di precisione (requisiti di alta precisione)
5. Guida alla selezione intelligente
5.1 Diagramma di flusso per la selezione rapida
Inizia la selezione
↓ [Determinare il tipo di connessione]
→ Piastra metallica spessa → Bullone per macchina + dado
→ Piastra metallica sottile → Viti autofilettanti/autoperforanti
→ Parti in plastica → Viti autofilettanti specifiche per plastica
→ Legno → Viti per legno
↓
[Calcola la resistenza richiesta]
→ Carico leggero (<50 kg) → M4-M6
→ Carico medio (50-200 kg) → M8-M10
→ Carico pesante (>200 kg) → M12 e superiori
↓
[Determinare i requisiti ambientali]
→ Interno asciutto → Acciaio al carbonio zincato
→ Esterno/Umidità → Acciaio inossidabile 304
→ Ambiente marino/chimico → Acciaio inossidabile 316
↓
[Seleziona il tipo di testa e fessura]
→ Richiede finitura incassata → Testa svasata
→ Coppia elevata → Testa esagonale/Testa esagonale interna
→ Assemblaggio standard → Testa a croce
5.2 Casi applicativi industriali
Industria automobilistica
Assemblaggio del motore
Scenario applicativo: collegamento bullone della testata
Selezione delle specifiche: filettatura fine M10×1.25, grado 12.9
Requisiti speciali: serraggio con metodo di controllo del punto di snervamento, metodo di monitoraggio dell'angolo
Punto chiave: utilizzare il rivestimento MoS2 per ridurre la variazione del coefficiente di attrito
Sistema telaio
Scenario applicativo: collegamento del sistema di sospensione
Selezione delle specifiche: M14×1.5, grado 10.9, trattamento Dacromet
Requisiti speciali: resistenza agli urti e alle vibrazioni, resistenza alla corrosione
Esempio: un modello di auto tedesco utilizza bulloni M14×80 con funzione di bloccaggio per il braccio inferiore della sospensione anteriore.
Aerospaziale
Struttura della cellula
Scenari applicativi: Rivettatura in lega di alluminio
Selezione delle specifiche: NAS1351C4-6 (Bulloni in lega di titanio 1/4"-28 UNF)
Requisiti speciali: leggerezza, alta resistenza, resistenza alla fatica
Specifiche tecniche: resistenza alla trazione ≥1100 MPa, 45% più leggero dell'acciaio
Componenti della sezione calda del motore
Scenari applicativi: installazione della pala della turbina
Selezione delle specifiche: materiale Inconel 718, M6×20
Temperatura di esercizio: 650°C
Trattamento speciale: rivestimento argentato per prevenire il grippaggio
Apparecchiature elettroniche
Fissaggio della scheda PCB
Scenari applicativi: collegamento della scheda del circuito al telaio
Specifiche: M2.5×5, ottone nichelato
Requisiti speciali: non magnetico, messa a terra conduttiva
Coppia di assemblaggio: 0.35 N·m (per evitare la deformazione del PCB)
Strumenti di precisione
Scenari applicativi: meccanismo di regolazione dello strumento ottico
Specifiche: filettatura fine M3×0.35, acciaio inossidabile 316
Processo speciale: lucidatura elettrolitica, senza bave
Grado di precisione: 6g
Dispositivi medici
Impianti ortopedici
Requisiti dei materiali: lega di titanio Ti6Al4V, biocompatibile
Trattamento superficiale: anodizzazione, rugosità Ra0.8
Dimensioni tipiche: HA3.5×14 (tipo autofilettante)
Requisiti di sterilizzazione: sterilizzazione ad alta temperatura e alta pressione
5.3 Consigli per la selezione per ambienti speciali
Ambiente di vibrazione
Utilizzare viti con funzione di bloccaggio (anelli di bloccaggio in nylon)
Utilizzare rondelle elastiche o rondelle di bloccaggio
Considerare l'utilizzo di rivestimenti anti-allentamento (come Loctite)
Ambiente ad alta temperatura
<250°C: Acciaio inossidabile 310
<550°C: Lega ad alta temperatura A286
550°C: Lega a base di nichel Inconel
Ambiente pulito
Selezionare viti senza grasso
Utilizzare superfici passivate o elettrolucidate
Evitare il rischio di distacco della placcatura
6. Problemi comuni e soluzioni
6.1 Prevenzione dello stripping della filettatura
Analisi delle cause:
Coppia di serraggio eccessiva
Accoppiamento filettatura improprio
Incompatibilità della resistenza dei materiali
Soluzioni:
Utilizzare una chiave dinamometrica per controllare la coppia
Verificare la compatibilità delle specifiche della filettatura
Aggiornare il grado di resistenza della filettatura
6.2 Linee guida per la selezione dei materiali resistenti alla corrosione
| Condizioni ambientali | Materiali consigliati | Trattamento superficiale | Durata prevista |
| Asciugatura interna | Acciaio al carbonio | Zincato 5-8μm | 5-10 anni |
| Condizioni atmosferiche esterne | Acciaio al carbonio | Zincatura a caldo >45μm | 15-20 anni |
| Corrosione leggera | Acciaio inossidabile 304 | Passivazione | 20-30 anni |
| Ambiente marino | Acciaio inossidabile 316 | Passivato | Oltre 30 anni |
| Acidi e basi forti | Lega Hastelloy | - | Lega Hastelloy |
6.3 Precauzioni per l'assemblaggio
Requisiti di preforatura
Viti per macchine: diametro del foro = diametro della filettatura + 0.1-0.2 mm
Viti autofilettanti: diametro del foro = 0.7-0.8 × diametro della filettatura
Selezione della lunghezza della filettatura
Acciaio: ≥ 1.0 × diametro della filettatura
Ghisa: ≥ 1.5 × diametro della filettatura
Lega di alluminio: ≥ 2.0 × diametro della filettatura
Sequenza di serraggio
Per collegamenti a più bulloni, utilizzare il serraggio diagonale.
Raggiungere gradualmente la coppia target in 2-3 passaggi.
7. Strumenti di riferimento rapido pratici
7.1 Tabella di conversione imperiale-metrica
| Unità imperiali | Approssimativamente equivalente alle unità metriche (mm) | Più vicino alle unità metriche |
| #4-40 | 2.84 | M3 |
| #6-32 | 3.51 | M3.5 |
| #8-32 | 4.17 | M4 |
| #10-24 | 4.83 | M5 |
| 1/4"-20 | 6.35 | M6 |
| 5/16"-18 | 7.94 | M8 |
| 3/8"-16 | 9.53 | M10 |
| 1/2"-13 | 12.70 | M12 |
7.2 Formula di stima rapida
Stima della quantità di bulloni:
n = (1.5 × F) / (f × d²)
Dove:
n = Numero di bulloni
F = Carico totale (N)
f = Tensione ammissibile per unità di area (MPa)
d = Diametro del bullone (mm)
Fattore di sicurezza consigliato:
Carico statico: 1.5-2.5
Carico dinamico: 2.5-4.0
Carico da impatto: 4.0-6.0
8. Riepilogo e raccomandazioni
8.1 Principi fondamentali di selezione
La sicurezza prima di tutto: scegliere più grande che più piccolo.
Standard prima di tutto: dare la priorità alle parti standard per ridurre i costi.
Compatibilità ambientale: i materiali devono essere adatti all'ambiente operativo.
Facilità di manutenzione: considerare la facilità di sostituzione in seguito.
Standard di settore: seguire gli standard tecnici specifici del settore.
8.2 Raccomandazioni per gli acquisti
Stabilire un elenco delle specifiche comunemente utilizzate in magazzino.
Selezionare fornitori affidabili.
Richiedere certificati dei materiali e rapporti di prova.
Condurre prove su piccoli lotti prima degli acquisti all'ingrosso.
I settori speciali (come l'aerospaziale e il medico) richiedono fornitori certificati.
