ELEMENTI DI FISSAGGIO IN POLLICI
SISTEMI DI MISURA
Esistono due principali sistemi per misurare pesi e distanze: il sistema metrico e il sistema imperiale. Il sistema imperiale si basa sul British Weights and Measures Act del 1824 e, sebbene la sua diffusione sia gradualmente diminuita, è ancora comunemente utilizzato in diversi Paesi anglofoni ed ex colonie britanniche. Le dimensioni dei prodotti secondo il sistema imperiale sono espresse in thou (Regno Unito) o mil (USA), pollici, piedi, iarde, miglia ecc. Sebbene la denominazione ufficiale del sistema di misura statunitense sia U.S. customary system, che presenta nel complesso alcune differenze rispetto al sistema imperiale ufficiale, i sistemi applicati agli elementi di fissaggio sono uguali o almeno altamente compatibili. Le unità dimensionali più utilizzate per gli elementi di fissaggio sono pollici e piedi. Le unità per esprimere sollecitazione e pressione nel sistema imperiale sono libbre-forza per pollice quadrato (lbf/in2 o psi); 1.000 psi equivalgono a 1 ksi, ovvero kilopound-force per square inch. Un ksi equivale approssimativamente a 6,9 MPa (= N/mm2).
L’unità di base “pollice” equivale esattamente a 25,4 mm. Un piede contiene 12 pollici e corrisponde quindi a 304,8 mm. Una iarda equivale a 3 piedi, cioè 36 pollici, e misura pertanto 914,4 mm. Nelle indicazioni dimensionali, i pollici sono abbreviati con il simbolo delle doppie virgolette (”). Nel Regno Unito le dimensioni in pollici sono generalmente espresse come frazioni (ad es. 3/4", 1.17/64”), mentre negli Stati Uniti, per le dimensioni non nominali, si utilizza spesso la notazione decimale (ad es. 1.2656”, ma anche 3/4”).
Un’altra differenza importante tra il sistema imperiale e quello metrico riguarda il passo delle filettature: nel sistema imperiale è espresso come numero di filetti per pollice (TPI), mentre nel sistema metrico il passo (P) è definito come la distanza tra due creste consecutive. La conversione è semplice, come mostra l’illustrazione seguente. Una filettatura da 10 TPI ha un passo P pari a 25,4/10 = 2,54 mm.
TIPI COMUNI DI FILETTATURE IN POLLICI
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| Tipo di filettatura | Angolo del filetto | Sistema del passo | Dimensioni comuni | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|---|---|
| UNC | 60° | Passo grosso (TPI) | #1 to 6" | Elementi di fissaggio statunitensi per impieghi generali, bulloni strutturali |
| UNF | 60° | Passo fine (TPI) | #0 to 1½" | Assemblaggi di precisione, settore automobilistico e aerospaziale |
| 8UN | 60° | Passo costante 8 TPI | Diametro >1" | Prigionieri per il settore petrolchimico, flange pesanti |
| BSW | 55° | Passo grosso (TPI) | ¼" to 4" | Attrezzature britanniche tradizionali, macchinari meno recenti |
| BSF | 55° | Passo fine (TPI) | 3/16" to 4" | Ingegneria britannica di precisione, veicoli d’epoca |
| BSPP | 55° | Cilindrica | ⅛" to 6" | Raccordi idraulici, collegamenti per tubi non a tenuta sul filetto |
| BSPT | 55° | Conica | ⅛" to 6" | Giunti filettati a tenuta di pressione, impianti idraulici |
FILETTATURE UNIFICATE IN POLLICI – PASSO GROSSO NAZIONALE (UNC) E PASSO COSTANTE (8UN)
Il tipo di filettatura più comune negli Stati Uniti è la Unified National Coarse, abbreviata UNC (talvolta indicata come “NC”). È la filettatura standard a passo grosso negli USA. Le filettature unificate in pollici hanno un angolo del filetto di 60° e comprendono diverse combinazioni di diametro e passo. Questo sistema fu sviluppato da William Sellers nel 1864 e, nel giro di pochi anni, venne adottato come standard americano. Informazioni dettagliate sono disponibili nelle norme ASME B1.1 e ISO 5864.
Esempi di designazione UNC sono 3/8” UNC o, più precisamente, 3/8”-16UNC, dove 16 indica il numero di filetti per pollice (TPI) e il simbolo ” indica il pollice. Un esempio di designazione completa del diametro nominale di un elemento con filettatura esterna è 3/8”-16UNC-2A, che comprende anche la classe di filettatura 2A, ossia la classe “standard” con scostamento fondamentale dal diametro nominale e campo di tolleranza. Gli elementi con filettatura interna sono designati 3/8”-16UNC-2B; 2B è la classe “standard” senza scostamento, con il solo campo di tolleranza.
Le filettature UNC standardizzate più piccole, con diametri da 0.0730” a 0.2160”, sono indicate con numeri: da No.1-64UNC a No.12-24UNC. I diametri maggiori sono espressi in frazioni, a partire da 1/4”-20UNC fino a 6”.
La filettatura 8UN è una variante a passo costante della UNC. Il numero 8 in 8UN indica che, oltre un determinato diametro nominale (i limiti sono definiti nelle norme citate), il passo è sempre pari a 8 TPI per qualsiasi diametro. Nel caso della serie 8UN, tutti i diametri superiori a 1” adottano quindi il passo costante di 8 TPI. Le filettature 8UN sono comunemente utilizzate per elementi di fissaggio petrolchimici, come i prigionieri. La designazione completa è simile a quella UNC, ad esempio 1.1/2”-8UN-2A/2B o 3.1/4”-8UN-2A/2B. Esistono inoltre serie a passo costante molto meno comuni, come 4UN, 6UN, 12UN fino a 32UN.
Tutte le combinazioni di diametro e passo non comprese nelle serie standard delle norme citate, ma con scostamenti e tolleranze calcolati secondo le formule previste dalle stesse norme, sono designate UNS, dove la “S” indica una filettatura speciale.
FILETTATURE UNIFICATE IN POLLICI – PASSO FINE NAZIONALE (UNF) ED EXTRAFINE (UNEF)
La Unified National Fine, abbreviata UNF (talvolta “NF”), è la versione a passo fine delle filettature unificate in pollici comunemente utilizzate negli Stati Uniti. UNEF indica invece una filettatura a passo extrafine, con un numero di TPI ancora maggiore rispetto alla UNF. Le filettature unificate in pollici hanno un angolo di 60° e diverse combinazioni di diametro e passo. Il sistema fu sviluppato da William Sellers nel 1864 e adottato come standard americano nel giro di pochi anni. Informazioni dettagliate sono disponibili nelle norme ASME B1.1 e ISO 5864.
Esempi di designazione UNF sono 3/8” UNF o, più precisamente, 3/8”-24UNF, dove 24 indica il numero di filetti per pollice (TPI) e il simbolo ” indica il pollice. Un esempio di designazione completa per un elemento con filettatura esterna è 3/8”-24UNF-2A, che comprende la classe 2A, ossia la classe “standard” con scostamento fondamentale dal diametro nominale e campo di tolleranza. Gli elementi con filettatura interna sono indicati come 3/8”-24UNF-2B; 2B è la classe “standard” senza scostamento, con il solo campo di tolleranza. Le filettature UNEF sono designate in modo analogo, ad esempio 3/8”-32UNEF-2A/2B.
Le filettature UNF standardizzate più piccole hanno un diametro di 0.0600” e arrivano fino a 0.2160”. Queste dimensioni sono indicate con numeri, da No.0-80UNF a No.12-28UNF. I diametri maggiori sono espressi in frazioni, da 1/4”-28UNF fino a 1.1/2”-12UNF. La dimensione UNEF più piccola è No.12-32UNEF, mentre il diametro massimo della serie è 1.11/16”-18UNEF.
Per il diametro nominale di 1” esiste una certa ambiguità relativamente alla filettatura UNF. Nella norma ASME B1.1, la filettatura UNF da 1” ha 12 TPI. Tuttavia, fin dal 1935, gli elementi non standard 1”-14UNS con 14 TPI sono stati ampiamente utilizzati al posto degli elementi standard 1”-12UNF. La tabella 2 della ASME B1.1 contiene una nota relativa alla filettatura 1”-14 TPI, designata 1”-14UNS: “Precedentemente NF. Dimensione standard non raccomandata. Tolleranze e scostamenti sono basati su una lunghezza di ingaggio pari a un diametro.”
Dopo diversi decenni, gli elementi 1"-14UNS vengono comunemente indicati come filettatura fine standard o UNF. Sebbene tecnicamente non corretto, 1"-14UNF è universalmente accettato come riferimento per gli elementi da 1” a passo fine ed è diventato un termine di uso comune. Per questo motivo, quando si parla di elementi con filettatura UNF da 1”, è sempre opportuno verificare il numero di TPI richiesto.
FILETTATURE BRITISH STANDARD WHITWORTH (BSW O WW)
Una filettatura imperiale originaria del Regno Unito è la British Standard Whitworth, abbreviata BSW o semplicemente WW. La BSW era la filettatura a passo grosso più comune nel Regno Unito, ma la sua diffusione diminuì rapidamente con la crescente preferenza mondiale per le filettature metriche. Le filettature BSW hanno un angolo di 55°. Il nome deriva dall’ingegnere inglese Sir Joseph Whitworth, che nel 1841 propose la standardizzazione delle filettature. Le sue proposte divennero pratica standard in Gran Bretagna negli anni Sessanta dell’Ottocento e sono considerate il primo standard nazionale al mondo per le filettature. Informazioni dettagliate sono riportate nella norma BS 84.
Esempi di designazione sono 3/8” WW, 3/8” BSW o, più precisamente, 3/8”-16BSW, dove 16 indica il numero di filetti per pollice (TPI) e il simbolo ” indica il pollice. Se necessario, la classe di filettatura può essere riportata tra parentesi dopo la designazione. La BS 84 prevede le classi close e free (solo per filettature esterne), normal (solo per filettature interne) e medium per bulloni e dadi. In assenza di specifiche viene fornita una classe normal o medium.
Le filettature BSW sono standardizzate in diametri da 1/8”-40BSW a 6”-2.5BSW. L’intercambiabilità con le filettature UNC è teoricamente possibile perché alcune combinazioni diametro-passo coincidono, ma non è raccomandata a causa del diverso angolo del filetto e di altre differenze nella geometria.
FILETTATURE BRITISH STANDARD FINE (BSF)
La British Standard Fine, abbreviata BSF, è la variante a passo fine della forma di filetto BSW (British Standard Whitworth). La BSW era un tempo la filettatura a passo grosso più comune nel Regno Unito, ma la sua diffusione diminuì rapidamente a causa della preferenza globale per le filettature metriche. Come le BSW, le filettature BSF hanno un angolo di 55°. Informazioni dettagliate sono disponibili nella norma BS 84.
Esempi di designazione sono 3/8” BSF o, più precisamente, 3/8”-20BSF, dove 20 indica il numero di filetti per pollice (TPI) e il simbolo ” indica il pollice. Se necessario, la classe può essere riportata tra parentesi dopo la designazione. La BS 84 prevede le classi close e free (solo per filettature esterne), normal (solo per filettature interne) e medium per bulloni e dadi. In assenza di specifiche viene fornita una classe normal o medium.
Le filettature BSF sono standardizzate in diametri da 3/16”-32BSF a 4.1/4”-4BSF. Non esistono combinazioni diametro-passo BSF uguali a quelle delle filettature UNF o UNEF.
FILETTATURE PER TUBI (BSP)
La filettatura per tubi BSP, spesso chiamata filettatura Whitworth per tubi, è una delle tipologie più utilizzate al mondo nelle applicazioni di tubazioni. È presente su numerosi prodotti, tra cui tubi, raccordi e nippli di lubrificazione. Le filettature BSP hanno un angolo di 55°. Tutti gli aspetti di questa filettatura sono descritti nelle norme EN ISO 228-1 oppure EN 10226-1 ed EN 10226-2, queste ultime basate sulla ISO 7-1.
La filettatura BSP esiste in due varianti: parallela o cilindrica (BSPP) e conica (BSPT). La EN ISO 228-1 descrive le filettature BSPP esterne e interne come non adatte a realizzare la tenuta di pressione sui filetti. Quando un assemblaggio BSPP deve essere a tenuta, questa viene ottenuta comprimendo due superfici di serraggio esterne alla filettatura con una guarnizione adeguata interposta. La EN 10226-1 descrive la combinazione di una filettatura esterna BSPT con una interna BSPP, mentre la EN 10226-2 descrive la combinazione di filettature BSPT esterne e interne. Entrambi i sistemi possono realizzare la tenuta sui fianchi del filetto. Può essere consigliabile utilizzare un sigillante, ad esempio nastro PTFE, per migliorare la tenuta ed evitare trafilamenti a spirale.
Per le filettature BSP, il diametro nominale corrisponde alla dimensione del tubo. Le filettature parallele esterne e interne, nelle quali la tenuta non è realizzata sui filetti (EN ISO 228-1), sono designate con G. Le filettature esterne riportano inoltre la lettera A o B per indicare la classe di tolleranza. Per le filettature che realizzano la tenuta sui filetti (EN 10226), le designazioni sono R per la filettatura esterna conica, Rp per la filettatura interna parallela e Rc per la filettatura interna conica.
Esempi sono G1.1/2” e G1.1/2”A per le filettature parallele interne ed esterne secondo EN ISO 228-1. Per le filettature esterne coniche si utilizza R1.1/2”, mentre Rp1.1/2” indica una filettatura interna parallela e Rc1.1/2” una filettatura interna conica secondo EN 10226.
Occorre inoltre citare la ASME B1.20.1, relativa a diverse filettature per tubi (NPT, NPSC, NPTR, NPSM e NPSL), e la ASME B1.20.3, dedicata alle filettature dry-seal (NPTF-1, NPTF-2, PTF-SAE SHORT, NPSF e NPSI). Queste ultime possono realizzare una tenuta di pressione senza sigillanti, poiché l’interferenza tra cresta e fondo del filetto crea una tenuta circolare. Tutte queste filettature hanno un angolo di 60° e una funzione simile a quella delle BSPP e BSPT. La designazione combina dimensione del tubo, passo e abbreviazione del tipo di filettatura. Sono utilizzate principalmente negli Stati Uniti e non sono intercambiabili con le filettature BSP.
NORME PER ELEMENTI DI FISSAGGIO IN POLLICI E RELATIVI MATERIALI
Una norma o uno standard è un documento che contiene accordi, specifiche o criteri relativi a un prodotto, un servizio o un metodo. Gli standard possono essere definiti all’interno di un’azienda, di un’organizzazione, di un consorzio oppure da organismi di normazione riconosciuti. Gli organismi di normazione nazionali e internazionali operano secondo processi prestabiliti.
Gli standard rivestono grande importanza nel commercio internazionale, perché facilitano l’accettazione di prodotti e servizi in altri Paesi. Quando esiste uno standard, un prodotto richiede poche o nessuna ulteriore descrizione. La maggior parte delle sue caratteristiche è definita dalla norma; per gli elementi di fissaggio ciò include spesso dimensioni, tolleranze, materiali e proprietà meccaniche. Gli standard semplificano inoltre la comunicazione e la diffusione delle nuove tecnologie.
I principali organismi di normazione per gli elementi di fissaggio in pollici sono:
AISI – American Iron and Steel Institute
ANSI – American National Standards Institute
ASME – American Society of Mechanical Engineers
ASTM – American Society for Testing and Materials
BS – British Standard
IFI – Industrial Fasteners Institute
SAE – Society of Automotive Engineers
PROPRIETÀ MECCANICHE DEGLI ELEMENTI DI FISSAGGIO IN POLLICI
I requisiti relativi alle proprietà meccaniche degli elementi di fissaggio in pollici sono specificati nelle norme SAE e ASTM. Le tabelle seguenti riassumono le proprietà meccaniche di alcuni elementi comuni.
Sugli schermi più piccoli, scorrere orizzontalmente per visualizzare tutte le colonne. I simboli di identificazione della classe presenti nelle immagini originali sono riportati come testo accessibile.
| Specifica | Materiale | Gamma dimensionale (pollici) |
Carico minimo di prova (psi) |
Resistenza minima a trazione (psi) |
Durezza Rockwell al cuore | Limite di snervamento minimo (psi) |
Marcatura identificativa della classe | Dadi compatibili | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | ||||||||
| SAE J429 Grade 2 | Acciaio a basso o medio tenore di carbonio | ¼"–¾" | 55,000 | 74,000 | B80 | B100 | 57,000 | Nessuna marcatura radiale della classe | ASTM A563 Grade A |
| ⅞"–1½" | 33,000 | 60,000 | B70 | B100 | 36,000 | ||||
| SAE J429 Grade 5 | Acciaio a medio tenore di carbonio, bonificato | ¼"–1" | 85,000 | 120,000 | C25 | C34 | 92,000 | Tre linee radiali | SAE J995 Grade 5 |
| 1⅛"–1½" | 74,000 | 105,000 | C19 | C30 | 81,000 | ||||
| SAE J429 Grade 8 | Acciaio legato a medio tenore di carbonio, bonificato | ¼"–1½" | 120,000 | 150,000 | C33 | C39 | 130,000 | Sei linee radiali | SAE J995 Grade 8 |
| ASTM A574 socket head cap screw | Acciaio legato a medio tenore di carbonio, bonificato | No. 0–½" | 140,000 | 180,000 | C39 | C45 | 153,000 | — | — |
| ⅝"–4" | 135,000 | 170,000 | C37 | C45 | |||||
| ASTM F835, vite con esagono incassato a testa bombata o svasata piana | Acciaio legato a medio tenore di carbonio, bonificato | No. 0–½" | — | 140,000 | C39 | C44 | — | — | — |
| ⅝"–1½" | — | 135,000 | C37 | C44 | — | ||||
| Specifica | Materiale | Gamma dimensionale (pollici) |
Tensione di prova (psi) |
Durezza Rockwell al cuore | Marcatura identificativa della classe | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||
| SAE J995 Grade 2 | Acciaio al carbonio | ¼"–1½" | 90,0001 80,0002 |
— | C32 | Nessuna marcatura della classe |
| SAE J995 Grade 5 | Acciaio al carbonio | ¼"–1" | 120,0001 109,0002 |
— | C32 | Marcatura identificativa dado classe 5 |
| 1⅛"–1½" | 105,0001 94,0002 |
— | C32 | |||
| SAE J995 Grade 8 | Acciaio legato a medio tenore di carbonio, bonificato | ¼"–⅝" | 150,000 | C24 | C32 | Marcatura identificativa dado classe 8 |
| ¾"–1" | C26 | C34 | ||||
| 1⅛"–1½" | C26 | C36 | ||||
1 Elementi di fissaggio con filettatura UNC e 8UN.
2 Elementi di fissaggio con filettatura UNF, UNEF e altre filettature fini.
| Specifica e materiale | Condizione | Gamma dimensionale (pollici) |
Resistenza a trazione (psi) |
Durezza Rockwell al cuore | Limite di snervamento minimo (psi) |
Marcatura identificativa della classe | Dadi compatibili | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||||
| ASTM F593 alloy group 1 (304, 304L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000–150,000 | B95 | C32 | 65,000 | F593C | ASTM F594 C |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000–140,000 | B80 | C32 | 45,000 | F593D | ASTM F594 D | |
| ASTM F593 alloy group 2 (316, 316L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000–150,000 | B95 | C32 | 65,000 | F593G | ASTM F594 G |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000–140,000 | B80 | C32 | 45,000 | F593H | ASTM F594 H | |
CW = forgiato e rullato da materiale ricotto, con conseguente incrudimento; le dimensioni da ¾" in su possono essere lavorate a caldo e solubilizzate.
| Specifica e materiale | Condizione | Gamma dimensionale (pollici) |
Tensione di prova (psi) |
Durezza Rockwell al cuore | Marcatura identificativa della classe | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||
| ASTM F594 alloy group 1 (304, 304L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000 | B95 | C35 | F594C |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000 | B80 | C35 | F594D | |
| ASTM F594 alloy group 2 (316, 316L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000 | B95 | C35 | F594G |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000 | B80 | C35 | F594H | |
CW = ricotto e lavorato a freddo; le dimensioni da ¾" in su possono essere lavorate a caldo e solubilizzate.
SETTORI DI APPLICAZIONE DEGLI ELEMENTI DI FISSAGGIO IN POLLICI
I prodotti fabbricati nelle aree del mondo in cui si utilizza il sistema imperiale contengono spesso elementi di fissaggio con dimensioni in pollici. Possono essere realizzati anche altrove, ma quando sono destinati a Paesi che adottano il sistema imperiale possono includere elementi di fissaggio imperiali.
SETTORI IN CUI GLI ELEMENTI DI FISSAGGIO IN POLLICI SONO COMUNI
- Industria automobilistica
- Industria dei trasporti (ad es. aerospaziale, ferroviaria e marittima)
- Industria petrolchimica
- Costruzione di macchinari
- Edilizia
- Settore del sollevamento
- Elettronica ed elettrotecnica
- Prodotti destinati ai mercati con sistema imperiale
Domande frequenti sugli elementi di fissaggio in pollici
Qual è la differenza tra le filettature UNC e UNF?
La filettatura UNC (Unified National Coarse) ha meno filetti per pollice, quindi consente un montaggio più rapido ed è più tollerante ai piccoli danneggiamenti. La UNF (Unified National Fine) ha più filetti per pollice e, a parità di diametro nominale, offre una sezione resistente a trazione maggiore, risultando adatta ad applicazioni di precisione nei settori automobilistico e aerospaziale. La resistenza all’allentamento in presenza di vibrazioni dipende anche dalla progettazione del giunto, dal precarico e dal metodo di bloccaggio.
Posso utilizzare elementi di fissaggio in pollici con filettature metriche?
No. Le filettature imperiali e metriche non sono intercambiabili, anche quando alcune dimensioni sembrano simili. L’uso del tipo errato può causare impuntamenti, danneggiamenti e cedimento del giunto. Prima del montaggio verificare sempre forma del filetto, diametro e passo con un calibro per filettature adeguato.
Che cosa significa UNC 3/8"-16?
La designazione si interpreta così: 3/8" è il diametro nominale (9,525 mm), 16 è il numero di filetti per pollice (TPI) e UNC indica la serie Unified National Coarse. Un suffisso di classe, ad esempio 2A per una filettatura esterna o 2B per una filettatura interna, definisce l’accoppiamento e la tolleranza.
In quali settori sono ancora comunemente utilizzati gli elementi di fissaggio in pollici?
Gli elementi di fissaggio in pollici restano comuni nell’edilizia statunitense e nelle applicazioni petrolchimiche, oil & gas e aerospaziali. Sono inoltre ampiamente utilizzati nella manutenzione di macchinari britannici meno recenti, veicoli d’epoca e attrezzature destinate a mercati che adottano misure statunitensi o imperiali.
Come si convertono i filetti per pollice (TPI) nel passo metrico?
Dividere 25,4 per il valore TPI. Ad esempio, una filettatura da 16 TPI ha un passo di 25,4 ÷ 16 = 1,5875 mm. Questa conversione aiuta a confrontare la distanza tra i filetti, ma non rende intercambiabili gli elementi metrici e imperiali.
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Ultimo aggiornamento: luglio 2026