Le viti: nozioni di base e tipi

Seppure ampiamente utilizzate, le viti sono spesso tra i componenti più trascurati nel campo dell'elettronica. Eppure un motivo c'è se DigiKey offre oltre 13.000 tipi di viti. Le viti sono utilizzate per tenere ferme le schede dei circuiti, fissare i pannelli di copertura e montare i connettori. A differenza dei componenti elettronici, non presentano contrassegni e bisogna avere occhio per identificarle.

Alle scuole medie, mentre imparavo il codice colori dei resistori, mio padre, un macchinista, mi insegnava cos'era una vite a macchina 6-32. Si è rivelato un dono davvero utile. Se non ricordate più o non sapete nulla di viti, questo post vi fornirà le nozioni di base.

Le nozioni di base delle viti

La vite è un organo di fissaggio che utilizza una scanalatura elicoidale, detta filettatura, intagliata sull'esterno di un'asta cilindrica. Si accoppia con una scanalatura elicoidale inversa ricavata all'interno di un foro cilindrico, in un corpo solido o in un piccolo oggetto chiamato dado. Ruotandola nel foro filettato di accoppiamento, la vite avanza all'interno della superficie abbinata. Se la vite viene fatta passare prima attraverso un oggetto, ruotandola finché l'oggetto e la superficie di montaggio non sono uniti, si otterrà il fissaggio dell'uno con l'altra (Figura 1).

Figura 1: Disegno di una tipica vite a macchina a testa tonda con le sue specifiche principali. (Immagine per gentile concessione di Art Pini)

Le specifiche principali di una vite sono il diametro maggiore, il passo della filettatura (o il numero reciproco di filetti per unità di lunghezza) e la lunghezza. Il diametro maggiore è quello misurato all'esterno della filettatura della vite. Avanzamento e passo: l'avanzamento è la corsa lineare per ogni giro della vite; il passo è la distanza tra due creste adiacenti. Il reciproco del passo della filettatura è il numero di filetti per unità di lunghezza. Per gli Stati Uniti e il Canada, l'unità di lunghezza è il pollice (in). Nei Paesi che utilizzano specifiche metriche per le viti, le misure sono in millimetri (mm). La lunghezza della vite è la distanza dal piano di riferimento all'estremità dell'asta. Il piano di riferimento è la parte della vite che entra in contatto con la superficie di accoppiamento. Per le viti a testa tonda e simili, corrisponde alla base della testa, come illustrato. Nel caso di una vite a testa piatta, che si innesta in un foro svasato, corrisponde alla parte superiore della testa della vite.

Standard di filettatura delle viti

Lo standard di filettatura più comunemente utilizzato in Nord America è l'Unified Thread Standard (UTS). Le viti UTS sono specificate in base al diametro nominale e al numero di filetti. Ad esempio, un ¼-20 è una vite con un diametro di ¼ di pollice e un numero di filetti pari a 20/in. Le viti con diametro inferiore a ¼ di pollice sono specificate da un numero intero, da 0 a 16. Le viti con diametro inferiore al codice 0 sono descritte dai numeri 00, 000 e 0000. A titolo di esempio, le viti utilizzate negli occhiali sono tipicamente 00-72.

UTS prevede diversi numeri di filetti per ogni diametro di vite. Le filettature più basse e più spaziate sono specificate come Unified Coarse Thread (UNC). Le viti con passo più fine sono descritte come Unified Fine Thread (UNF) (Tabella 1).

Tabella 1: Le dimensioni delle viti secondo lo standard UTS. (Tabella per gentile concessione di Art Pini)

Facendo riferimento alla Tabella 1, si può notare che per ogni diametro della vite ci sono due possibili numeri di filetti, quindi una vite 10 è disponibile con 24 o 32 filetti/in.

I diametri assoluti delle viti che utilizzano numeri interi di calibro possono essere calcolati moltiplicando tale numero per 0,013 e sommando il prodotto a 0,060 pollici. Quindi una vite 6 ha un diametro di (6 x 0,013) + 0,060 = 0,138 pollici.

Per le viti esiste anche uno standard metrico. È contraddistinto dalla lettera M, seguita dal diametro maggiore della vite in mm e dal passo della filettatura, anch'esso in mm (Tabella 2).

Tabella 2: Diametri metrici delle viti e passi di filettatura per le serie a passo grosso e passo fine. (Tabella per gentile concessione di Art Pini)

Le filettature a passo fine offrono un maggior numero di scelte di diametri rispetto al passo grosso, ma nella Tabella 2 sono riportati solo i diametri sovrapposti. Come nel caso delle viti UTS, le viti metriche sono disponibili in due passi di filettatura per ciascun diametro. Va ricordato che il passo della vite è il reciproco del numero di filetti per mm.

Forme delle teste delle viti e tipi di taglio

Le viti sono prodotte con una grande varietà di forme di testa. Ogni forma di testa offre vantaggi specifici. Ad esempio, una vite a testa piatta è generalmente svasata in modo che una volta serrata, la testa sia perfettamente a filo con la superficie in cui è stata inserita. In questo modo la superficie rimane priva di sporgenze. I tipi di testa delle viti più comuni utilizzati nell'assemblaggio dell'elettronica sono illustrati nella Figura 2.

Figura 2: Esempio di alcuni tipi di testa di vite tipiche. In genere è l'applicazione che determina il tipo di testa della vite utilizzata. (Immagine per gentile concessione di Art Pini)

Oltre alla forma della testa, le viti sono descritte dal tipo di taglio. Il tipo di taglio determina la natura dell'utensile utilizzato per girare la vite (Figura 3).

Figura 3: Il tipo di taglio sulla testa determina la coppia massima che può essere applicata alla vite. Determina anche il tipo di utensile utilizzato per girare la vite. Vengono mostrati alcuni dei tipi di tagli più diffusi. (Immagine per gentile concessione di Art Pini)

Tutti i tipi di taglio illustrati, tranne la testa esagonale, richiedono un avvitatore appropriato. Per le viti a testa esagonale è necessario utilizzare una chiave o un giradadi. L'applicazione determina la scelta del tipo di taglio.

La maggior parte delle viti avanza quando viene ruotata in senso orario. In tal caso parliamo di filettatura destrorsa. Una filettatura meno utilizzata è quella sinistrorsa, in cui la vite avanza quando viene girata in senso antiorario.

Tipi di viti presenti in elettronica

Dato l'elevato numero di sottoinsiemi utilizzati nell'elettronica, è ovvio che vi siano numerosi tipi di viti per assemblarli (Figura 4).

Figura 4: Tipi di viti comunemente utilizzati negli assemblaggi elettronici. (Immagine per gentile concessione di B&F Fastener Supply, RAF electronic-hardware e Pomona Electronics)

Vite a macchina: come dice il nome si tratta di una vite utilizzata per assemblare componenti in modo meccanico su macchine, veicoli, elettronica e apparecchi. Ad esempio per fissare un circuito stampato su un distanziale filettato. B&F Fastener Supply offre PMS-632-0075-PH, in Figura 4 a sinistra: si tratta di una vite a testa cilindrica, taglio a croce (Phillips), 6-32, lunga ¾ di pollice.

La vite autofilettante per lamiera, seconda da sinistra, è 6X1/2 HHSMS di B&F Fastener Supply Si tratta di una vite a testa esagonale da 6 con una lunghezza di ½ pollice. Le viti per lamiera sono utilizzate per unire componenti in lamiera come telai o involucri. Vengono inserite in elementi di lamiera con piccoli fori guida. Le viti intagliano la propria filettatura interna durante l'avvitamento.

La vite da pannello, terza da sinistra, serve a tenere in posizione un pannello rimovibile. La sua forma è detta a colletto. La parte superiore della vite, detta gambo, non è filettata, in quanto è destinata a passare attraverso un foro nel pannello e a girare liberamente mentre la parte filettata fissa il pannello al foro filettato. La vite indicata è 0100-SS di RAF Electronic Hardware con testa scanalata 4-40 e lunghezza di 21/32 pollici.

L'ultimo esempio è una vite di fissaggio (grano). Queste viti sono utilizzate per bloccare su un albero componenti rotanti come manopole, ingranaggi e camme. Si tratta di viti senza testa che in genere presentano un taglio a cacciavite o a brugola. Ne è un esempio la vite con taglio a cacciavite 8-32 4914 di Pomona Electronics (ultima a destra).

Conclusione

Questi sono solo alcuni dei tipi di vite disponibili. Spero che questa guida pratica sia utile per l'identificazione delle viti e per la scelta di quella che meglio si adatta al vostro prossimo progetto.