Padrão de rosca unificada - Unified Thread Standard

O Unified Thread Standard ( UTS ) define uma forma e série de rosca padrão - junto com permissões, tolerâncias e designações - para roscas de parafuso comumente usadas nos Estados Unidos e Canadá . É o principal padrão para parafusos, porcas e uma ampla variedade de outros fixadores roscados usados ​​nesses países. Ela tem o mesmo perfil de 60 ° que a rosca métrica ISO , mas as dimensões características de cada rosca UTS (diâmetro externo e passo) foram escolhidas como uma fração em polegadas em vez de um valor em milímetros . O UTS é atualmente controlado pela ASME / ANSI nos Estados Unidos.

Origens

Consulte a seção "Histórico de padronização" do artigo da rosca de parafuso .

Perfil básico

O perfil básico de todas as roscas UTS é o mesmo de todas as roscas métricas ISO . Apenas os valores comumente usados ​​para D maj e P diferem entre os dois padrões.

Cada fio na série é caracterizado pela sua grande diâmetro D maj e a sua altura, P . As roscas UTS consistem em uma rosca em forma de V simétrica. No plano do eixo da rosca, os flancos do V têm um ângulo de 60 ° entre si. O 18 mais externo e o 14 mais interno da altura H da forma de V são cortados do perfil.

O passo P é a distância entre os picos da rosca. Para UTS tópicos, que são segmentos de arranque único, que é igual para o chumbo , a distância axial que os avanços de parafuso durante uma rotação de 360 °. As roscas UTS geralmente não usam o parâmetro pitch; em vez disso, um parâmetro conhecido como threads por polegada (TPI) é usado, que é o recíproco do tom.

A relação entre a altura H e o passo P é encontrada usando a seguinte equação onde é a metade do ângulo incluído da rosca, neste caso 30 graus:

ou

Em uma rosca externa (macho) (por exemplo, em um parafuso), o diâmetro maior D maj e o diâmetro menor D min definem as dimensões máximas da rosca. Isso significa que a rosca externa deve terminar plana em D maj , mas pode ser arredondada abaixo do diâmetro menor D min . Por outro lado, em uma rosca interna (fêmea) (por exemplo, em uma porca), os diâmetros maior e menor são dimensões mínimas , portanto, o perfil da rosca deve terminar plano em D min, mas pode ser arredondado além de D maj .

O diâmetro menor D min e o diâmetro de passo efetivo D p são derivados do diâmetro principal e passo como:

Designação

A designação padrão para uma rosca UTS é um número que indica o diâmetro nominal (principal) da rosca, seguido pelo passo medido em roscas por polegada . Para diâmetros menores do que 1 / 4 polegadas, o diâmetro é indicado por um número inteiro definido na norma; para todos os outros diâmetros, o valor em polegadas é fornecido.

Este par de números é opcionalmente seguido pelas letras UNC, UNF ou UNEF (Unificado) se a combinação diâmetro-passo for das séries grossa , fina ou extrafina , e também pode ser seguida por uma classe de tolerância.

Exemplo: # 6-32 UNC 2B (diâmetro principal: 0,1380 polegadas, passo: 32 tpi)

Roscas de parafuso unificadas - UNC, UNF e UNEF
Diâmetro principal
D maj (polegadas, mm)
Densidade da linha ( d , linhas por polegada ) e passo da linha ( p ) Tamanho preferido da broca da torneira de corte
Grosso (UNC) Multa (UNF) Extra fino (UNEF)
d ( TPI ) p (polegadas, mm) d (TPI) p (polegadas, mm) d (TPI) p (polegadas, mm) Grosso Multar Extra Fino
# 0 0,0600 1,5240 Nenhum 80 0,012500 0,3175 Nenhum 364 pol. 0,047
# 1 0,0730 1,8542 64 0,015625 0,3969 72 0,013888 0,3528 Nenhum # 53 0,060 # 53 0,060
# 2 0,0860 2,1844 56 0,017857 0,4536 64 0,015625 0,3969 Nenhum # 50 0,070 # 50 0,070
# 3 0,0990 2,5146 48 0,020833 0,5292 56 0,017857 0,4536 Nenhum # 47 0,079 # 45 0,082
# 4 0,1120 2,8448 40 0,025000 0,6350 48 0,020833 0,5292 Nenhum # 43 0,089 # 42 0,094
# 5 0,1250 3,1750 40 0,025000 0,6350 44 0,022727 0,5773 Nenhum # 38 0,102 # 37 0,104
# 6 0,1380 3,5052 32 0,031250 0,7938 40 0,025000 0,6350 Nenhum # 36 0,107 # 33 0,113
# 8 0,1640 4.1656 32 0,031250 0,7938 36 0,027778 0,7056 Nenhum # 29 0,136 # 29 0,136
# 10 0,1900 4,8260 24 0,041667 1.0583 32 0,031250 0,7938 Nenhum # 25 0,150 # 21 0,159
# 12 0,2160 5,4864 24 0,041667 1.0583 28 0,035714 0,9071 32 0,031250 0,7938 # 16 0,177 # 14 0,182 316 pol. 0,188
14 0,2500 6,3500 20 0,050000 1,2700 28 0,035714 0,9071 32 0,031250 0,7938 # 7 .201 # 3 0,213 732 pol. 0,219
516 0,3125 7,9375 18 0,055556 1,4111 24 0,041667 1.0583 32 0,031250 0,7938 F 0,257 eu 0,272 932 pol. 281
38 0,3750 9,5250 16 0,062500 1,5875 24 0,041667 1.0583 32 0,031250 0,7938 516 pol. 0,313 Q 0,332 1132 pol. 0,344
716 0,4375 11,1125 14 0,071428 1.8143 20 0,050000 1,2700 28 0,035714 0,9071 você 0,368 2564 pol. 0,391 Y 0,404
12 0,5000 12,7000 13 0,076923 1,9538 20 0,050000 1,2700 28 0,035714 0,9071 2764 pol. .422 2964 pol. .453 1532 pol. .469
916 0,5625 14,2875 12 0,083333 2,1167 18 0,055556 1,4111 24 0,041667 1.0583 3164 pol .484 12 pol. 0,500 3364 pol. 0,516
58 0,6250 15,8750 11 0,090909 2,3091 18 0,055556 1,4111 24 0,041667 1.0583 1732 pol. 0,531 916 pol. 0,563 3764 pol 0,578
34 0,7500 19.0500 10 0,100000 2.5400 16 0,062500 1,5875 20 0,050000 1,2700 2132 pol 0,656 1116 pol. 0,688 4564 pol. 0,703
78 0,8750 22,2250 9 0,1111111 2.8222 14 0,071428 1.8143 20 0,050000 1,2700 4964 pol. 0,766 5164 pol. 0,797 5364 pol. 0,828
1 ″ 1,0000 25,4000 8 0,125000 3,1750 12 0,083333 2,1167 20 0,050000 1,2700 78 pol. 0,875 5964 pol. .922 6164 pol 0,953
1+18 1,1250 28,5750 7 0,142857 3,6286 12 0,083333 2,1167 2,1167
1+14 1,2500 31,7500 7 0,142857 3,6286 12 0,083333 2,1167 2,1167
1+38 1,3750 34,9250 6 0,1666667 4,2333 12 0,083333 2,1167 2,1167
1+12 1.5000 38,1000 6 0,1666667 4,2333 12 0,083333 2,1167 2,1167
1+34 1,7500 44.4500 5 0,200000 5.0800
2 ″ 2,0000 50,8000 4+12 0,222222 5,6444
2+14 2.2500 57,1500 4+12 0,222222 5,6444
2+12 2,5000 63,5000 4 0,250000 6,3500
2+34 2.7500 69,8500 4 0,250000 6,3500
3 ″ 3,0000 76,2000 4 0,250000 6,3500
3+14 3,2500 82.5500 4 0,250000 6,3500
3+12 3,5000 88,9000 4 0,250000 6,3500
3+34 3,7500 95,2500 4 0,250000 6,3500
4 ″ 4,0000 101,6000 4 0,250000 6,3500

A seguinte fórmula é usada para calcular o diâmetro principal de um parafuso numerado maior ou igual a 0: Diâmetro principal = Parafuso # × 0,013 pol. + 0,060 pol. Por exemplo, o diâmetro principal de um parafuso # 10 é 10 × 0,013 pol. + 0,060 pol = 0,190 pol. Para calcular o diâmetro principal de parafusos de tamanho "todos", conte o número de zeros extras e multiplique esse número por 0,013 pol. E subtraia de 0,060 pol. Por exemplo, o diâmetro principal de um parafuso # 0000 é 0,060 pol. - (3 × 0,013 pol.) = 0,060 pol. - 0,039 pol. = 0,021 pol.

A série de parafusos de máquina foi estendida para baixo para incluir parafusos # 00-90 (0,047 pol. = 0,060 pol. - 0,013 pol.) E # 000-120 (0,034 pol. = 0,060 pol. - 2 × 0,013 pol.) Parafusos; entretanto, o padrão principal para parafusos menores que # 0 é o padrão ANSI / ASME B1.10 Unified Miniature Screws Threads. Isso define uma série de parafusos métricos nomeados de acordo com seus diâmetros principais em milímetros, de 0,30 UNM a 1,40 UNM. Os tamanhos preferidos são 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 e 1,2 mm, com tamanhos adicionais definidos a meio caminho entre eles. O passo da rosca padrão é de aproximadamente1/4do diâmetro principal. A forma da rosca é ligeiramente modificada para aumentar o diâmetro menor e, portanto, a resistência dos parafusos e machos. O diâmetro principal ainda se estende para dentro1/8H do V agudo teórico , mas a profundidade total da rosca é reduzida em 4% de5/8H =5/8 cos (30 °)  P ≈ 0,541 P de 0,52 P . Isso aumenta a quantidade do V agudo teórico que é cortado no diâmetro menor em 10% de 0,25 H para7/8 - 0,52/cos 30 °≈ 0,27456 H .

A série do número de parafusos de máquina uma vez incluiu mais números ímpares e subiu para # 16 ou mais. Os esforços de padronização no final do século 19 e no início do século 20 reduziram consideravelmente a gama de tamanhos. Agora, é menos comum ver parafusos de máquina maiores do que # 14 ou números ímpares de tamanhos diferentes dos # 1, # 3 e # 5. Embora os parafusos # 14 e # 16 ainda estejam disponíveis, eles não são tão comuns quanto os tamanhos # 0 a # 12.

Às vezes, são usadas combinações "especiais" de diâmetro e passo (UNS), por exemplo, um diâmetro principal de 0,619 pol. (15,7 mm) com 20 roscas por polegada. As roscas UNS raramente são usadas para parafusos, mas sim em porcas, furos roscados e ODs roscados. Por causa disso, as torneiras UNS estão prontamente disponíveis. A maioria dos encadeamentos UNS tem mais encadeamentos por polegada do que o padrão UNF ou UNEF correlacionado; portanto, são frequentemente o fio mais forte disponível. Por isso, eles são frequentemente usados ​​em aplicações onde são encontradas altas tensões , como fusos de máquinas-ferramenta ou fusos automotivos .

Medindo

Um sistema de medição de rosca compreende uma lista de características da rosca que deve ser inspecionada para estabelecer a aceitabilidade dimensional das roscas em um produto rosqueado e o (s) medidor (es) que devem ser usados ​​na inspeção dessas características.

Atualmente, esta medição para UTS é controlada por:

Medidores e medidores ASME / ANSI B1.2-1983 para roscas de parafuso de polegada unificada
Esta Norma fornece especificações e dimensões essenciais para os medidores usados ​​em roscas de parafuso de polegada unificada UN [unificada] e UNR [roscas externas somente] e cobre as especificações e dimensões para medidores de rosca e equipamentos de medição listados nas Tabelas 1 e 2. A finalidade básica e o uso de cada medidor também são descritos.
ASME / ANSI B1.3-2007 Sistemas de medição de rosca de parafuso para aceitabilidade: roscas de rosca métricas e em polegadas (UN, UNR, UNJ, M e MJ)
  1. Esta Norma apresenta sistemas de medição de roscas adequados para determinar a aceitabilidade de roscas Unificadas [UN], UNR [somente roscas externas], UNJ [roscas internas e externas], M e MJ em produtos roscados externa e internamente. Ele estabelece os critérios para aceitação da rosca do parafuso quando um sistema de medição é usado.
  2. Um sistema de medição de rosca compreende uma lista de características da rosca que deve ser inspecionada para estabelecer a aceitabilidade dimensional das roscas em um produto rosqueado e o (s) medidor (es) que devem ser usados ​​na inspeção dessas características.
  3. Uso do governo federal. Quando este Padrão é aprovado pelo Departamento de Defesa e agências federais e é incorporado ao Padrão Federal-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20], Padrões de Rosca de Parafuso para Serviços Federais, Seção 20, o uso deste Padrão pelo o governo federal está sujeito a todos os requisitos e limitações do Padrão Federal-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20].

Esses padrões fornecem especificações e dimensões essenciais para os medidores usados ​​em roscas de parafuso de polegada unificada (forma de rosca UN, UNR, UNJ) em produtos com rosca interna e externa. Ele também cobre as especificações e dimensões para medidores de rosca e equipamentos de medição. A finalidade básica e o uso de cada medidor também são descritos. Ele também estabelece os critérios para aceitação da rosca do parafuso quando um sistema de medição é usado.

Classes de tolerância

Existe um sistema de classificação para facilidade de fabricação e intercambialidade de itens roscados fabricados. A maioria (mas certamente não todos) dos itens roscados são feitos de acordo com um padrão de classificação denominado Série Padrão de Rosca de Parafuso Unificada. Este sistema é análogo aos ajustes usados ​​com peças montadas.

  • As roscas da classe 1 são de ajuste frouxo, destinadas a facilitar a montagem ou uso em um ambiente sujo.
  • As roscas Classe 2 são de ajuste livre e as mais comuns. Eles são projetados para maximizar a resistência, considerando a capacidade típica da oficina e a prática da máquina.
  • As roscas classe 3 são de ajuste médio, ainda bastante comuns e usadas para tolerâncias mais estreitas em trabalhos de alta qualidade.
  • Roscas de classe 4 anteriormente designavam um ajuste perfeito para tolerâncias ainda mais rígidas, mas essa classificação agora está obsoleta.
  • O ajuste de classe 5 é uma rosca de interferência , exigindo o uso de uma chave inglesa para torneamento. Isso pode ser visto em aplicações como manilhas de mola em um automóvel.

O sufixo de letra "A" ou "B" indica se os threads são externos ou internos, respectivamente. As classes 1A, 2A, 3A aplicam-se a roscas externas; As classes 1B, 2B, 3B se aplicam a roscas internas.

A classe de rosca se refere à faixa aceitável de diâmetro do passo para qualquer rosca. O diâmetro do passo é indicado como Dp na figura mostrada acima. Existem vários métodos que são usados ​​para medir o diâmetro do passo. O método mais comum usado na produção é por meio de um medidor passa / não passa .

Padrões relacionados

  • ASME / ANSI B1.1 - Rosca de parafuso de polegada unificada de 2019, UN, UNR e forma de rosca UNJ
  • ASME / ANSI B1.10M - 2004 Unified Miniature Parafuso Rosca

Veja também

Notas

Bibliografia

links externos