Parafuso

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Uma variedade de parafusos
Um parafuso (com uma porca ) e um parafuso

Um parafuso e um parafuso (consulte Diferenciação entre parafuso e parafuso abaixo) são tipos semelhantes de fixadores normalmente feitos de metal e caracterizados por uma crista helicoidal , chamada de rosca macho (rosca externa). Parafusos e pernos são usados ​​para fixar materiais pelo engate da rosca do parafuso com uma rosca fêmea semelhante (rosca interna) na peça correspondente.

Os parafusos costumam ser auto-roscantes (também conhecidos como auto-roscantes), em que a rosca corta o material quando o parafuso é girado, criando uma rosca interna que ajuda a puxar os materiais presos e evita o arrancamento. Existem muitos parafusos para uma variedade de materiais; aqueles comumente fixados por parafusos incluem madeira, chapa de metal e plástico.

Explicação

Um parafuso é uma combinação de máquinas simples : é, em essência, um plano inclinado enrolado em um eixo central, mas o plano inclinado (rosca) também apresenta uma borda afiada ao redor do lado de fora, que atua como uma cunha conforme empurra para dentro material preso, e o eixo e a hélice também formam uma cunha na ponta. Algumas roscas de parafuso são projetadas para coincidir com uma rosca complementar, chamada rosca fêmea (rosca interna), geralmente na forma de um objeto de porca com uma rosca interna. Outras roscas de parafuso são projetadas para cortar uma ranhura helicoidal em um material mais macio conforme o parafuso é inserido. Os usos mais comuns de parafusos são para manter objetos juntos e posicionar objetos.

Parafuso de madeira: a) cabeça; b) haste não rosqueada; c) haste roscada; d) dica.

Um parafuso geralmente tem uma cabeça em uma das extremidades que permite que ele seja girado com uma ferramenta. Ferramentas comuns para apertar parafusos incluem uma chave de fenda e uma chave inglesa . A cabeça é geralmente maior do que o corpo do parafuso, o que evita que o parafuso seja inserido mais profundamente do que o comprimento do parafuso e fornece uma superfície de apoio . Existem exceções. Um parafuso de carro tem uma cabeça abaulada que não foi projetada para ser acionada. Um parafuso de fixação pode ter uma cabeça do mesmo tamanho ou menor que o diâmetro externo da rosca do parafuso; um parafuso de ajuste sem cabeça às vezes é chamado um parafuso sem cabeça. Um parafuso em J tem uma cabeça em forma de J que é cravada no concreto para servir como um parafuso de ancoragem .

A parte cilíndrica do parafuso da parte inferior da cabeça até a ponta é chamada de haste ; pode ser total ou parcialmente rosqueado. [1] A distância entre cada segmento é chamada de passo . [2]

A maioria dos parafusos e pernos são apertados por rotação no sentido horário , que é chamada de rosca para a direita . [3] [4] Parafusos com rosca esquerda são usados ​​em casos excepcionais, como quando o parafuso está sujeito a torque no sentido anti - horário , o que tenderia a afrouxar um parafuso direito. Por esta razão, o pedal esquerdo de uma bicicleta tem rosca esquerda.

A diferenciação entre parafuso e parafuso

Um parafuso de carruagem com uma porca quadrada
Um parafuso estrutural com uma porca sextavada e arruela

Não existe uma distinção universalmente aceita entre um parafuso e um parafuso. Uma distinção simples que geralmente é verdadeira, embora nem sempre, é que um parafuso passa por um substrato e pega uma porca do outro lado, enquanto um parafuso não pega uma porca porque é rosqueado diretamente no substrato (um parafuso aparafusa em algo , um o parafuso aparafusa várias coisas juntas ). Portanto, como regra geral, ao comprar um pacote de "parafusos", não se espera que as porcas sejam incluídas, mas os parafusos geralmente são vendidos com porcas correspondentes. Parte da confusão sobre isso provavelmente se deve a diferenças regionais ou dialéticas. O Manual do Maquinário descreve a distinção da seguinte forma:

Um parafuso é um fixador roscado externamente projetado para inserção através de orifícios em peças montadas e normalmente deve ser apertado ou solto apertando uma porca. Um parafuso é um fixador roscado externamente capaz de ser inserido em orifícios em peças montadas, de se encaixar em uma rosca interna pré-formada ou formar sua própria rosca e de ser apertado ou solto por meio de um torque na cabeça. Um fixador roscado externamente que é impedido de ser girado durante a montagem e que pode ser apertado ou liberado apenas com o torque de uma porca é um parafuso. (Exemplo: parafusos de cabeça redonda, parafusos de esteira, parafusos de arado.) Um fixador roscado externamente que tem forma de rosca que proíbe a montagem com uma porca tendo uma rosca reta de comprimento de passo múltiplo é um parafuso. (Exemplo: parafusos de madeira, parafusos auto-roscantes.) [5]

Esta distinção é consistente com ASME B18.2.1 e algumas definições de dicionário para parafuso [6] [7] e parafuso . [8] [9] [10]

A questão do que é um parafuso e do que é um parafuso não está completamente resolvida com a distinção do Machinery's Handbook , no entanto, por causa de termos confusos, a natureza ambígua de algumas partes da distinção e variações de uso. [11] [ verificação reprovada ] Alguns desses problemas são discutidos abaixo:

Parafusos de madeira

Os primeiros parafusos de madeira eram feitos à mão, com uma série de limas, cinzéis e outras ferramentas de corte, e estes podem ser facilmente identificados observando o espaçamento e formato irregulares das roscas, bem como marcas de lima restantes na cabeça do parafuso e na área entre os fios. Muitos desses parafusos tinham uma extremidade cega, faltando completamente a ponta afilada em quase todos os parafusos de madeira modernos. [12] Eventualmente, tornos foram usados ​​para fabricar parafusos de madeira, com a primeira patente registrada em 1760 na Inglaterra. [12] Durante a década de 1850, as ferramentas de estampagem foram desenvolvidas para fornecer uma rosca mais uniforme e consistente. Os parafusos feitos com essas ferramentas têm vales arredondados com fios afiados e ásperos. [13] [14]Alguns parafusos de madeira foram feitos com matrizes de corte já no final dos anos 1700 (possivelmente até antes de 1678, quando o conteúdo do livro foi publicado pela primeira vez em partes). [15]

Uma vez que as torneiras de parafusos eram de uso comum, a maioria dos parafusos para madeira disponíveis no mercado eram produzidos com este método. Esses parafusos de madeira cortados são quase invariavelmente cônicos e, mesmo quando a haste cônica não é óbvia, eles podem ser discernidos porque as roscas não ultrapassam o diâmetro da haste. Esses parafusos são melhor instalados após a perfuração de um orifício piloto com uma broca cônica. A maioria dos parafusos de madeira modernos, exceto aqueles feitos de latão, são formados em máquinas de laminação de roscas. Esses parafusos têm diâmetro constante, roscas com diâmetro maior que a haste, e são mais resistentes porque o processo de laminação não corta o grão do metal.

Máquina parafusos

Os padrões ASME especificam uma variedade de "parafusos de máquina" [16] em diâmetros de até 0,75 pol. (19,05 mm). Esses fixadores são geralmente usados ​​como parafusos com porcas, mas também costumam ser inseridos em orifícios roscados (sem porcas). Eles podem ser considerados um parafuso ou parafuso com base na distinção do Manual do Maquinário . Na prática, eles tendem a estar disponíveis principalmente em tamanhos menores e os tamanhos menores são chamados de parafusos ou menos ambiguamente como parafusos de máquina, embora alguns tipos de parafuso de máquina possam ser chamados de parafusos de fogão.

Parafusos sextavados

O padrão ASME B18.2.1-1996 especifica parafusos sextavados cuja faixa de tamanho é de 0,25–3 pol. (6,35–76,20 mm) de diâmetro . Esses fechos são muito semelhantes aos parafusos sextavados. Eles diferem principalmente por serem fabricados com tolerâncias mais restritas do que os parafusos correspondentes. O Manual do Machinery refere-se entre parênteses a esses fixadores como "Parafusos sextavados acabados". [17] Razoavelmente, esses fixadores podem ser chamados de parafusos, mas com base no documento do governo dos EUA Distinguishing Bolts from Screws , o governo dos EUA pode classificá-los como parafusos devido à tolerância mais rígida. [18] Em 1991, respondendo a um influxo de fechos falsificados, o Congresso aprovou o PL 101-592 [19]"Fastener Quality Act" Isso resultou na reescrita das especificações pelo comitê ASME B18. B18.2.1 [20] foi reescrito e, como resultado, eles eliminaram os "Parafusos sextavados acabados" e os renomearam como "Parafuso sextavado" - um termo que existia no uso comum muito antes, mas agora também estava sendo codificado como um nome oficial para o padrão ASME B18.

Lug parafusos e os parafusos de cabeça

Esses termos se referem a fixadores que são projetados para serem rosqueados em um orifício roscado que faz parte da montagem e, portanto, com base na distinção do Manual do Maquinário, eles seriam parafusos. Aqui, os termos comuns estão em desacordo com a distinção do Machinery's Handbook . [21] [22]

Parafuso lag

Parafuso lag, também chamado de parafuso lag

Parafusos de lag (EUA) ou parafusos de ônibus (Reino Unido, Austrália e Nova Zelândia) (também chamados de parafusos de lag ou parafusos de ônibus , embora este seja um nome impróprio ) são parafusos de madeira grandes. A cabeça é normalmente um hexágono externo. Os parafusos hexagonais métricos são cobertos pelo DIN 571. Os parafusos hexagonais e de cabeça quadrada são cobertos pela ASME B18.2.1. Um parafuso guia típico pode variar em diâmetro de 4 a 20 mm ou # 10 a 1,25 pol (4,83 a 31,75 mm) e comprimentos de 16 a 200 mm ou 14 a 6 pol (6,35 a 152,40 mm) ou mais, com as roscas grossas de uma rosca de parafuso para madeira ou de folha de metal (mas maior).

Os materiais são geralmente substrato de aço carbono com um revestimento de galvanização de zinco (para resistência à corrosão). O revestimento de zinco pode ser brilhante (galvanizado), amarelo (galvanizado) ou cinza fosco galvanizado por imersão a quente . Os parafusos deslizantes são usados ​​para unir a estrutura de madeira, para unir os pés das máquinas aos pisos de madeira e para outras aplicações pesadas de carpintaria. O retardo do modificador atributivo veio de um uso principal inicial de tais fixadores: a fixação de travas , como aduelas de barril e outras peças semelhantes. [23]

Esses fixadores são "parafusos" de acordo com os critérios do Machinery's Handbook , e o termo obsoleto "lag bolt" foi substituído por "lag parafuso" no Handbook . [24] No entanto, para muitos comerciantes, eles são "parafusos", porque são grandes, com cabeças hexagonais ou quadradas.

Padrões do governo dos Estados Unidos

O governo federal dos Estados Unidos fez um esforço para formalizar a diferença entre um parafuso e um parafuso, porque tarifas diferentes se aplicam a cada um. [25] O documento parece não ter efeito significativo no uso comum e não elimina a natureza ambígua da distinção entre parafusos e parafusos para alguns fixadores roscados. O documento também reflete (embora provavelmente não tenha originado) confusão significativa de uso de terminologia que difere entre a comunidade legal / estatutária / regulatória e a indústria de fixadores. A redação legal / estatutária / regulatória usa os termos "grosso" e "fino" para se referir ao rigor da tolerânciafaixa, referindo-se basicamente a "alta qualidade" ou "baixa qualidade", mas esta é uma escolha ruim de termos, porque esses termos na indústria de fixadores têm um significado diferente (referindo-se à inclinação do avanço da hélice ).

Questão histórica

Os antigos padrões USS e SAE definiam os parafusos de fixação como fixadores com hastes rosqueadas na cabeça e os parafusos como fixadores com hastes parcialmente desenroscadas. [26] A relação desta regra com a ideia de que um parafuso por definição pega uma porca é clara (porque a seção não rosqueada da haste, que é chamada de garra , deveria passar pelo substrato sem rosquear nele). Esta é agora uma distinção obsoleta, embora parafusos grandes ainda tenham seções de haste não rosqueadas.

Embora não haja razão para considerar esta definição obsoleta, porque está longe de ser claro que "um parafuso, por definição, leva uma porca". Usando um "ferrolho" de ônibus como exemplo (e tem sido um 'ferrolho' por muito tempo). Não se destinava originalmente a receber uma noz, mas tinha uma haste. Seu propósito não era passar por todo o substrato, mas apenas um pedaço dele, enquanto a parte rosqueada se encaixava no outro a fim de puxar e prender os materiais juntos. O parafuso da 'carruagem' foi derivado disso e foi empregado mais para acelerar a fabricação do que para cumprir uma função diferente. O parafuso do carro passa por ambas as peças de materiais e emprega uma porca para fornecer a força de aperto. Ambos ainda são, no entanto, parafusos.

Vocabulário controlado contra linguagem natural

As distinções acima são aplicadas no vocabulário controlado das organizações de padronização . No entanto, às vezes há diferenças entre o vocabulário controlado e o uso da linguagem natural das palavras por mecânicos, mecânicos de automóveis e outros. Essas diferenças refletem a evolução linguística moldada pela mudança da tecnologia ao longo dos séculos . As palavras parafuso e parafuso existem desde antes de existir a mistura moderna de tipos de fixadores, e o uso natural dessas palavras evoluiu retronimamenteem resposta à mudança tecnológica. (Ou seja, o uso de palavras como nomes de objetos muda conforme os objetos mudam.) Os fechos sem rosca predominaram até o advento do aparafusamento prático e barato no início do século XIX. O significado básico da palavra parafuso envolve há muito tempo a ideia de uma rosca helicoidal, mas o parafuso de Arquimedes e a broca do parafuso (como um saca-rolhas) precederam o fixador.

A palavra parafuso também é uma palavra muito antiga e foi usada durante séculos para se referir a hastes de metal que passavam pelo substrato para serem fixadas no outro lado, muitas vezes por meios não rosqueados (rebitagem, forja solda, fixação, cunha, etc. ) A conexão desse sentido com o sentido de um ferrolho de porta ou do ferrolho de besta é aparente. No século 19, os parafusos fixados por meio de roscas eram frequentemente chamados de parafusos de parafuso em contraste com os parafusos de aperto .

No uso comum, a distinção (não rigorosa) é frequentemente que os parafusos são menores do que os parafusos e que os parafusos geralmente são cônicos, enquanto os parafusos não são. Por exemplo, os parafusos da cabeça do cilindro são chamados de "parafusos" (pelo menos no uso na América do Norte), apesar do fato de que, por algumas definições, eles deveriam ser chamados de "parafusos". Seu tamanho e sua semelhança com um parafuso que levaria uma porca parecem, lingüisticamente, anular quaisquer outros fatores nessa tendência natural de escolha de palavras.

Outras distinções

Os parafusos foram definidos como fixadores de cabeça com roscas externas que atendem a uma especificação de rosca de parafuso exata e uniforme (como rosca de parafuso métrico ISO M, MJ, Padrão de Rosca Unificada UN, UNR e UNJ), de modo que podem aceitar uma porca não cônica . Os parafusos são então definidos como fixadores com cabeça e rosqueados externamente que não atendem à definição de parafusos acima. [ carece de fontes? ] Essas definições de parafuso e parafuso eliminam a ambigüidade da distinção do manual do Machinery . E é por isso, talvez, que algumas pessoas os favoreçam. No entanto, eles não são compatíveis com o uso comum das duas palavras, nem são compatíveis com as especificações formais.

Uma possível distinção é que um parafuso é projetado para cortar sua própria rosca; não precisa de acesso ou exposição ao lado oposto do componente ao qual está sendo fixado. Esta definição de parafuso é ainda mais reforçada pela consideração dos desenvolvimentos de fixadores como os parafusos Tek, com cabeças redondas ou hexagonais, para revestimento de telhado, parafusos autoperfurantes e autorroscantes para várias aplicações de fixação de metal, parafusos de ripa de telhado para reforçar a conexão entre a ripa do telhado e a viga, parafusos de deck etc. Por outro lado, um parafuso é a parte macho de um sistema de fixação projetado para ser aceito por um soquete pré-equipado (ou porca) exatamente com o mesmo projeto de rosca. [ citação necessária ]

Tipos de parafusos e porcas

Os fixadores roscados têm uma haste cônica ou uma haste não cônica. Os fixadores com hastes cônicas são projetados para serem inseridos diretamente em um substrato ou em um orifício piloto em um substrato. As roscas conjugadas são formadas no substrato à medida que esses fixadores são inseridos. Os fixadores com haste não cônica geralmente são projetados para se acoplar a uma porca ou para serem cravados em um orifício roscado.

Fixadores com uma haste afunilada

Nome americano Nome britânico Descrição
Um parafuso 01.JPG parafuso de aglomerado de parafuso para aglomerado de
partículas
Semelhante a um parafuso de drywall, exceto que tem uma haste mais fina e fornece melhor resistência à tração em painéis de aglomerado, enquanto compensado contra uma menor resistência ao cisalhamento. As roscas dos parafusos para painéis de partículas são assimétricas.
Parafuso para concreto
Tapcons Parafuso para
alvenaria Parafuso
Confast Parafuso
multimaterial parafuso
azul Parafuso
auto-roscante para alvenaria
Titen
Um parafuso de aço inoxidável ou aço carbono para fixar madeira, metal ou outros materiais em concreto ou alvenaria. Os parafusos de concreto são geralmente na cor azul, com ou sem revestimento de corrosão. Eles podem ter uma cabeça plana Phillips ou uma cabeça de arruela hexagonal com fenda. Os tamanhos nominais (rosca) variam de 0,1875 a 0,375 pol. (4,763 a 9,525 mm) e comprimentos de 1,25 a 5 pol. (32 a 127 mm). Normalmente, um instalador usa uma broca de martelo para fazer um orifício piloto para cada parafuso de concreto e uma chave de impacto motorizadapara conduzir o parafuso. O orifício de perfuração deve ser 1/2 "mais longo do que a profundidade de penetração do parafuso. O próprio parafuso deve ser perfurado no mínimo 1" no concreto para segurar com eficácia e no máximo 1-3 / 4 "ou as roscas se desgastarão e perderá o poder de retenção. Idealmente, 1-1 / 4 "a 1-1 / 2" da rosca do parafuso no concreto. [27] Assim, por exemplo, se uma placa de 1/2 "está sendo aparafusada no concreto, um 1 Deve ser usado um parafuso de concreto de -3/4 "a 2".
parafuso de convés Semelhante ao parafuso de drywall, exceto que ele melhorou a resistência à corrosão e geralmente é fornecido em um calibre maior. A maioria dos parafusos de deck tem uma ponta de rosca tipo 17 (tipo sem-fim) para instalação em materiais de deck. Eles têm cabeças de corneta que permitem que o parafuso comprima a superfície da madeira sem quebrá-la.
Pino de parafuso duplo.png parafuso de dupla extremidade
cavilha parafuso
suspensor parafuso
parafuso de corrimão Semelhante a um parafuso para madeira, mas com duas extremidades pontiagudas e sem cabeça, usado para fazer juntas ocultas entre duas peças de madeira.
Um parafuso de gancho tem roscas de madeira em uma extremidade e roscas de máquina na outra. Um parafuso de gancho é usado quando é necessário fixar uma peça de metal a uma superfície de madeira.
parafuso de
acionamento parafuso de acionamento de martelo
Principalmente usado para anexar placas de dados de fabricantes a equipamentos. Liso redondo ou com cabeça de cogumelo com uma rosca multi-start na haste, abaixo da qual está a haste de diâmetro reduzido que atua como um piloto. O parafuso é apertado batendo na cabeça com um martelo e não deve ser removido. [28]
Screw.agr.jpg parafuso de drywall Parafuso especializado com uma cabeça de corneta que é projetado para fixar drywall em madeira ou pregos de metal, no entanto, é um fixador de construção versátil com muitos usos. O diâmetro das roscas dos parafusos do drywall é maior do que o diâmetro da garra.
Parafuso com olhal wood thread.jpg olho parafuso
parafuso olho
videira olho
solto parafuso
olho de parafuso Parafuso com cabeça em laço. Os maiores são às vezes chamados de parafusos de olhal. Projetado para ser usado como ponto de fixação, especialmente para algo que está pendurado nele.
Um olho de videira (pelo menos no Reino Unido) é semelhante a um olho de parafuso, exceto que tem uma haste proporcionalmente mais longa e uma cabeça arredondada menor. Como o termo sugere, os olhos de videira costumam ser usados ​​para prender fios de arame na superfície de edifícios para que as trepadeiras possam se prender.
Tire-fond cropped.JPG parafuso
guia parafuso guia [29]
parafuso de treinador Semelhante a um parafuso de madeira, exceto que é geralmente muito maior em comprimentos de até 15 pol. (381 mm) com diâmetros de 0,25-0,5 pol. (6,35-12,70 mm) em tamanhos comumente disponíveis (loja de ferragens) (sem contar mineração e atrasos de engenharia civil e parafusos de atraso) e geralmente tem uma cabeça de acionamento hexagonal. Os parafusos Lag são projetados para prender com segurança madeiras pesadas ( postes e vigas , cavaletes e pontes de madeira ferroviária) umas às outras ou para prender madeira em alvenaria ou concreto. O padrão alemão é DIN 571, parafusos sextavados para madeira.

Os parafusos lag são geralmente usados ​​com um inserto expansível chamado lag em paredes de alvenaria ou concreto, o lag fabricado com uma jaqueta de metal duro que morde nas laterais do orifício perfurado e o metal interno no lag sendo uma liga mais macia de chumbo, ou zinco ligado com ferro macio. A rosca grossa de um parafuso lag e malha lag deformam-se ligeiramente, tornando-se uma fixação segura, quase impermeável, anticorrosiva e mecanicamente forte.

Mirror Screws.jpg parafuso de espelho Trata-se de um parafuso de cabeça chata para madeira com furo roscado na cabeça, que recebe uma tampa aparafusada cromada. Geralmente é usado para montar um espelho.
Phillips screw.jpg parafuso de chapa de metal Possui fios afiados que cortam um material como chapa de metal, plástico ou madeira. Às vezes, eles têm entalhes na ponta para ajudar na remoção de cavacos durante o corte da rosca. A haste é geralmente rosqueada até a cabeça. Os parafusos de chapa metálica são excelentes fixadores para prender ferragens de metal à madeira porque a haste totalmente rosqueada oferece boa retenção na madeira.
Twinfast.jpg Parafuso Twinfast Um parafuso Twinfast é um tipo de parafuso com duas roscas (ou seja, um parafuso de dupla entrada ), de modo que pode ser acionado duas vezes mais rápido que um parafuso normal (ou seja, de uma única) com o mesmo passo. [30] Parafusos de parede seca designados como finos são os parafusos mais comuns para usar o estilo twinfast de roscas. [31]
Parafuso para madeira.JPG parafuso de Madeira Um parafuso de metal com uma ponta afiada, projetado para unir duas peças de madeira. Parafusos de madeira estão normalmente disponíveis com cabeças planas, pan ou ovais. Um parafuso para madeira geralmente tem uma haste parcialmente sem rosca abaixo da cabeça. A parte não rosqueada da haste é projetada para deslizar através da placa superior (mais próxima da cabeça do parafuso) para que possa ser puxada firmemente à placa à qual está sendo fixada. Parafusos de madeira em polegadas nos EUA são definidos por ANSI-B18.6.1-1981 (R2003), enquanto na Alemanha eles são definidos por DIN 95 (parafusos de madeira com cabeça escareada elevada com fenda (oval)), DIN 96 (madeira com cabeça redonda com fenda parafusos) e DIN 97 (parafusos de madeira de cabeça escareada (chata) com fenda).
Securityscrew.jpg Parafuso de cabeça de segurança Esses parafusos são usados ​​para fins de segurança e onde houver probabilidade de vandalismo e / ou roubo. A cabeça deste tipo de parafuso é impossível de inverter. Requer ferramentas ou mecanismos especiais como chaves inglesas , asas triplas , torxes , chaves quadradas, etc. Em alguns parafusos, a cabeça pode ser removida quebrando-a após a instalação do parafuso.

Fixadores com uma haste não afunilada

Nome americano Nome britânico Descrição
AnchorBolt M12 01.jpg âncora Bolt Um tipo especial de parafuso que é fixado no concreto, com roscas de parafuso projetando-se acima da superfície do concreto para aceitar uma porca.
parafuso de ruptura Um parafuso separável é um parafuso com uma haste roscada oca, projetada para se soltar com o impacto. Normalmente usado para prender hidrantes, para que eles se soltem ao serem atingidos por um carro. Também usado em aeronaves para reduzir o peso.
Tornillo (Tipos de cabeza) .png parafuso de tampa O termo parafuso de tampa refere-se a muitas coisas diferentes em momentos e lugares diferentes. Atualmente, refere-se mais estritamente a um estilo de cabeça (veja a galeria abaixo). De forma mais ampla e mais comum, refere-se ao grupo de parafusos: parafusos de ombro, cabeças hexagonais, cabeças rebaixadas, cabeças de botão e cabeças de filete. Nos Estados Unidos, os parafusos de cabeça são definidos pela ASME B18.6.2 e ASME B18.3. [32] [33] No passado, o termo parafuso de cabeça , em geral, referia-se a parafusos que deveriam ser usados ​​em aplicações onde uma porca não era usada; no entanto, as características que o diferenciam de um parafuso variam com o tempo. Em 1910, Anthony o definiu como um parafuso com uma cabeça hexagonal mais espessa do que a cabeça de um parafuso, mas a distância entre as partes planas era menor que a de um parafuso. [34]Em 1913, Woolley e Meredith os definiram como Anthony, mas deram as seguintes dimensões: parafusos sextavados de até 716 polegadas (11,1125 mm), inclusive, têm uma cabeça 316 polegadas (4,7625 mm) maior do que a haste diâmetro; parafusos maiores que 12 pol. (12,7 mm) de diâmetro têm uma cabeça que é 14 pol. (6,35 mm) maior do que a haste. Quadrados parafusos de cabeça até e incluindo 3 / 4 polegadas (19,05 mm) tem uma cabeça 1 / 8 de polegada (3,175 mm) maior do que a haste; parafusos maiores que 34polegadas (19,05 mm) têm uma cabeça 14 polegadas (6,35 mm) maior do que a haste. [35] Em 1919, Dyke os definiu como parafusos que são rosqueados até a cabeça. [26]
Din 912.jpg
Bolt de cabeça de botão.tif
parafuso de soquete Um parafuso de fixação tomada, também conhecido como uma cabeça de parafuso de cabeça de soquete , parafuso tomada , ou parafuso de Allen , é um tipo de parafuso com uma cabeça cilíndrica e furo de accionamento hexagonal. O termo parafuso de cabeça de encaixe normalmente se refere a um tipo de fixador roscado cujo diâmetro da cabeça é nominalmente 1,5 vezes maior que o diâmetro da haste do parafuso ( principal ), com uma altura da cabeça igual ao diâmetro da haste (projeto da série 1960). Liga forjada com tratamento térmico exemplos são fixadores de alta resistência destinados às aplicações mecânicas mais exigentes, com formulações de ligas especiais disponíveis que são capazes de manter a resistência em temperaturas acima de 1000 graus F (587 graus C).

Além do design da série 1960, outros designs de cabeça incluem cabeça baixa, cabeça de botão e cabeça chata, esta última projetada para ser encaixada em orifícios escareados . Uma chave hexagonal (às vezes chamada de chave Allen ou chave Allen ) ou chave hexagonal é necessária para apertar ou afrouxar um parafuso de encaixe. Parafusos de cabeça de soquete são comumente usados ​​em montagens que não fornecem espaço suficiente para uma chave convencional ou soquete .

Carriage bolts.jpg parafuso de carruagem parafuso de cabeça de copo, parafuso treinador Um parafuso de carruagem, também conhecido como parafuso de carruagem, tem uma cabeça abaulada ou escareada, e a haste é encimada por uma seção quadrada curta sob a cabeça. A seção quadrada se agarra à parte que está sendo fixada (normalmente de madeira), evitando que o parafuso gire quando a porca é apertada. Os parafusos do carro são usados ​​para fornecer um acabamento liso no exterior do pára-choque de metal do automóvel, a seção quadrada alinhada com um orifício quadrado no pára-choque para fornecer anti-rotação. Um parafuso de transporte de pescoço de costela tem várias costelas longitudinais em vez da seção quadrada, para prender em uma parte de metal que está sendo fixada.
Elevatorbolt.jpg parafuso do elevador Um parafuso de elevador é semelhante a um parafuso de carro, exceto que a cabeça (ou pé, dependendo da aplicação) é fina e plana. Existem muitas variações. [36] Os parafusos do elevador são projetados para serem usados ​​para nivelar aparelhos ou móveis.
olhal Um parafuso de olhal é um parafuso com uma cabeça em forma de laço.
Bout.jpg parafuso
sextavado parafuso sextavado
Um parafuso de cabeça hexagonal é um parafuso de cabeça hexagonal, projetado para ser acionado por uma chave (chave inglesa). Um parafuso de cabeça compatível com ASME B18.2.1 tem tolerâncias um pouco mais estreitas do que um parafuso sextavado para a altura da cabeça e o comprimento da haste. A natureza da diferença de tolerância permite que um parafuso sextavado ASME B18.2.1 sempre se encaixe onde um parafuso sextavado está instalado, mas um parafuso sextavado pode ser um pouco grande para ser usado onde um parafuso sextavado é projetado.
Parafuso de ajuste fino de 100 TPI com close up, outubro de 2012.jpg Parafuso de ajuste fino O termo parafuso de ajuste fino normalmente se refere a parafusos com roscas de 40–100 TPI (Rosca por polegada) (passo de 0,5 mm a 0,2 mm) e parafuso de ajuste ultrafino foi usado para se referir a 100–254 TPI (0,2 mm a 0,1 mm tom). Esses parafusos são usados ​​com mais frequência em aplicações onde o parafuso é usado para controlar o movimento preciso de um objeto.
44215700s 04.jpg parafuso da máquina Um parafuso de máquina é geralmente um fixador menor (menos de 14 pol. (6,35 mm) de diâmetro) rosqueado em todo o comprimento de sua haste que geralmente tem um tipo de acionamento rebaixado (com fenda, Phillips, etc.). Parafusos de máquina também são feitos com cabeça de soquete (veja acima), caso em que podem ser referidos como parafusos de máquina de cabeça de soquete.
Plowbolt.jpg Shiny Ploughshares.jpg parafuso de arado parafuso de arado Um parafuso de arado é um parafuso semelhante a um parafuso de carro, exceto que a cabeça é plana ou côncava e a parte inferior da cabeça é um cone projetado para se encaixar em um recesso escareado. Os parafusos do arado fornecem uma superfície lisa para prender a lâmina do arado em sua viga, onde uma cabeça elevada sofreria abrasão do solo. Existem muitas variações, com algumas não usando uma base quadrada, mas sim uma chave, uma ranhura de bloqueio ou outros meios. O recesso na parte correspondente deve ser projetado para aceitar o parafuso de arado específico. A norma ASME B18.9 recomenda parafusos de arado de cabeça n ° 3 (cabeça redonda escareada, pescoço quadrado) e parafusos de arado de cabeça n ° 7 (cabeça de chave reversa escareada redonda) para novos projetos. As dimensões necessárias para os estilos de cabeça podem ser encontradas na norma. [37] [38] [39]
Vis-auto-foreuse.jpeg parafuso auto-perfurante parafuso
Tek
Semelhante a um parafuso de chapa metálica, mas tem uma ponta em forma de broca para cortar o substrato para eliminar a necessidade de fazer um orifício piloto. Projetado para uso em aço macio ou outros metais. Os pontos são numerados de 1 a 5; quanto maior o número, mais espesso o metal pode passar sem um orifício piloto. Um ponto de 5 pode perfurar 0,5 pol. (12,7 mm) de aço, por exemplo.
Vis-auto-taraudeuse.jpeg parafuso de máquina auto-roscante Um parafuso de máquina autorroscante é semelhante a um parafuso de máquina, exceto que a parte inferior da haste é projetada para cortar roscas à medida que o parafuso é inserido em um orifício não perfurado. A vantagem deste tipo de parafuso em relação ao parafuso autoperfurante é que, se o parafuso for reinstalado, novas roscas não serão cortadas à medida que o parafuso é acionado.
Bolt nut.jpg definir parafuso parafuso da torneira, parafuso de ajuste Um parafuso que é rosqueado até a cabeça. Um conjunto / parafuso macho compatível com ASME B18.2.1 tem as mesmas tolerâncias que um parafuso sextavado compatível com ASME B18.2.1.
Parafusos de fixação (PSF) .png parafuso de fixação parafuso sem cabeça Um parafuso de ajuste é geralmente um parafuso sem cabeça, mas pode ser qualquer parafuso usado para fixar uma peça rotativa a um eixo, como um eixo de linha ou contraeixo . O parafuso de ajuste é conduzido através de um orifício roscado na parte rotativa até ficar apertado contra o eixo. O tipo mais usado é o parafuso de ajuste de soquete, que é apertado ou afrouxado com uma chave sextavada.
Din 610.jpg parafuso de
ombro parafuso de ombro
parafuso stripper Um parafuso de ressalto difere de parafusos de máquina porque a haste é fixada em um diâmetro preciso, conhecido como ressalto , e a porção roscada é menor em diâmetro do que o ressalto. As especificações dos parafusos de ombro indicam o diâmetro do ombro, o comprimento do ombro e o diâmetro da rosca; o comprimento da rosca é fixo, com base no diâmetro da rosca, e geralmente bastante curto. Os parafusos de ombro podem ser fabricados em muitos materiais, como liga de aço tratado termicamente para máxima resistência e resistência ao desgaste e aço inoxidável para sua resistência à corrosão e propriedades não magnéticas. As aplicações comuns para parafusos de ombro incluem articulações de mecanismo rotativo , pivôs de ligação e guias para a placa separadorade um conjunto de moldes de formação de metal . Na última aplicação, o termo parafuso removedor é freqüentemente substituído. Os parafusos de ombro de aço inoxidável são usados ​​com dispositivos de movimento linear, como rolamentos, guias e pivôs em aplicações eletrônicas e outras aplicações mecânicas críticas.
parafuso do fogão parafuso de sarjeta Um parafuso de fogão é um tipo de parafuso de máquina que tem uma cabeça redonda ou plana e é rosqueado na cabeça. Eles geralmente são feitos de aço de baixo grau, têm uma ranhura ou drive Phillips e são usados ​​para unir peças de chapa metálica usando uma porca hexagonal ou quadrada. [40]
parafuso de controle de tensão Um parafuso de controle de tensão (parafuso TC) é um parafuso reforçado usado na construção de estruturas de aço. A cabeça é geralmente abaulada e não foi projetada para ser acionada. A extremidade da haste possui uma ranhura que é engatada por uma chave especial que evita que o parafuso gire enquanto a porca é apertada. Quando o torque apropriado é alcançado, a ranhura é cortada.
parafusos de rosca Estes têm uma seção transversal lobulada (geralmente triangular). Eles formam roscas em um orifício pré-existente na peça de trabalho correspondente, empurrando o material para fora durante a instalação. Em alguns casos, o furo devidamente preparado em chapa de metal usa um furo extrudado. A extrusão forma uma entrada e um comprimento de rosca extra para melhor retenção. Os parafusos de laminação de roscas são freqüentemente usados ​​onde cavacos soltos formados por uma operação de rosqueamento não podem ser tolerados.

Fixadores com construído em arruelas

Um fixador com uma arruela embutida é chamado de SEM ou SEMS, abreviação de pré-como SEM sangrado. [41] [42] Ele pode ser encaixado em uma haste cônica ou não cônica.

Outros elementos de fixação rosqueados

Superbolt, ou multi-jackbolt tensor

Um tensionador superbolt ou multi-jackbolt é um tipo alternativo de fixador que atualiza ou substitui porcas, parafusos ou pinos existentes. A tensão no parafuso é desenvolvida apertando-se os jackbolts individuais, que são rosqueados através do corpo da porca e pressionados contra uma arruela endurecida. Por causa disso, a quantidade de torque necessária para atingir uma determinada pré-carga é reduzida. A instalação e a remoção de qualquer tamanho de tensionador são realizadas com ferramentas manuais, o que pode ser vantajoso ao lidar com aplicações de aparafusamento de grande diâmetro.

Os parafusos para ossos

O campo de parafusos e outras ferragens para fixação interna dentro do corpo é enorme e diversificado. Assim como a prótese , integra os campos industrial e médico-cirúrgico, gerando tecnologias de manufatura (como usinagem , CAD / CAM e impressão 3D) para se cruzar com a arte e a ciência da medicina. Como a aeroespacial e a energia nuclear, este campo envolve algumas das mais altas tecnologias para fixadores, bem como alguns dos mais altos preços, pela simples razão de que desempenho, longevidade e qualidade devem ser excelentes em tais aplicações. Parafusos ósseos tendem a ser feitos de aço inoxidável ou titânio e costumam ter recursos de última geração, como roscas cônicas, roscas multistart, canulação (núcleo oco) e tipos de parafusos proprietários (alguns não são vistos fora dessas aplicações).

Lista de abreviaturas para os tipos de parafusos

Essas abreviações têm uso de jargão entre os especialistas em fixadores (que, trabalhando com muitos tipos de parafusos o dia todo, precisam abreviar menções repetitivas). Os menores básicos podem ser incorporados aos maiores; por exemplo, sabendo que "FH" significa "cabeça plana", pode ser possível analisar o resto de uma abreviatura mais longa contendo "FH".

Essas abreviações não são padronizadas universalmente nas empresas; cada empresa pode cunhar o seu próprio. Os mais obscuros podem não estar listados aqui.

O espaçamento extra entre os termos vinculados abaixo ajuda o leitor a ver a análise correta rapidamente.

Abreviação Expansão Comente
BH cabeça de botão
BHCS  parafuso de cabeça de botão
BHMS  parafuso de máquina de cabeça de botão
CS parafuso de tampa
FH Cabeça chata
FHCS parafuso de cabeça chata
FHP  Phillips cabeça chata
FHSCS cabeça plana  tomada  parafuso tampão
FHPMS  parafuso de máquina Phillips de  cabeça plana
FT discussão completa
HHCS parafuso sextavado
HSHCS  Parafusos de cabeça sextavada
em parafuso da máquina
OH cabeça oval
PH Cabeça Phillips
RH cabeça redonda
RHMS  parafuso de máquina de cabeça redonda
RHP cabeça redonda  Phillips
RHPMS  parafuso de máquina Phillips de  cabeça redonda
SBHCS   parafuso de cabeça de botão de soquete
SBHMS  parafuso de máquina de cabeça de botão de  soquete
SH cabeça de soquete Embora "cabeça de soquete" possa logicamente se referir a quase qualquer unidade fêmea , ela se refere por convenção a cabeça de soquete hexagonal, a menos que seja especificado de outra forma.
SHCS  parafuso de cabeça de soquete
SHSS  parafuso de ajuste de cabeça de soquete Às vezes, parafuso de ombro de cabeça de soquete.
WL parafuso de fixação A abreviatura "SS" significa mais frequentemente aço inoxidável . Portanto, "parafuso de fixação SS" significa "parafuso de fixação de aço inoxidável", mas "SHSS" significa "parafuso de fixação de cabeça de soquete". Como acontece com muitas abreviações, os usuários contam com o contexto para diminuir a ambigüidade, embora essa confiança não a elimine.
STS parafuso auto-roscante

Materiais

Parafusos e pernos são geralmente feitos de aço . Onde for necessária grande resistência a intempéries ou corrosão, como em parafusos muito pequenos ou implantes médicos, materiais como aço inoxidável , latão , titânio , bronze , bronze silício ou monel podem ser usados.

A corrosão galvânica de metais diferentes pode ser evitada (usando parafusos de alumínio para faixas de vidros duplos, por exemplo) com uma escolha cuidadosa do material. Alguns tipos de plástico, como o náilon ou o politetrafluoretileno (PTFE), podem ser roscados e utilizados em fixações que requerem resistência moderada e grande resistência à corrosão ou para fins de isolamento elétrico .

Muitas vezes, um revestimento de superfície é utilizado para proteger o fixador da corrosão (por exemplo, revestimento de zinco brilhante para parafusos de aço), para conferir um acabamento decorativo (por exemplo Japanning ) ou de outro modo alterar as propriedades de superfície do material de base.

Os critérios de seleção dos materiais do parafuso incluem: tamanho, resistência necessária, resistência à corrosão, material da junta, custo e temperatura.

Classificações mecânicos

Os números estampados na cabeça do parafuso referem-se ao grau do parafuso usado em determinada aplicação com a resistência de um parafuso. Os parafusos de aço de alta resistência geralmente têm uma cabeça hexagonal com uma classificação de resistência ISO (chamada de classe de propriedade ) estampada na cabeça. E a ausência de marcação / número indica um parafuso de grau inferior com baixa resistência. As classes de propriedade usadas com mais frequência são 5.8, 8.8 e 10.9. O número antes do ponto é a resistência à tração final em MPadividido por 100. O número após o ponto é a razão do multiplicador entre a resistência ao escoamento e a resistência à tração final. Por exemplo, um parafuso de classe de propriedade 5.8 tem uma resistência à tração final nominal (mínima) de 500 MPa e uma resistência à tração de 0,8 vezes a resistência à tração final ou 0,8 (500) = 400 MPa.

A resistência à tração final é a tensão de tração na qual o parafuso falha. A resistência à tração é a tensão na qual o parafuso cederá em tensão em toda a seção do parafuso e receberá um conjunto permanente (um alongamento do qual não se recuperará quando a força for removida) de 0,2% de tensão compensada . A força de prova é a força utilizável do fixador. O teste de tensão de um parafuso até a carga de prova não deve causar deformação permanente do parafuso e deve ser conduzido em fixadores reais em vez de calculados. [43]Se um parafuso for tensionado além da carga de prova, ele pode se comportar de maneira plástica devido ao ceder nas roscas e a pré-carga de tensão pode ser perdida devido às deformações plásticas permanentes. Ao alongar um fixador antes de atingir o limite de elasticidade, diz-se que o fixador opera na região elástica; ao passo que o alongamento além do limite de elasticidade é referido como operando na região de plástico do material do parafuso. Se um parafuso for carregado com tensão além de sua resistência de prova, o escoamento na seção final da raiz do parafuso continuará até que toda a seção comece a ceder e ela tenha excedido sua resistência ao escoamento. Se a tensão aumentar, o parafuso se fratura em sua força final.

Os parafusos de aço macio têm classe de propriedade 4.6, que é de resistência máxima de 400 MPa e de 0,6 * 400 = 240 MPa de resistência ao escoamento. Os parafusos de aço de alta resistência têm classe de propriedade 8.8, que é a resistência máxima de 800 MPa e 0,8 * 800 = 640 MPa de resistência ao escoamento ou superior.

O mesmo tipo de parafuso ou perno pode ser feito em muitos tipos diferentes de material. Para aplicações críticas de alta resistência à tração, os parafusos de baixo grau podem falhar, resultando em danos ou ferimentos. Nos parafusos padrão SAE, um padrão distinto de marcação é impresso nas cabeças para permitir a inspeção e validação da resistência do parafuso. [44] No entanto, fixadores falsificados de baixo custo podem ser encontrados com resistência real muito menor do que a indicada pelas marcações. Esses fechos inferiores são um perigo à vida e à propriedade quando usados ​​em aeronaves, automóveis, caminhões pesados ​​e aplicações críticas semelhantes. [45]

Métrica

Os padrões internacionais para fixadores métricos com rosca externa são ISO 898-1 para classes de propriedades produzidas a partir de aços carbono e ISO 3506-1 para classes de propriedades produzidas a partir de aços resistentes à corrosão.

Polegadas

Existem muitos padrões que regem o material e as propriedades mecânicas de fixadores roscados externos de tamanho imperial. Alguns dos padrões de consenso mais comuns para classes produzidas a partir de aços carbono são ASTM A193, ASTM A307, ASTM A354, ASTM F3125 e SAE J429. Alguns dos padrões de consenso mais comuns para classes produzidas a partir de aços resistentes à corrosão são ASTM F593 e ASTM A193.

Formas cabeça do parafuso

(a) panela, (b) cúpula (botão), (c) redondo, (d) treliça (cogumelo), (e) plano (rebaixado), (f) oval (cabeça elevada)
Parafuso de combinação de flange hexagonal / Phillips usado em computadores
Ponta do pão
Um disco baixo com uma borda externa alta e arredondada com grande área de superfície.
Botão ou cabeça de cúpula
Cilíndrico com topo arredondado.
Cabeça redonda
Uma cabeça em forma de cúpula usada para decoração. [60]
Cogumelo ou Cabeça de treliça
Cúpula de perfil inferior projetada para evitar violação.
Escareado ouCabeça chata
Cônico, com face externa plana e face interna afilada permitindo que afunde no material. O ângulo do parafuso é medido como a abertura do cone .
Oval ou cabeça levantada
Cabeça de parafuso decorativa com fundo rebaixado e topo arredondado. [60] Também conhecido como "rebaixado elevado" no Reino Unido.
Cabeça de clarim
Semelhante ao escareado, mas há uma progressão suave da haste ao ângulo da cabeça, semelhante ao sino de uma corneta.
Cabeça de Queijo
Disco com borda externa cilíndrica, altura de aproximadamente metade do diâmetro da cabeça.
Cabeça de filiste
Cilíndrico, mas com uma superfície superior ligeiramente convexa. A relação altura / diâmetro é maior do que a da cabeça de queijo.
Cabeça flangeada
Uma cabeça flangeada pode ser qualquer um dos estilos de cabeça acima (exceto os estilos escareados) com a adição de um flange integrado na base da cabeça. Isso elimina a necessidade de uma arruela plana .

Algumas variedades de parafusos são fabricados com uma cabeça quebrável, que se desprende quando o torque adequado é aplicado. Isso evita adulterações e também fornece uma junta facilmente inspecionável para garantir a montagem correta. Um exemplo disso são os parafusos de cisalhamento usados ​​nas colunas de direção do veículo , para proteger a chave de ignição .

Tipos de parafuso unidade s

Os parafusos modernos empregam uma ampla variedade de designs de acionamento, cada um exigindo um tipo diferente de ferramenta para acioná-los ou extraí-los. As unidades de parafuso mais comuns são as com fenda e Phillips nos EUA; hex, Robertson e Torx também são comuns em algumas aplicações, e Pozidriv substituiu quase completamente Phillips na Europa. Alguns tipos de acionamento são destinados à montagem automática na produção em massa de itens como automóveis. Tipos de parafusadeira mais exóticos podem ser usados ​​em situações em que a adulteração é indesejável, como em aparelhos eletrônicos que não devem ser reparados por reparadores domésticos.

Ferramentas

Uma chave elétrica aparafusa um parafuso de cabeça Phillips auto-atarraxante na madeira

A ferramenta manual usada para apertar a maioria dos parafusos é chamada de chave de fenda . Uma ferramenta elétrica que faz o mesmo trabalho é uma chave de fenda elétrica ; as brocas também podem ser usadas com acessórios de aparafusamento. Onde a força de retenção da junta aparafusada é crítica, chaves de fenda de medição e limitação de torque são usadas para garantir que força suficiente, mas não excessiva, seja desenvolvida pelo parafuso. A ferramenta manual para apertar fixadores com rosca hexagonal é uma chave inglesa (uso no Reino Unido) ou chave inglesa (uso nos EUA), enquanto um ajustador de porca é usado com uma chave de fenda elétrica.

Normas de Tópicos

Existem muitos sistemas para especificar as dimensões dos parafusos, mas em grande parte do mundo a série preferida de rosca métrica ISO substituiu os muitos sistemas mais antigos. Outros sistemas relativamente comuns incluem o British Standard Whitworth , o sistema BA (British Association) e o Unified Thread Standard .

ISO rosca métrica

Os princípios básicos da rosca métrica ISO são definidos no padrão internacional ISO 68-1 e as combinações preferidas de diâmetro e passo estão listadas na ISO 261. O subconjunto menor de combinações de diâmetro e passo comumente usados ​​em parafusos, porcas e parafusos é dado em ISO 262 . O valor do passo mais comumente usado para cada diâmetro é o passo grosso . Para alguns diâmetros, uma ou duas variantes adicionais de passo fino também são especificadas, para aplicações especiais, como roscas em tubos de paredes finas. As roscas de parafusos métricos ISO são designadas pela letra M seguida pelo diâmetro maior da rosca em milímetros (por exemplo, M8 ). Se o fio não usa o normalpasso grosso (por exemplo, 1,25 mm no caso de M8), então o passo em milímetros também é anexado com um sinal de multiplicação (por exemplo, "M8 × 1" se a rosca do parafuso tiver um diâmetro externo de 8 mm e avançar 1 mm por 360 ° rotação).

O diâmetro nominal de um parafuso métrico é o diâmetro externo da rosca. O orifício roscado (ou porca) no qual o parafuso se encaixa tem um diâmetro interno que é o tamanho do parafuso menos o passo da rosca. Assim, um parafuso M6, que tem um passo de 1 mm, é feito rosqueando uma haste de 6 mm, e a porca ou furo roscado é feito roscando roscas em um furo de 5 mm de diâmetro (6 mm - 1 mm).

Parafusos hexagonais métricos , parafusos e porcas são especificados, por exemplo, nas Normas Internacionais ISO 4014, ISO 4017 e ISO 4032. A tabela a seguir lista a relação dada nessas normas entre o tamanho da rosca e a largura máxima entre as faces hexagonais (chave Tamanho):

Rosca métrica ISO M1.6 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 M36 M42 M48 M56 M64
Tamanho da chave (mm) 3,2 4 5 5,5 7 8 10 13 16 ou 17 19 24 30 36 46 55 65 75 85 95

Além disso, os seguintes tamanhos intermediários não preferenciais são especificados:

Rosca métrica ISO M3.5 M14 M18 M22 M27 M33 M39 M45 M52 M60
Tamanho da chave (mm) 6 21 27 34 41 50 60 70 80 90

Lembre-se de que esses são apenas exemplos e que a largura entre os planos é diferente para parafusos estruturais, parafusos flangeados e também varia de acordo com a organização dos padrões.

Whitworth

A primeira pessoa a criar um padrão (por volta de 1841) foi o engenheiro inglês Sir Joseph Whitworth . Os tamanhos de parafuso Whitworth ainda são usados, tanto para consertar máquinas antigas quanto quando uma rosca mais grossa do que a rosca de fixação métrica é necessária. Whitworth se tornou British Standard Whitworth , abreviado para BSW (BS 84: 1956) e a linha British Standard Fine (BSF) foi introduzida em 1908 porque a linha Whitworth era muito grossa para algumas aplicações. O ângulo da roscaera de 55 °, e a profundidade e o passo variavam com o diâmetro da rosca (ou seja, quanto maior o parafuso, mais grossa a rosca). As chaves inglesas para parafusos Whitworth são marcadas com o tamanho do parafuso, não com a distância entre as partes planas da cabeça do parafuso.

O uso mais comum de um campo de Whitworth hoje em dia é em todos os andaimes do Reino Unido . Além disso, a rosca de tripé fotográfico padrão , que para câmeras pequenas é 1/4 "Whitworth (20 tpi), e para câmeras de médio / grande formato é 3/8" Whitworth (16 tpi). Ele também é usado para pedestais de microfone e seus clipes apropriados, novamente em ambos os tamanhos, junto com "adaptadores de rosca" para permitir que o tamanho menor seja preso a itens que exigem uma rosca maior. Observe que, embora os parafusos de 1/4 " UNC se ajustem a buchas de tripé de câmera BSW de 1/4", a resistência ao escoamento é reduzida pelos diferentes ângulos de rosca de 60 ° e 55 °, respectivamente.

Rosca Associação Britânica parafuso

As roscas de parafuso da British Association (BA), em homenagem à British Association for Advancement of Science, foram criadas em 1884 e padronizadas em 1903. Os parafusos foram descritos como "2BA", "4BA" etc., os números ímpares raramente sendo usados, exceto em equipamento fabricado antes da década de 1970 para centrais telefônicas no Reino Unido. Este equipamento fazia uso extensivo de parafusos BA de números ímpares, a fim - pode-se suspeitar - de reduzir o furto. As roscas BA são especificadas pela British Standard BS 93: 1951 "Especificação para roscas de parafuso da British Association (BA) com tolerâncias para os tamanhos 0 BA a 16 BA"

Embora não relacionados aos parafusos métricos ISO, os tamanhos foram definidos em termos métricos, uma rosca 0BA com 6 mm de diâmetro e 1 mm de passo. Outros fios da série BA estão relacionados ao 0BA em uma série geométrica com fatores comuns 0,9 e 1,2. Por exemplo, uma rosca 4BA tem pitch mm (0,65 mm) e diâmetro  mm (3,62 mm). Embora 0BA tenha o mesmo diâmetro e passo que ISO M6, as roscas têm formas diferentes e não são compatíveis.

As roscas BA ainda são comuns em algumas aplicações de nicho. Certos tipos de máquinas finas, como relógios e medidores de bobinas móveis, tendem a ter roscas BA onde quer que sejam fabricadas. Os tamanhos BA também foram usados ​​extensivamente em aeronaves, especialmente aquelas fabricadas no Reino Unido. O dimensionamento BA ainda é utilizado na sinalização ferroviária, principalmente para terminação de equipamentos elétricos e cabeamento.

As roscas BA são amplamente utilizadas na Engenharia de Modelos, onde os tamanhos menores de cabeça hexagonal tornam os fechos de escala mais fáceis de representar. Como resultado, muitos fornecedores de Engenharia de Modelo do Reino Unido ainda mantêm estoques de fixadores BA de até 8BA e 10BA. 5BA também é comumente usado, pois pode ser rosqueado em uma haste de 1/8. [61]

Unified rosca padrão

O Unified Thread Standard (UTS) é mais comumente usado nos Estados Unidos , mas também é amplamente usado no Canadá e, ocasionalmente, em outros países. O tamanho de um parafuso UTS é descrito usando o seguinte formato: XY , onde X é o tamanho nominal (o orifício ou tamanho da ranhura na prática de fabricação padrão através do qual a haste do parafuso pode ser facilmente empurrada) e Y são as roscas por polegada (TPI). Para tamanhos de 14 polegadas e maiores, o tamanho é dado como uma fração; para tamanhos menores que este, um inteiroé usado, variando de 0 a 16. Os tamanhos inteiros podem ser convertidos para o diâmetro real usando a fórmula 0,060 + (0,013 × número). Por exemplo, um parafuso # 4 tem 0,060 + (0,013 × 4) = 0,060 + 0,052 = 0,112 polegadas de diâmetro. Existem também tamanhos de parafuso menores que "0" (zero ou deveria). Os tamanhos são 00, 000, 0000, que geralmente são chamados de dois ought, três ought e quatro ought. A maioria dos óculos tem os arcos aparafusados ​​à armação com parafusos de tamanho 00-72 (pronuncia-se double ought - setenta e dois). Para calcular o diâmetro principal dos parafusos do tamanho "ought", conte o número de 0 e multiplique esse número por 0,013 e subtraia de 0,060. Por exemplo, o diâmetro principal de uma rosca de parafuso 000-72 é 0,060 - (3 x 0,013) = 0,060 - 0,039 = 0,021 polegadas. Para a maioria dos parafusos de tamanho, existem vários TPI disponíveis,com o mais comum sendo designado como Linha Grossa Unificada (UNC ou UN) e Linha Fina Unificada (UNF ou UF). Nota: Em outros países além dos Estados Unidos e Canadá, o Sistema de Rosca de Parafuso Métrico ISO é usado principalmente hoje. Ao contrário da maioria dos outros países, os Estados Unidos e o Canadá ainda usam o Sistema de Thread Unificado (Polegadas). No entanto, ambos estão migrando para o Sistema Métrico ISO. Estima-se que aproximadamente 60% das roscas de parafuso em uso nos Estados Unidos ainda são baseadas em polegadas.Estima-se que aproximadamente 60% das roscas de parafuso em uso nos Estados Unidos ainda são baseadas em polegadas.Estima-se que aproximadamente 60% das roscas de parafuso em uso nos Estados Unidos ainda são baseadas em polegadas.[62]

Fabricação

Bolt Forming.svg
Parafuso (parafuso) 13-n.PNG

Existem três etapas na fabricação de um parafuso: cabeçalho , laminação de roscas e revestimento . Os parafusos são normalmente feitos de arame , que é fornecido em grandes bobinas, ou barra redonda para parafusos maiores. O fio ou barra é então cortado no comprimento adequado para o tipo de parafuso que está sendo feito; esta peça é conhecida como peça bruta . Em seguida, é a frio , que é um processo de trabalho a frio . Heading produz a cabeçado parafuso. A forma da matriz na máquina determina quais recursos são pressionados na cabeça do parafuso; por exemplo, um parafuso de cabeça chata usa uma matriz chata. Para formas mais complicadas, dois processos de cabeçalho são necessários para inserir todos os recursos na cabeça do parafuso. Este método de produção é usado porque o cabeçalho tem uma taxa de produção muito alta e praticamente não produz resíduos. Parafusos de cabeça com fenda requerem uma etapa extra para cortar a fenda na cabeça; isso é feito em uma máquina caça - níqueis . Essas máquinas são essencialmente fresadoras despojadas, projetadas para processar o maior número possível de peças brutas.

Os espaços em branco são então polidos [ carece de fontes? ] Novamente antes do rosqueamento. Os fios são normalmente produzidos por laminação de fios ; no entanto, alguns são cortados . A peça de trabalho é então lavada com mídia de madeira e couro para fazer a limpeza final e polimento. [ carece de fontes? ] Para a maioria dos parafusos, um revestimento, como galvanoplastia com zinco ( galvanização ) ou aplicação de óxido preto , é aplicado para prevenir a corrosão.

História

Um torno de 1871, equipado com parafuso de avanço e engrenagens de mudança para o corte de parafuso de ponta única.
Uma máquina de parafuso de fuso único Brown & Sharpe .

Embora uma hipótese recente atribua o parafuso de Arquimedes a Senaqueribe , rei da Assíria , os achados arqueológicos e as evidências pictóricas só aparecem no período helenístico e a visão padrão considera que o dispositivo é uma invenção grega , muito provavelmente pelo polímata Arquimedes do século III aC . [63] [ duvidoso ] Embora pareça um parafuso, não é um parafuso no sentido usual da palavra.

Anteriormente, o parafuso havia sido descrito pelo matemático grego Arquitas de Tarento (428–350 aC). No século I aC, os parafusos de madeira eram comumente usados ​​em todo o mundo mediterrâneo em prensas de parafuso para prensar o azeite de oliva de azeitonas e o suco de uvas na vinificação . Os parafusos de metal usados ​​como fixadores eram raros na Europa antes do século 15, se é que eram conhecidos. [64]

Rybczynski mostrou [65] que chaves de fenda de mão (anteriormente chamadas de "parafusos giratórios" em inglês, em paralelo mais direto com seu nome original em francês, tournevis [66] ) existem desde os tempos medievais (na década de 1580 no máximo), embora provavelmente existissem não se tornou verdadeiramente difundido até depois de 1800, uma vez que os fixadores roscados se tornaram mercantilizados, conforme detalhado abaixo.

Havia muitas formas de fixação em uso antes que os fixadores roscados se difundissem. Eles tendiam a envolver carpintaria e smithing em vez de usinagem, e eles envolvidos conceitos como buchas e pinos, cunha, encaixes e encaixes , encaixes , cravando (com ou sem apertando as extremidades das unhas), soldagem forja , e muitos tipos de ligação com cabo feito de couro ou fibra, usando vários tipos de nós . Antes de meados do século 19, contrapinos ou parafusos de pino e "parafusos de aperto" (agora chamados de rebites ), eram usados ​​na construção naval. Colas também existia, embora não na profusão vista hoje.

O parafuso de metal não se tornou um fixador comum até que as máquinas-ferramenta para sua produção em massa fossem desenvolvidas no final do século XVIII. Este desenvolvimento floresceu nas décadas de 1760 e 1770 [67] ao longo de dois caminhos separados que logo convergiram : [68] a produção em massa de parafusos de madeira (ou seja, parafusos feitos de metal para serem usados ​​em madeira) em um sistema especializado, de propósito único e alto volume de produção de máquinas-ferramenta; e a produção de baixa contagem no estilo sala de ferramentas de parafusos de máquina (rosca em V) com fácil seleção entre vários passos (o que quer que o mecânico precise em um determinado dia).

O primeiro caminho foi iniciado pelos irmãos Job e William Wyatt de Staffordshire , Reino Unido, [69] que patentearam em 1760 uma máquina que hoje poderíamos melhor chamar de máquina de parafuso de um tipo antigo e presciente. Ele fazia uso de um parafuso de avanço para guiar a fresa para produzir o passo desejado, [69] e a ranhura era cortada com uma lima rotativa enquanto o fuso principal ficava parado (pré-teste de ferramentas ativas em tornos 250 anos depois). Só em 1776 os irmãos Wyatt tiveram uma fábrica de parafusos para madeira instalada e funcionando. [69] Seu empreendimento faliu, mas novos proprietários logo o fizeram prosperar, e na década de 1780 eles estavam produzindo 16.000 parafusos por dia com apenas 30 funcionários [70]- o tipo de produtividade industrial e volume de produção que mais tarde seria característico da indústria moderna, mas foi revolucionário na época.

Enquanto isso, o fabricante inglês de instrumentos Jesse Ramsden (1735–1800) estava trabalhando na fabricação de ferramentas e na fabricação de instrumentos do problema de aparafusamento, e em 1777 ele inventou o primeiro torno de corte de parafuso satisfatório . [62] O engenheiro britânico Henry Maudslay (1771-1831) ganhou fama ao popularizar tais tornos com seus tornos de aparafusar de 1797 e 1800, contendo a tríade de parafuso de avanço, descanso deslizante e trem de engrenagem de mudança, tudo certo proporções para usinagem industrial. Em certo sentido, ele unificou os caminhos de Wyatts e Ramsden e fez para os parafusos de máquina o que já havia sido feito para os parafusos de madeira, ou seja, um alívio significativo do estímulo à produçãomercantilização . Sua empresa permaneceria líder em máquinas-ferramenta por décadas depois. Uma citação errada de James Nasmyth popularizou a noção de que Maudslay havia inventado o descanso deslizante, mas isso estava incorreto; no entanto, seus tornos ajudaram a popularizá-lo.

Esses desenvolvimentos da era 1760-1800, com os Wyatts e Maudslay sendo indiscutivelmente os motivadores mais importantes, causaram um grande aumento no uso de fechos roscados. A padronização de threadforms começou quase imediatamente, mas não foi concluída rapidamente; tem sido um processo em evolução desde então. Outras melhorias na produção em massa de parafusos continuaram a empurrar os preços unitários cada vez mais para baixo nas próximas décadas, ao longo do século XIX. [71]

Em 1821, a primeira fábrica de parafusos nos Estados Unidos foi construída por Hardman Philips em Moshannon Creek, perto de Philipsburg, para a fabricação de parafusos rombos de metal. Um especialista na fabricação de parafusos, Thomas Lever foi trazido da Inglaterra para dirigir a fábrica. A fábrica era movida a vapor e água, e o combustível usado era carvão vegetal de madeira dura. Os parafusos eram feitos de arame preparado por “aparelhos de laminação e trefilação” de ferro fabricado em uma forja próxima. A rosca não foi um sucesso comercial. Ele acabou falhando devido à competição do parafuso pontiagudo de menor custo e cessou as operações em 1836. [72]

O desenvolvimento americano do torno revólver (1840) e das máquinas automáticas de parafuso derivadas dele (1870) reduziu drasticamente o custo unitário dos fixadores roscados ao automatizar cada vez mais o controle da máquina-ferramenta. Essa redução de custos estimulou o uso cada vez maior de parafusos.

Ao longo do século 19, as formas mais comumente usadas de cabeça de parafuso (ou seja, tipos de unidade ) eram ranhuras retas de torção interna simples e quadrados e hexágonos de torção externa. Eles eram fáceis de usinar e atendiam a maioria das aplicações de forma adequada. Rybczynski descreve uma enxurrada de patentes para tipos de drives alternativos na década de 1860 até 1890, [73] mas explica que eles foram patenteados, mas não fabricados devido às dificuldades e custos de fazê-lo na época. Em 1908, canadense PL Robertsonfoi o primeiro a tornar o soquete quadrado de torção interna uma realidade prática, desenvolvendo apenas o design certo (pequenos ângulos cônicos e proporções gerais) para permitir que a cabeça seja estampada facilmente, mas com sucesso, com o metal formando a frio conforme desejado, em vez de ser cortado ou deslocado de maneiras indesejadas. [73] A fabricação prática da chave hexagonal de chave interna ( soquete hexagonal ) foi logo seguida em 1911. [74] [75]

No início dos anos 1930, o parafuso de cabeça Phillips foi popularizado pelo americano Henry F. Phillips . [76]

A padronização do Threadform melhorou ainda mais no final dos anos 1940, quando a rosca métrica ISO e o Padrão Unificado de Rosca foram definidos.

Os parafusos de precisão, para controlar o movimento em vez da fixação, desenvolvidos por volta da virada do século 19, foram um dos avanços técnicos centrais, junto com as superfícies planas, que possibilitaram a revolução industrial. [77] Eles são componentes-chave de micrômetros e tornos.

Outros métodos de fixação

Os métodos de fixação alternativos são:

Veja também

Referências

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Bibliografia

Ligações externas