Il mondo della bulloneria: definizione, tipologie e norme

Partiamo dalle basi

La bulloneria è un settore che racchiude tutti gli elementi di collegamenti filettati, ovvero le viti, i dadi, le rondelle e i bulloni, che nascono proprio dall’unione dei tre elementi precedenti.

Nonostante le diverse tipologie di bulloneria, che variano a seconda di molteplici fattori – forma, misure, tolleranze dimensionali, caratteristiche meccaniche, trattamento superficiale, livelli qualitativi –, tale settore persegue un solo obiettivo: creare un collegamento tra due o più parti.

In generale, la bulloneria può essere ottenuta con tre procedimenti tecnologici di base:

1. Per asportazione di truciolo → procedimento mediante il quale le barre vengono lavorate su torni automatici per ottenere piccole serie o minuterie di forma particolare;
2. Per deformazione plastica a caldo → procedimento utilizzato soprattutto con la bulloneria di grosse dimensioni;
3. Per deformazione plastica a freddo → procedimento preferito dai produttori per i diversi vantaggi tecnico-economici che comporta rispetto agli altri procedimenti – come la massima produzione oraria, il minimo consumo di materia prima, le migliori qualità dimensionali e di caratteristiche meccaniche sul prodotto finito.

La normazione della bulloneria tiene conto non solo delle esigenze del processo produttivo ma anche delle norme che permettano la massima efficienza senza compromettere la funzionalità degli elementi di collegamento.

Pertanto, è possibile distinguere tre tipologie di bulloneria:

1. Normalizzata, regolata da norme nazionali e internazionali che definiscono le caratteristiche tipologiche, dimensionali, di filettatura, di proprietà meccaniche, superficiali e qualitative;
2. Speciale, la cui produzione avviene su commessa secondo un disegno specifico, il che la rende più costosa della bulloneria normalizzata;
3. Intermedia, che coincide le parti normalizzate con quelle speciali attraverso l’uso di norme di unificazione solo per determinati aspetti, come la filettatura o le proprietà meccaniche.

Un po’ di storia della normazione

La normazione è un procedimento che permette di scegliere la soluzione più adatta alle necessità del momento e determinare le caratteristiche essenziali, dimensionali e qualitative di un oggetto di ricerca.

Questo processo è nato come esigenza organizzativa delle attività umane, ma solo nel secolo scorso il suo impatto è stato talmente notevole da ridurre il numero di tipi di prodotti necessari per coprire determinate esigenze, garantire l’intercambiabilità e identificare le prescrizioni con precisione tramite sigle.

Attraverso la normazione, infatti, è stato possibile passare dalla produzione artigianale su commissione alla produzione di massa di prodotti “per magazzino”, riducendo i costi di lavorazione e gestione e aumentando l’affidabilità.

Nel 1841, l’Inghilterra ha emesso la prima norma, il cui oggetto riguardava le filettature Whitworth. Successivamente, sono stati istituiti Enti Nazionali di Unificazione in diversi paesi che, ancor’oggi, sono responsabili dell’emanazione di norme e regolamentazioni.

Nel 1926, è stata istituita l’ISA (International Federation of the National Standardizing Associations), riorganizzata nel 1946 come ISO (Organizzazione Internazionale per la Normazione), il cui ruolo è diventato sempre più importante: difatti, ha iniziato a emettere raccomandazioni ISO dal 1971 e norme internazionali ISO dal 1977.

A livello europeo, la Comunità Economica Europea (CEE) ha istituito il CEN (Comitato Europeo di Normazione) per emanare norme europee (EN) che vengono sviluppate recependo le norme ISO esistenti o, se necessario, elaborando norme europee specifiche, al fine di facilitare la libera circolazione dei prodotti in Europa. Una volta che una norma viene approvata dal CEN, tutti gli Enti Nazionali di Normazione sono obbligati ad includerla senza modifiche e pubblicare una norma nazionale corrispondente: in Italia, ad esempio, si usa la sigla UNI-EN o UNI-EN-ISO.

Inoltre, la CEE ha stabilito criteri sulla responsabilità del produttore per i danni causati dai prodotti difettosi e sull’accertamento della conformità dei prodotti alle normative in vigore, questioni implementate all’interno della direttiva CEE n. 85/374. Rispetto a tale direttiva, le aziende devono stipulare una copertura assicurativa e implementare “Sistemi Qualità Aziendali”, la cui normativa è stata uniformata dal CEN attraverso una serie di norme ISO 9000, che saranno utilizzate dagli Enti di Certificazione per valutare i “Sistemi di Qualità Aziendali”.

Inoltre, il CEN ha istituito un Comitato Tecnico TC 185 che si occupa di trasformare norme ISO relative alle caratteristiche meccaniche, alle filettature, alle viti a testa esagonale e ai dadi esagonali in norme EN di priorità, al fine di garantire la compatibilità e l’armonizzazione delle normative europee nel settore della bulloneria.

Conosciamo meglio le norme

Rispetto a quanto detto, è utile distinguere le norme sulla bulloneria in tre diverse categorie:

1. Norme sulle filettature e sui relativi strumenti di misura, ovvero norme che forniscono linee guida e specifiche tecniche per garantire la corretta progettazione e realizzazione di filettature e la misurazione accurata degli elementi geometrici. Tra queste, vi sono:

• La UNI 4533, che stabilisce il profilo di base e i procedimenti di calcolo degli elementi geometrici;
• Le UNI 4534-4535-4536, che definiscono le serie dei diametri, dei passi e dei valori nominali;
• Le UNI 5541 e UNI 7324, che riguardano i sistemi di tolleranza per gli accoppiamenti mobili e stabili;
• Le UNI dalla 5542 alla 5546, che stabiliscono le dimensioni limite delle filettature per diverse qualità;
• La UNI 5870, che fornisce linee guida sui principi fondamentali degli strumenti di misura, tra cui calibri e riscontri, necessari per la verifica delle filettature;
• La UNI 5541, che offre informazioni dettagliate sugli elementi del sistema di tolleranze, l’influenza degli errori di filettatura, le posizioni delle tolleranze e i gradi di precisione per i diversi diametri.

Per quanto riguarda le normative UNI sugli strumenti di misura delle filettature, gli standardizzatori hanno definito una moltitudine di norme che descrivono in modo dettagliato ogni tipo di strumento. Tuttavia, è importante che gli utilizzatori selezionino con attenzione lo strumento di misura più adatto per controllare la specifica caratteristica che desiderano verificare.

Inoltre, nel 1973 sono state emesse norme equivalenti a quelle UNI riguardanti gli accoppiamenti e gli strumenti di misura delle filettature, al fine di garantire un’armonizzazione a livello globale per la produzione e il controllo di viti e madreviti. Tra queste:

• La ISO 68, per il profilo di base;
• Le ISO 261-262-724, per la serie dei diametri, dei passi e dei valori nominali degli elementi geometrici;
• La ISO 965 parte 1ª-2ª-3ª, per i sistemi di tolleranze negli accoppiamenti mobili e per le dimensioni limite delle filettature;
• La ISO 1502, per i calibri di controllo.

2. Norme sulle caratteristiche qualitative, ovvero norme che stabiliscono le tolleranze dimensionali per le parti non filettate, le classi di resistenza, i rivestimenti superficiali, i livelli di qualità e le modalità di controllo. Tra queste, vi sono:

• La UNI 3740 parte 1ª, per le generalità;
• La UNI-EN-ISO 4759 parte 1ª e 2ª, per le tolleranze per elementi di fissaggio;
• La UNI EN-ISO 898 parte 1ª, per le classi di resistenza e i metodi di prova delle viti;
• La UNI EN-ISO 898 parte 2ª, per le classi di resistenza e i metodi di prova dei dadi, la cui classificazione può basarsi sulla durezza o sul carico di prova;
• La UNI-EN-ISO 4042, per le prescrizioni tecniche sui trattamenti superficiali e i rivestimenti metallici della bulloneria;
• La UNI-EN-ISO 3269, per il collaudo delle forniture di bulloneria attraverso metodi di campionamento statistico per attributi;
• La UNI 3740 parte 9ª, per il confezionamento e la tolleranza di fornitura;
• La UNI 3740 parte 10ª, per i difetti superficiali sulle viti;
• La UNI 3740 parte 11ª, per i difetti superficiali sui dadi;
• La UNI 7323 parte 1ª, per le generalità;
• La UNI 7323 parte 2ª, per le viti per impieghi impegnativi nell’automobile;
• La UNI-EN-ISO 2702, per le viti autofilettanti d’acciaio;
• La UNI 7323 parte 4ª, per i rivetti autofilettanti d’acciaio;
• La UNI-EN-ISO 2320, per i dadi autofrenanti d’acciaio;
• La UNI-EN-ISO 7085, per le viti autoformanti;
• La UNI-EN-ISO 10666, per le viti autoperforanti;
• La UNI-EN-ISO 3506-1-2-3, per la bulloneria d’acciaio inossidabile resistente alla corrosione;
• La UNI-EN-ISO 898-5, per le classi di resistenza e modalità di prova per viti senza testa e particolari similari non soggetti a trazione;
• La UNI 7323 parte 12ª, per le viti autofilettanti con filettatura a due filetti per materie plastiche;
• Le UNI 3740 parte 10ª e 11ª e UNI EN 26157 parte 1ª e 3ª, per i difetti superficiali delle viti e dei dadi e i rispettivi limiti di accettabilità;
• La UNI 7323-2, per le caratteristiche particolari che le viti definite per impieghi impegnativi nell’automobile devono avere.

3. Norme di prodotto, ovvero norme che stabiliscono forme e dimensioni per ogni tipo di bulloneria. In questo articolo, verranno approfondite le norme di prodotto riguardanti le viti a testa esagonale ed i dadi esagonali:

• La UNI-EN-ISO 4014, per le viti a testa esagonale con gambo parzialmente filettato, filettatura metrica ISO a passo grosso, categoria A;
• La UNI-EN-ISO 8705, per le viti a testa esagonale con gambo parzialmente filettato, filettatura metrica ISO a passo fine, categoria A;
• La UNI-EN-ISO 4017, per le viti a testa esagonale con gambo interamente filettato, filettatura metrica ISO a passo grosso, categoria A;
• La UNI-EN-ISO 8676, per le viti a testa esagonale con gambo interamente filettato, filettatura metrica ISO a passo fine, categoria A;
• La UNI-EN-ISO 4033, per i dadi esagonali tipo 2, filettatura metrica ISO a passo grosso, categoria A e B;
• La UNI-EN-ISO 8674, per i dadi esagonali tipo 2, filettatura metrica ISO a passo fine, categoria A e B;
• La UNI-EN-ISO 4032, per i dadi esagonali tipo 1, filettatura metrica ISO a passo grosso, categoria A e B;
• La UNI-EN-ISO 8673, per i dadi esagonali tipo 1, filettatura metrica ISO a passo fine, categoria A e B;
• La UNI-EN-ISO 4035, per i dadi esagonali bassi, filettatura metrica ISO a passo grosso, categoria A e B;
• La UNI-EN-ISO 8675, per i dadi esagonali bassi, filettatura metrica ISO a passo fine, categoria A e B.

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