7993152-roscas
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ROSCAS CARLOS BENIGNO BENITES ESTEVES DOCENTE MECANICA DE PRODUCCION
Roscado
El roscado consiste en la mecanizacion de espirales interiores (tuercas) o exteriores ( tornillos) sobre una superficie circular. Este tipo de sistenas de unión y sujección (roscas) está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metalica. [1] La superficie roscada es una superficie helicoidal, engendrada por un perfil determinado, cuyo plano contiene el eje y describe una trayectoria helicoidal cilíndrica alrededor de este eje. [2] El roscado se puede efectuar con herramientas manuales o se puede efectuar en máquinas tanto taladradoras y fresadoras, como en tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas. Los machos y terrajas son herramientas de corte usadas para mecanizar las roscas de tornillos y tuercas en componentes sólidos tales como, metales, madera, y plástico. Macho de roscar por laminación
Roscado
Un macho se utiliza para roscar la parte hembra del acoplamiento (por ejemplo una tuerca). Una terraja se utiliza para roscar la porción masculina del par de acoplamiento (por ejemplo un perno). En las industrias y talleres de mecanizado es más común roscar agujeros en el cual se atornilla un perno que crear el tornillo que se atornilla en un agujero, porque generalmente los tornillos se adquieren en las ferreterías y su producción industrial tiene otro proceso diferente. Por esta razón los machos están más a menudo disponibles y se utilizan más. Para las grandes producciones de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación cuando el material de la pieza lo permite.
Historia
A través del tiempo se han desarrollado muchos tipos de roscas. Durante el Renacimiento las roscas comienzan a emplearse como elementos de fijación en relojes, máquinas de guerra y otras construcciones mecánicas. Leonardo da Vinci desarrolla entonces métodos para el tallado de roscas. Sin embargo, estas seguirán fabricándose a mano y sin ninguna clase de normalización hasta bien entrada la Revolución Industrial. En el siglo XIX los fabricantes de maquinaria fabricaban sus propias roscas, lo cual representaba un serio problema de compatibilidad En 1841 el ingeniero inglés Joseph Whitworth ideó un sistema de roscas que superaba las dificultades de compatibilidad. La forma de esa rosca Withworth se basa en una rosca de sección triangular con un ángulo isósceles de 55º y con cresta y raíces redondeadas.
Historia
En 1846 el instituto Franklin intentó estandarizar un sistema de roscas compatibles en Norteamérica. Este sistema fue ideado por William Sellers y fue utilizado al principio por los fabricantes de relojes. La rosca Sellers tiene una sección triangular de 60º. Este sistema fue útil solo hasta que apareció el automóvil, el aeroplano y otros equipos modernos. En 1918 fue autorizada la Comisión Americana de Roscas de Tornillos por ley, que introdujo los estándares que se usan actualmente en los EE.UU.. Este nuevo sistema de roscas recibe el nombre de Rosca Amaericana Unificada en sus vertientes UNC para paso normal, UNF para paso fino y UNEF para paso extrafino. ANSI y varios comités americanos han unificado las roscas. Las normas de la rosca se convirtieron después en el American National Standard y fue empleado por la Sociedad de Ingenieros de Automoción, conocido como rosca SAE. Ya en 1946, la ISO definió el sistema de rosca métrica, adoptado actualmente en prácticamente todos los países. La rosca métrica tiene una sección triangular formando un ángulo de 60º y cabeza un poco truncada para facilitar el engrase.
Características de una rosca
Granete para posición de agujero
Tipo de rosca: Hay diferentes tipos de rosca que difieren en la forma geométrica de su filete, pueden ser triangulares, cuadrada, trapezoidal, redonda, diente de sierra, etc. Paso: Es la distancia que hay entre dos filetes consecutivos. Los pasos de rosca están normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se aplique. Diámetro exterior de la rosca: Es el diámetro exterior del tornillo. También están normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se utilice. Diámetro interior o de fondo Diámetro de flanco o medio Ángulo de la hélice de la rosca Los sistemas principales de roscas para tornillos son: METRICA, WHITWORTH, SELLERS, GAS, SAE, UNF,etc. en sus versiones de paso normal o de paso fino [3]
Representación grafica de componentes de roscado
Características de la rosca métrica
Rosca Métrica
La rosca métrica está basada en el Sistema Internacional y es una de las roscas más utilizadas en la unión desmontable de piezas mecánicas. El juego que tiene en los vértices del acoplamiento entre el tornillo y la tuerca permite el engrase. Los datos constructivos de esta rosca son los siguientes: La sección del filete es un triángulo equilátero cuyo ángulo vale 60º El fondo de la rosca es redondeado y la cresta de la rosca levemente truncada El lado del triángulo es igual al paso El ángulo que forma el filete es de 60º Su diámetro exterior y el paso se miden en milímetros, siendo el paso la longitud que avanza el tornillo en una vuelta completa. Se expresa de la siguiente forma: ejemplo: M24x3. La M significa rosca métrica, 24 significa el valor del diámetro exterior en mm y 2 significa el valor del paso en mm. [4]
Rosca Americana
Características de la rosca estándar americana SAE UNF Los Estados Unidos tienen su propio sistema de roscas , generalmente llamado el estándar unificado del hilo de rosca (UNF), que también se utiliza extensivamente en Canadá y en otros países. Al menos el 85% de los tornillos del mundo se dimensionan según ese estándar, y la mayor selección de los tamaños y de los materiales de tornillos se encuentra regulado por este tipo [5]
. Una versión de este estándar, llamada SAE , fue utilizada en la industria EE.UU . (y las demás industrias pesadas que confían en el SAE) se han convert
Anotación
Sin embargo, todos los automóviles vendidos alrededor del mundo contienen los tornillos métricos (los mon tuercas del estirón, los sensores de oxígeno , las piezas eléctricas internas , los tornillo del cuerpo, de las lámparas, de la dirección, del freno y de la suspensión). Los tornillos de la máquina se describen como: 0-80, 2-56, 3-48, 4-40, 5-40, 6-32, 8-32, 10-32, 10-24, etc. hasta el tamaño 16. El primer número es el diámetro, el segundo es el número de hilos de rosca por pulgada. Hay un hilo de rosca grueso y un hilo de rosca fino para cada tamaño, el hilo de rosca fino se prefiere en materiales finos o cuando se desea una fuerza ligéramente mayor. Los tamaños 1/4 " diámetro y más grande se señalan como 1/4 " - 20, 1/4 " - 28, etc. El primer número da el diámetro en pulgadas y el segundo número son los hilos de rosca por pulgada. La mayoría de los tamaños del hilo de rosca están disponibles en UNC o UC (hilo de rosca grueso unificado, el ejemplo 1/4 " - 20) o UNF (ejemplo 1/4 " - 28 UNF o UNEF)
Designación de las roscas
La designación o nomenclatura de la rosca es la identificación de los principales e Witworth se indica a través de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada. [7]
La designación de la rosca unificada se hace de manera diferente: Por ejemplo una nomenclatura normal en un plano de taller podría ser: 1/4 – 28 UNF – 3B – LH Esto significa: 1/4: de pulgada es el diámetro mayor nominal de la rosca. 28: es el numero de hilos por pulgada. UNF: es la serie de roscas, en este caso unificada fina. 3B : el 3 indica el ajuste (relación entre una rosca interna y una externa cua LH : indica que la rosca es izquierda. (Cuando no aparece indicación alguna
Herramientas para roscar
Brazos portamachos para el roscado manual
Símbolos de roscado más comunes Asociación
Símbolo 1
American Petroleum Institute
API
British Association
BA
International Standards Organisation
ISO
Rosca para bicicletas
C
Rosca Edison
E
Rosca de filetes redondos
Rd
Rosca de filetes trapezoidales
Tr
Rosca para tubos blindados de conducción eléctrica
PG
Símbolo 2
Pr
Rosca Whitworth de paso normal
BSW
W
Rosca Whitworth de paso fino
BSF
Rosca Whitworth para tubos (Gas)
BSP
R
Rosca Métrica paso normal
M
SI
Rosca Métrica paso fino
M
SIF
Rosca Americana Unificada paso normal
UNC
NC, USS
Rosca Americana Unificada paso fino
UNF
NF, SAE
Rosca Americana Unificada paso exrafino
UNEF
NEF
Rosca Americana Cilíndrica para tubos
NPS
Rosca Americana Cónica para tubos
NPT
ASTP
Rosca Americana paso especial
UNS
NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos
NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos
NPTF
Anotación
Con respecto al sentido de giro, en la designación se indica "izq." "izq. Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero La fabricación y el mecanizado de piezas especiales aumenta el c
Tipos de rosca diferentes a la tornillería de apriete
Husillo de bola con rosca redondeada rectificada
Rosca Redondeada Rd:
Se utiliza en tapones para botellas y bombillas , donde no se requiere mucha fuerza, es moldeadas o laminadas en chapa metálica. Sin embargo existe una rosca redondead redondea husillos que se desplazan mediante bolas insert desplazables de las máquinas herramientas de control numé para que no exista juego cuando se inv
Rosca Cuadrada:
Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en dirección casi paralela al eje, a veces conicidad o inclinación de 5° a los lados.
Rosca trapecial Tr ACME
Husillo de rosca trapecial
Ha reemplazado generalmente a la rosca de filete t Las roscas Acme se emplean donde se necesita aplicar mucha fuerz gatos, prensas grandes “C”, tornillos de banco y sujetadores. Las roscas Acme tienen un ángulo de rosca de 29° y una cara plana Acme se diseñaron para sustituir la rosca cuadrada, que Hay tres clases de rosca Acme, 2G, 3G y 4G, y cada una tiene holguras en todas dimensiones para permitir movimiento libre. Las roscas clase 2G se usan en la mayor parte de los conjuntos. Las clases 3G y 4G se usan cuando se permite menos juego u holgura, como por ejemplo en el husillo de un torno o de la mesa de una maquina fresadora
Rosca Sin Fin
Se utiliza sobre ejes para transmitir fuerza a los engranajes que equipan las cajas reductoras de velocidad , se cataloga mejor como un engranaje q
Machos de roscar manualmente
Macho de roscar a mano con su soporte
Se denomina macho de roscar a una herramienta manual de corte que se utiliz
Existen dos tipos de machos, de una parte los machos que se ut
El macho de roscar tiene que pertenecer a un sistema de roscas diámetro exterior y el paso de la rosca que tiene.
El roscado a mano consta de un juego de tres machos que tiene
El primer macho es el que inicia y guía la rosca. El segundo macho desbasta la rosca El tercer macho pule y calibra la rosca
Estos machos llevan una mecha cuadrada en una punta para po portamachos que hace de palanca de giro
El diámetro de la broca que hay que taladrar p Db = Dn − p. El roscado manual solo se utiliza en ocasiones
Diámetro de brocas para agujeros de tornillos métricos gama estándar
Medida nominal y paso normalDiámetro broca agujero
Medida nominal y paso fino.
Diámetro broca agujero
M3 x 0,5
2,5
M3 x 0,25
2,75
M4 x 0,7
3,3
M4 x 0,35
3,65
M5 x 0,8
4,2
M5 x 0,50
4,5
M6 x 1
5
M6 x 0,50
5,5
M8 x 1,25
6,8
M8 x 0,75
7,25
M10 x 1,50
8,5
M10 x 0,75
9,25
M12 x 1,75
10,2
M12 x 1
11
M14 x 2
12
M14 x 1
13
M16 x 2
14
M16 x 1,25
14,75
M18 x 2,5
15,5
M18 x 1,25
16,75
M20 x 2,5
17,5
M20 x 1,50
18,50
M22 x 2,5
19,5
M22 x 1,50
20,50
M24 x 3
21
M24 x 1,50
22,50
M27 x 3
24
M27 x 2
25
M30 x 3,5
26,5
M30 x 2
28
Terrajas
Terrajas de roscar a mano con su bandeador
Una terraja de roscar es una herramienta manual de corte que se acero rápido (HSS). Las características principales de un tornillo que qu
Existe una terraja para cada tipo de tornillo normalizad
Las terrajas se montan en un útil llamado portaterrajas o brazo bandeador , donde se le imprime la fuerza y el giro de roscado nec
Los tornillos y pernos que se van a roscar requieren qu La calidad del roscado manual con terraja es bastante d
Fresado de roscas en agujeros
En los modernos centros de mecanizado (CNC) se ha hecho posible el mecanizado de roscas con herramientas d La fresa de roscas puede llevar la rosca más cerca al fondo de un orificio ciego, y puede mecanizar roscas en orificios grandes con facilidad incluso puede roscar en una misma piezas agujeros de diferentes dimensiones. Las condiciones tecnológicas del fresado de roscas permite trabajar con velocidades de corte y avance muy superiores al roscado con macho, y además poder roscar materiales de mayor dureza. Una fresa de roscar, puede ser diseñada para realizar una variedad de operaciones en los orificios. Una sola herramienta puede taladrar un orificio, hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y ranurar el final de la rosca.
Un macho solo puede producir "el sentido" de la rosca —derecho o izquierdo— que ha sido tallado en la herramienta. Pero un simple cambio en Cuando un orificio es ciego, el macho solo puede llegar hasta el f
Torneado de roscas
El torneado de roscas tanto en ejes u otros componentes exteriores como en e tornos CNC, y con las herramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado el perfil de [11] Los intervalos de avance de la máquina son el factor clave para el torneado de roscas ya que debe coincidir con el paso de las mismas. Esto se consigue fácilmente con las pautas de programación que tienen los tornos CNC. El torneado de roscas con plaquitas intercambiables se realiza de varias pasadas de corte a lo largo de toda la longitud de la rosca, mediante la división de la profundidad total de la rosca en pequeñas pasadas.
Los factores a considera en el torneado de roscas son: Que el diámetro exterior o el diámetro del agujero de la rosca se Que la herramienta de corte esté colocada con precisión. Que el reglaje del filo esté de acuerdo con el paso de la rosca Que la geometría de corte de la rosca sea correcta Que el ángulo de incidencia sea correcto Que el programa de roscado sea el adecuado Optimizar el número de pasadas que se van a realizar Que la velocidad de corte sea la adecuada
Roscado de agujeros con machos de máquina
La operación de roscado se realiza básicamente sobre agujeros en pieza Hay dos tipos de roscado a máquina los que se hacen con machos de ar El roscado con machos de laminación permite conseguir unos claros obj Integra el roscado como una etapa más del conformado de la pieza, red estampación . Los machos de laminación además permiten roscar a elevadas velocida productividad . Se consigue una pieza con una mayor resistencia a los esfuerzos de tracción ya que no se cortan las fibras del material, solo se deforman hasta con tolerancias . El roscado por laminación proporciona una reducción de los costes med me virutas impregnadas de aceites lubricantes.
El roscado de agujeros con machos de laminación requ req ductilidad que tenga el material que se va a roscar. El roscado por laminado requiere el uso de fluido de corte abundante y de buena calidad, debido a los enormes calentamientos que se producen en la fricción del macho con el material.
El roscado a máquina por arranque de viruta es más rápido, que el manual, y ge Las condiciones de trabajo del macho no pueden ser cuantificadas fácilmente. Usar machos con deficiencia constructiva de sus perfiles geométricos. Usar machos de baja calidad. No evacuar bien la viruta Desalineamiento entre el macho y los agujeros. La unión mal hecha de la alimentación de la máquina y de la alimentación del ma Uso del líquido incorrecto del corte. Ningún mecanismo de seguridad puede limitar el esfuerzo de torsión debajo del v Para superar estos problemas se han diseñado aparatos portamachos muy sofisticados y adaptados a las máquinas que se utilizan. El material constituyente de este tipo de machos debe ser acero rápidoHSS
Tabla en los pie de rey con los diámetros de broca para roscar agujeros
Macho de roscas ACME
Roscado de pernos y tornillos por la
En las grandes producciones de elementos roscados se procede a laminación en vez de hacerlo por arranque de viruta . Contrariamente al roscado por arranque de viruta, las fibras de Tiempo de fabricación muy corto Gran durabilidad de las herramientas Aprovechamiento más racional de las máquinas Manejo simple Las velocidades de laminación de 20 a 90 m/min. son mucho má velocidades de corte en el roscado. Por ejemplo, los cabezales de peines de roscar ra
El roscado por laminación se puede realizar en un simple torno cilíndrico . Asimismo, los cabezales pueden montarse en tornos revólver, tornos automáticos, tornos multihusillos , centros de mecanizado y tornos CNC, donde el tiempo de rosca El diámetro previo de la caña no corresponde al diámetro nominal o exterior de la rosca como en el roscado por arranque de viruta, sino al diámetro de los flancos de la rosca y tiene una gran precisión par aevitar sobrantes de material. En muchas piezas esto significa un importante ahorro de material y evita todos aquellos problemas ligados a la presencia de viruta. La Norma UNE-EN ISO 7085:2000 define las características mecánicas y funcionales de los tornillos de laminación de rosca métrica, cementados y revenidos.
Roscado de tuberías
El uso de tuberías roscadas es muy usual para facilitar el empalme de las mism Como la unión de las tuberías tienen que estar selladas de forma hermética, la La conexión más conocida y ampliamente utilizada donde la rosca de tubería pr Las roscas de tubería usadas en los circuitos hidráulicos pueden ser clasificadas Roscas de unión : Mantienen la presión de las uniones por medio del sello de los hilos y s Roscas de ajuste : Son roscas de tubería que no mantienen la presión de la unión por me
Rectificado de roscas
Las roscas tanto exteriores como interiores cuando es necesario que ten [15] Las características principales de estas máquinas rectificadoras son: Alta precisión y excelente fiabilidad Cálculo automático del perfil de la muela y trayectoria del diamantado Posibilidad de rectificar pasos largos Generación de diferentes perfiles :métrico, withworth , trapezoidal, etc.¨ Fácil manejo. El interface del operario está compuesto por pantallas gráficas. El software de las rectificadoras CNC consiste en un conjunto de subpro parametrizado.
Gestión económica del roscado
Cuando los ingenieros diseñan una máquina , un equipo o un utensilio, lo hacen mediante el acoplamiento de una serie de com co materiales diferentes y que requieren procesos de mecanizado para conseguir las tolerancias de funcionamiento adecuado. La suma del coste de la materia prima de una pieza, el coste del proceso de mecanizado y el coste de las piezas fabricadas de forma defectuosa constituyen el coste total de una pieza. Desde siempre el desarrollo tecnológico ha tenido como objetivo conseguir la máxima calidad posible de los componentes así como el precio más bajo posible tanto de la materia prima como de los costes de mecanizado. Para reducir el coste del roscado y del mecanizado en general se ha actuado en los siguientes frentes: Conseguir materiales cada vez mejor mecanizables , materiales que una vez mecanizados en blando son endurecidos mediante trata Conseguir herramientas de mecanizado de una calidad extraordinaria que permit Conseguir métodos de roscar, más rápidos, precisos y adaptados a las necesidad
Gestión económica del roscado
Bloque motor con muchos agujeros roscados
Para disminuir el índice de piezas defectuos defectuo La fabricación de tornillos y tuercas estand
Fluidos lubricantes para roscar
Tanto si se trabaja con machos y terrajas manuales y de máquin Con la aplicación adecuada de los fluidos de corte se disminuye l [16] Reducción de costos Aumento de velocidad de producción Reducción de costos de mano de obra Reducción de costos de potencia y energía Aumento en la calidad de acabado de las piezas producidas
Características recomendadas para los fluidos de corte Buena capacidad de enfriamiento Buena capacidad lubricante Resistencia a la herrumbre Estabilidad (larga duración sin descomponerse) Resistencia al enranciamiento No tóxico Transparente (permite al operario ver lo que está haciendo) Viscosidad relativa baja (permite la sedimentación de cuerpos ex No inflamable
Verificación y medición de roscas
Galga (pasa no-pasa) roscados exteriores
Galga Pasa No-pasa para roscas interiores
Micrómetro para medir roscas
Verificación y medición de roscas
Existen dos medios diferentes para medir o verificar una rosca los que s Para la medición directa se utilizan generalmente micrómetros cuyas puntas están adaptadas para introducirse en el flanco de las rosc Para la medición indirecta de las roscas se utilizan varios métodos, el más común es el de las galgas, para roscas hembras como roscas machos. Con estas galgas compuesta de dos partes en las que una de ellas se llama PASA y la otra NO PASA. También hay una galga muy común que es un juego de plantillas de los diferentes pasos de rosca de cada sistema, donde de forma sencilla permite identificar cual es el paso que tiene un tornillo o una tuerca. En laboratorios de metrología también se usan losproyectores de perfiles ideales para la verificación de roscas de precisión
Fallos y defectos de las roscas
Como todo componente tecnológico el fallo inicial que puede pre deterioso súbito al momento de efectuar el apriete. Un segundo defecto que puede presentar un elemento roscado e Un tercer defecto o fallo se puede originar en el momento del ap qeu forman la unión.
Elementos roscados
Los elementos roscados se usan extensamente en la fabricación de casi todos los diseños de ingeniería. Los tornillos suministran un método relativamente rápido y fácil para mantener unidas dos partes y para ejercer una fuerza que se pueda utilizar para ajustar partes movibles.
DEFINICIONES DE LA TERMINOLOGIA DE ROSCAS
ROSCA
Es un filete continuo de sección uniforme y arrollada como una elipse sobre la superficie exterior e interior de un cilindro.
ROSCA EXTERNA
Es una rosca en la superficie externa de un cilindro.
ROSCA INTERNA
Es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca.
DIAMETRO INTERIOR
Es el mayor diámetro de una rosca interna o externa.
DIAMETRO DEL NUCLEO
Es el menor diámetro de una rosca interna o externa.
DIAMETRO EN LOS FLANCOS (O MEDIOS)
Es el diámetro de un cilindro imaginario que pasa por los filetes en el punto en el cual el ancho de estos es igual al espacio entre los mismos.
PASO
Es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje.
AVANCE
Es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje.
AVANCE
NORMAS Y ESTANDARES ORGANISMOS DE NORMALIZACION PAIS
ABREVIATURA
ORGANISMO NORMALIZADOR
DE LA NORMA INTERNACIONAL
ISO
ORGANISMO INTERNACIONAL DE NORMALIZACION
ESPAÑA
UNE
INSTITUTO DE RACIONALIZACION Y NORMALIZACION
ALEMANIA
DIN
RUSIA
GOST
COMITE DE NORMAS ALEMAN
ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACION SOVIETICO
NORMAS Y ESTANDARES ORGANISMOS DE NORMALIZACION PAIS
ABREVIATURA
ORGANISMO NORMALIZADOR
DE LA NORMA FRANCIA
NF
ASOCIACION FRANCESA DE NORMAS
INGLATERR A
BSI
INSTITUTO DE NORMALIZACION INGLES
ITALIA
UNI
ENTE ITALIANO DE UNIFICACION
AMERICA
USASI
INSTITUTO DE NORMALIZACION PARA LOS ESTADOS DE AMERICA
Roscas y su tallado
Las roscas se pueden emplear para: a) Unir piezas de manera permanente o temporal, éstas pueden tener movimiento o quedar fijas. La unión se hace por medio de tornillos y tuercas, elementos que contienen una rosca. Para que un tornillo sea acoplado con su tuerca ambos deben tener las medidas adecuadas y el mismo tipo de rosca.
UNION DE PIEZAS
TUERCA Y TORNILLO
Roscas y su tallado
b) Generar movimiento en máquinas o en transportadores. Los mejores ejemplos de esta aplicación se tiene en los tornos, en los que por medio de un tornillo sinfín se puede mover el carro o en los elevadores de granos en los que por medio de un gusano se transportan granos de diferentes tipos.
GENERAR MOVIMIENTO
¿Por qué funciona una rosca?
La forma más sencilla de entender y explicar el funcionamiento de una rosca es la siguiente: Imagine que enrolla en un perno cilíndrico recto un triángulo rectángulo de papel. La trayectoria que sigue la hipotenusa del triángulo es una hélice que se desarrolla sobre la superficie del cilindro, esa es la rosca que nos sirve para fijar o transportar objetos.
¿Por qué funciona una rosca?
Tipos de rosca En el mercado existen diferentes tipos de roscas, su forma y características dependerán de para qué se quieren utilizar. La primera diferencia que se puede distinguir es su forma, ya que hay de cinco tipos de roscas: a) agudas o de filete triangular b) trapeciales c) de sierra d) redondas o redondeadas f) de filete cuadrado
Aplicaciones
Las roscas de filete triangular o agudas se usan en tornillos de fijación o para uniones de tubos. Las trapeciales, de sierra y redondas se utilizan para movimiento o trasporte y las cuadradas casi nunca se usan.
Las roscas agudas o triangulares quedan definidas por los diámetros exterior (d), del núcleo (d1) y del de los flancos (d2), así como por el ángulo de los flancos (alfa) y su paso (h)
El sentido de las roscas es otra de sus características. Hay roscas derechas e izquierdas. La rosca derecha se tiene si al girar el tornillo de acuerdo a las manecillas del reloj este tiene penetración y la rosca izquierda se tiene si al girar al tornillo en contra de las manecillas del reloj este avanza penetrando también.
Las roscas pueden (un sólo triángulo esto indica que las varias entradas.
A) Rosca sencilla
tener una sola hélice enrollado) o varios, roscas tendrán una o
B) Rosca doble
C) Rosca triple
Las roscas están normalizadas, en términos generales se puede decir que existen dos tipos fundamentales de roscas las métricas y las Whitworth. Las normas generales son las siguientes: Sistema métrico BS 3643: ISO Roscas métricas BS 4846: ISO Roscas trapeciales o trapezoidales BS 21: Roscas para conexiones y tubos de paredes delgadas Sistema inglés BS84: Roscas Whitworth BS93: Roscas de la British Assiciation (BA)
Las principales características y dimensiones proporcionales de las roscas triangulares métricas y Whitworth se observan en los siguientes dibujos.
Rosca métrica en la que su altura (t1) es igual a 0.6495h y el radio de giro (r) del fondo es igual a 0.1082h
Rosca Whitworth en la que la profundidad (t1) de la rosca es igual a 0.64033h y el radio de giro (r) de su fondo y extrremos es de 0.13733h
Como se puede observar las principales diferencias entres los dos tipos de roscas son: Métrica. Los ángulos de los las espiras son de 60°, en tornillos se redondea el fondo de la rosca y las puntas son planas, en el caso de las tuercas mientras que en las Whitworth es de 55°. Otra gran diferencia es que mientras en las roscas métricas su parte externa de los filetes es chata a una altura t1=0,64595h y la interna redonda con r = 0.1082h, en las Whitworth tanto la punta exterior como la parte interna son redondas, con altura de t1 = 0.64033h y r = 0.13733h. En las roscas métricas el paso se indica por el avance en milímetros por cada vuelta, mientras en las Whitworth se da por número de hilos por pulgada.
Nomenclatura de roscas La Fig.1, muestra las formas de las roscas Unificada y Americana. La rosca externa tiene las crestas redondeadas o chatas lugar para valles redondeados. Los cuales pueden hacerse intencionadamente o ser la consecuencia de una herramienta gastada. La rosca interna tiene una cresta plana de modo que encajará con el valle redondeado del fileteado externo, y se da una pequeña redondez al valle par dejar algo de juego par la cresta plana del fileteado externo.
En la Fig.2 se muestra la nomenclatura relacionada con las roscas.
Mecanizado o tallado de roscas
Las roscas pueden fabricarse por medio de diferentes procesos de manufactura. El procedimiento seleccionado dependerá del número de piezas a fabricar, la exactitud y la calidad de la superficie de la hélices, el tallado más común de roscas es por medio de: a) machuelos o terrajas (manuales o de máquina) b) útiles de roscar en torno c) fresado d) laminado
Mecanizado o tallado de roscas
a) Roscas con machuelo d) Fresado de roscas
b) Roscas con terraja c) Rosacas con útil de roscar e) Rosacado por esmeril f) Laminado de roscas
Mecanizado o tallado de roscas
Uso de machuelos o terrajas en torno para hacer una rosca
Uso de machuelos o terrajas en torno para hacer una rosca
Fabricación de roscas por medio de machuelos y terrajas
Es el método más sencillo y económico, se utiliza para roscas triángulares. El tallado se logra por medio de una herramienta de acero de alta calidad, que si es para hacer una rosca exterior o macho (como la de un tornillo) se llama terraja y cuando se requiere hacer una rosca interior o hembra (como la de una tuerca) se utilizan unas herramientas llamadas machuelos.
machuelos y terrajas
El tallado de una rosca con terraja está limitado por las dimensiones del perno a roscar, en las roscas Whitworth el diámetro máximo es de 1 1/4 " y en las métricas es de 30 mm. Cualquier rosca mayor a 16 mm o 5/8 de pulgada debe iniciarse con un roscado previo, para evitar que se rompan los filetes.
En el caso de roscas interiores fabricadas con machuelos, es muy importante hacer el barreno previo a la rosca con el diámetro adecuado, para definirlo de acuerdo a la rosca que se va a fabricar, existen normas como la DIN 336, de la cual se presenta un extracto a continuación.
Roscas métricas Rosca*
M3
M3.5
M4
M5
M6
M8
M10
M11
M14
M16
M18
M20
M22
M24
M27
Para acero
2.5
2.9
3.3
4.2
5
6.7
8.4
10
11.75
13.75
15.25
17.25
19.25
20.75
23.75
Para fundición gris y latón
2.4
2.8
3.2
4.1
4.8
6.5
8.2
9.9
11.5
13.5
15
17
19
20.5
23.5
*En las roscas métricas su diámetro en mm se indica después de la letra "M"
Roscas Whitworth Rosca*
1/4"
5/16"
3/8"
1/2"
5/8"
3/4"
7/8"
1"
1 1/8"
1 1/4"
1 3/8"
1 1/2"
1 5/8"
1 3/4"
2"
Para acero
5.1
6.5
7.9
10.5
13.5
16.5
19.25
22
24.75
27.75
30.5
33.5
35.5
39
44.5
5
6.4
7.7
10.25
13.25
16.25
19
21.75
24.50
27.50
30
33
35
38.5
44
Para fundición gris y laton
Todos los diámetros están dados en milímetros.
Accesorios Rosca Gas Acero Inoxidable
Manguito de entronque rosca Exterior para soldar.
Tapón rosca interior.
Manguito rosca interior.
Tuerca Hexagonal.
Manguito rosca exterior.
Enlace de junta cónica, 3 piezas, hembra.
Tapón rosca exterior.
Enlace de junta cónica, 3 piezas, macho y hembra.
Tuerca de reducción.
Codo 90º.
Medio enlace manguera.
Machón.
Te.
Reduccion macho-macho
Medio enlace.
Cruz.
Reduccion hembra-macho
Entronque para manguera para roscar.
Manguito reductor.
Recomendaciones para elaborar roscas con machuelos y terrajas Uso de machuelos deben estar bien afilados se debe hacer girar en redondo al machuelo, evitando el cabeceo cuándo se va a realizar una rosca grande, se debe iniciar con un machuelo menor y en otras pasadas con machuelos de mayor tamaño, se debe aproximar al tamaño adecuado. debe haber lubricación abundante. se debe hacer la penetración de una vuelta y el retroceso del machuelo para que la viruta salga y no se tape la rosca. Uso de terrajas el dado de la terraja debe estar limpio y bien lubricado. se debe hacer girar a la terraja en redondo y sin cabeceo. el perno a roscar deberá estar preparado con un chaflán en la punta a 45° la terraja debe colocarse de manera perpendicular a el perno a roscar. se debe hacer girar la terraja una vuelta y regresarla para desalojar la viruta. debe haber lubricación abundante.
Fabricación de roscas por medio del torno
Se puede utilizar un torno de plantilla con husillo de trabajo móvil, como el que se muestra en la figura.
Como se puede observar en el extremo izquierdo del husillo principal se coloca una plantilla con la rosca que se quiere fabricar (a), ésta se acopla a una tuerca (b) que sirve de guía al husillo principal del torno. Observe que el husillo es el que se desplaza o avanza de acuerdo a lo que requiere la plantilla, como lo demandaría un tornillo acoplándose a su tuerca, mientras que el útil de roscar está inmóvil.
En este tipo de tornos se pueden utilizar como útiles con varias puntas como los peines de roscar.
Peines de roscar para rosca exterior e interior Por lo regular las roscas en los tornos se realizan por medio de varias pasadas no se recomienda desbastar en reversa.
Para el tallado de roscas también se pueden utilizar tornos de tipo horizontal, para ello se debe usar el husillo de guía y la tuerca matriz de los tornos horizontales. Observe en el dibujo, como se acoplan el husillo de roscar y el husillo principal por medio de los engranes de velocidades y como funciona la tuerca que cierra las mordazas. Esto hace que el carro del torno se mueva de acuerdo a el husillo de roscar.
a) Tuerca de fijación b) tuerca de fijación cerrada
Para lograr la fabricación de una rosca con el paso requerido, es necesario que se guarde la relación de revoluciones adecuada entre el husillo guía o de roscar y las de la pieza. Por ejemplo si se requiere tallar una rosca con paso de 4 mm el carro deberá tener un avance de 4 mm por cada revolución, si el husillo de roscar en cada vuelta avanza 4 mm la relación será de uno a uno. Pero si el husillo de roscar avanza 8 mm en cada revolución, éste deberá sólo dar media vuelta, mientras el husillo principal debe dar una vuelta, por lo que puede decirse que se requiere una relación de dos a uno, pues por cada vuelta de 8 mm que dé el husillo de roscar, la pieza deberá haber dado una, avanzando 4 mm. El ajuste de las relaciones se logra por medio del cambio de las ruedas dentadas que transmiten el movimiento del husillo principal al husillo de roscar. Lo anterior se puede observar en el siguiente dibujo.
Gs = paso de la rosca a tallar Ls = paso del husillo de roscar Z1 = número de dientes del engrane del husillo principal Z2 = número de dientes del engrane del husillo de roscar Z = rueda intermedia sin influencia en el cambio de revoluciones
Ejemplo del cálculo del tallado de una rosca en un torno con engranes intercambiables. Se requiere una rosca con paso (Gs) de 2 mm y se tiene un torno con un husillo de roscar ( Ls) de 6 mm. ¿qué engranes Z1 y Z2 debemos utilizar, para fabricar esta rosca? Lo primero que se debe hacer es establecer la relación que se requiere entre los dos pasos si el paso de la pieza debe ser 2 y el del husillo de roscar es 6 se tendrá que la relación es 2/6 = 1/3. Por lo que cualquier par de engranes que den esta relación servirán, así se pueden tener un engrane Z1 de 20 dientes y un Z2 con 60 dientes, como la relación de 20/60 es igual a 1/3 funcionará bien, como también lo hará con una relación de un Z1= 15 y un Z2=45.
Si se requiere una relación muy pequeña se pueden poner más engranes entre el husillo principal y el husillo de roscar. Por ejemplo si se necesita hacer una rosca con paso de 1 mm y se tiene un husillo de roscar con paso de 12 mm, se tiene que la relación es de 1/12, como las ruedas dentadas con estas relaciones son difíciles de obtener, pues con una Z1de 10 dientes (la que es muy pequeña) se requerirá una Z2 de 120 dientes, la que es muy grande, por lo que se buscan dos quebrados que multiplicados nos den la relación de 1/12, por ejemplo 1/4 por 1/3, lo que nos indica que podemos utilizar una doble reducción en nuestro torno, en la que se pueden usar las siguientes relaciones 20/80 y 20/60. Por lo que se pueden usar los siguientes engranes:
Uno engrane motriz Z1 de 20 dientes, acoplado a uno de 80, a ese de 80 dientes se junta con uno de 20, con lo que ahora funcionará como motríz con esos 20 dientes, los que transmitirán su movimiento a uno de 60 dientes, el que es engrane Z4 que transmite el movimiento al husillo de roscar. Lo anterior se observa en el siguiente dibujo.
Existen juegos de engranes intercambiables en los tornos horizontales, por ejemplo es común encontrar juegos con los siguientes engranes: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 125, 127. Los husillos de roscar normalizados tienen los siguientes pasos: 4, 6, 12, 15, 24 en milímetros y 1/4 y 1/2 pulgadas. El hacer el cambio de las ruedas dentadas en los tornos es muy tardado y molesto, por lo que ya existen transmisiones que permiten las relaciones adecuadas, sin necesidad de los cambios físicos. En la mayoría de los tornos se instalan tablas con las que se obtienen las relaciones de las ruedas dentadas con las que cuentan las transmisiones.
DEFINICIONES DE LA TERMINOLOGIA DE ROSCAS
Rosca: es un filete continuo de sección uniforme y arrollada como una elipse sobre la superficie exterior e interior de un cilindro. Rosca externa: es una rosca en la superficie externa de un cilindro. Rosca Interna: es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca. Diámetro Interior: es el mayor diámetro de una rosca interna o externa. Diámetro del núcleo: es el menor diámetro de una rosca interna o externa. Diámetro en los flancos (o medio): es el diámetro de un cilindro imaginario que pasa por los filetes en el punto en el cual el ancho de estos es igual al espacio entre los mismos.
Paso: es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje. Avance: es la distancia que avanzaría el tornillo relativo a la tuerca en una rotación. Para un tornillo de rosca sencilla el avance es igual al paso, para uno de rosca doble, el avance es el doble del paso, y así sucesivamente.
El ángulo de la hélice o rosca (α): Esta relacionado en el avance y el radio medio (rm) por la ecuación:
En algunos casos se utilizará el angulo θn que mide la pendiente del perfil de la rosca en la sección normal, esta relacionado en el angulo θ en la sección axial y el angulo de la hélice como sigue:
Nota: Cuando aparece cosθn en las ecuaciones, se reemplazan con frecuencia por cosθ. Esto da una ecuaciσn aproximada pero, para los valores normalmente pequeños de α, no introduce error apreciable.
NORMAS Y ESTANDARES ORGANISMOS DE NORMALIZACION
En la tabla que se presenta a continuación, se indican los organismos de normalización de varias naciones. PAIS
ABREVIATURA DE LA NORMA
ORGANISMO NORMALIZADOR
Internacional
ISO
Organización Internacional de Normalización.
España
UNE
Instituto de Racionalización y Normalización.
Alemania
DIN
Comité de Normas Alemán.
Rusia
GOST
Organismo Nacional de Normalización Soviético.
Francia
NF
Asociación Francesa de Normas.
Inglaterra
BSI
Instituto de normalización Ingles.
Italia
UNI
Ente Nacional Italiano de Unificación.
América
USASI
Instituto de Normalización para los Estados de América.
REPRESENTACIÓN, ACOTACIÓN Y DESIGNACION DE PIEZAS NORMALIZADAS
En la inmensa diversidad de mecanismos y maquinas en general, una gran cantidad de piezas accesorias que los componen, tienen unas formas y dimensiones ya predeterminadas en una serie de normas, es decir, son piezas normalizadas. En general, la utilización de piezas normalizadas facilita en gran medida la labor de delineación, ya que al utilizar este tipo de piezas, evitamos tener que realizar sus correspondientes dibujos de taller. Estas normas especificaran: forma, dimensiones, tolerancias, materiales, y demás características técnicas.
DESIGNACIÓN DE LOS TORNILLOS
Básicamente, la designación de un tornillo incluye los siguientes datos: tipo de tornillo según la forma de su cabeza, designación de la rosca, longitud y norma que lo define. A estos datos, se pueden añadir otros, referentes a la resistencia del material, precisión, etc. Ejemplo: Tornillo hexagonal M20 x 2 x 60 x To DIN 960.mg 8.8 Y al analizar cada elemento vemos que. • Denominación o nombre: Tornillo Hexagonal • Designación de la Rosca: M20 x 2 • Longitud del vástago: 60 • To: Cabezas in saliente en forma de plato • Norma que especifica la forma y característica del tornillo: DIN 960 • m.g: Ejecución y precisión de medidas • 8.8: clase de resistencia o características mecánicas.
La longitud que interviene en la designación es la siguiente: En general, la longitud indicada se corresponde con la longitud total del vástago. Para tornillos con extremo con tetón, la longitud indicada incluye la longitud del tetón. Para tornillos de cabeza avellanada, la longitud indicada es la longitud total del tornillo.
DESIGNACION DE LAS ROSCAS
.La designación o nomenclatura de la rosca es la identificación de los principales elementos que intervienen en la fabricación de una rosca determinada, se hace por medio de su letra representativa e indicando la dimensión del diámetro exterior y el paso. Este último se indica directamente en milímetros para la rosca métrica, mientras que en la rosca unificada y Witworth se indica a través de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada. Por ejemplo, la rosca M 3,5 x 0,6 indica una rosca métrica normal de 3,5 mm de diámetro exterior con un paso de 0,6 mm. La rosca W 3/4 ’’- 10 equivale a una rosca Witworth normal de 3/4 pulg de diámetro exterior y 10 hilos por pulgada.
La designación de la rosca unificada se haced e manera diferente: Por ejemplo una nomenclatura normal en un plano de taller podría ser: 1/4 – 28 UNF – 3B – LH Y al examinar cada elemento se tiene que:
1/4 de pulgada es el diámetro mayor nominal de la rosca. 28 es el numero de rosca por pulgada. UNF es la serie de roscas, en este caso unificada fina. 3B: el 3 indica el ajuste (relación entre una rosca interna y una externa cuando se arman); B indica una tuerca interna. Una A indica una tuerca externa. LH indica que la rosca es izquierda. (Cuando no aparece indicación alguna se supone que la rosca es derecha) La tabla siguiente entrega información para reconocer el tipo de rosca a través de su letra característica, se listan la mayoría de las roscas utilizadas en ingeniería mecánica
Símbolos de roscado más comunes
Denominación usual
American Petroleum Institute
API
British Association
BA
International Standards Organisation
ISO
Rosca para bicicletas
C
Rosca Edison
E
Otras
Rosca de filetes redondos
Rd
Rosca de filetes trapesoidales
Tr
Rosca para tubos blindados
PG
Pr
Rosca Whitworth de paso normal
BSW
W
Rosca Whitworth de paso fino
BSF
Rosca Whitworth cilíndrica para tubos
BSPT
KR
Rosca Whitworth
BSP
R
Rosca Métrica paso normal
M
SI
Rosca Métrica paso fino
M
SIF
Rosca Americana Unificada p. normal
UNC
NC, USS
Rosca Americana Unificada p. fino
UNF
NF, SAE
UNEF
NEF
Rosca Americana Unificada p.exrafino Rosca Americana Cilíndrica para tubos
NPS
Rosca Americana Cónica para tubos
NPT
ASTP
Rosca Americana paso especial
UNS
NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos
NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos
NPTF
Roscado
El roscado consiste en la mecanizacion de espirales interiores (tuercas) o exteriores ( tornillos) sobre una superficie circular. Este tipo de sistenas de unión y sujección (roscas) está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metalica. [1] La superficie roscada es una superficie helicoidal, engendrada por un perfil determinado, cuyo plano contiene el eje y describe una trayectoria helicoidal cilíndrica alrededor de este eje. [2] El roscado se puede efectuar con herramientas manuales o se puede efectuar en máquinas tanto taladradoras y fresadoras, como en tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas. Los machos y terrajas son herramientas de corte usadas para mecanizar las roscas de tornillos y tuercas en componentes sólidos tales como, metales, madera, y plástico. Macho de roscar por laminación
Roscado
Un macho se utiliza para roscar la parte hembra del acoplamiento (por ejemplo una tuerca). Una terraja se utiliza para roscar la porción masculina del par de acoplamiento (por ejemplo un perno). En las industrias y talleres de mecanizado es más común roscar agujeros en el cual se atornilla un perno que crear el tornillo que se atornilla en un agujero, porque generalmente los tornillos se adquieren en las ferreterías y su producción industrial tiene otro proceso diferente. Por esta razón los machos están más a menudo disponibles y se utilizan más. Para las grandes producciones de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación cuando el material de la pieza lo permite.
Historia
A través del tiempo se han desarrollado muchos tipos de roscas. Durante el Renacimiento las roscas comienzan a emplearse como elementos de fijación en relojes, máquinas de guerra y otras construcciones mecánicas. Leonardo da Vinci desarrolla entonces métodos para el tallado de roscas. Sin embargo, estas seguirán fabricándose a mano y sin ninguna clase de normalización hasta bien entrada la Revolución Industrial. En el siglo XIX los fabricantes de maquinaria fabricaban sus propias roscas, lo cual representaba un serio problema de compatibilidad En 1841 el ingeniero inglés Joseph Whitworth ideó un sistema de roscas que superaba las dificultades de compatibilidad. La forma de esa rosca Withworth se basa en una rosca de sección triangular con un ángulo isósceles de 55º y con cresta y raíces redondeadas.
Historia
En 1846 el instituto Franklin intentó estandarizar un sistema de roscas compatibles en Norteamérica. Este sistema fue ideado por William Sellers y fue utilizado al principio por los fabricantes de relojes. La rosca Sellers tiene una sección triangular de 60º. Este sistema fue útil solo hasta que apareció el automóvil, el aeroplano y otros equipos modernos. En 1918 fue autorizada la Comisión Americana de Roscas de Tornillos por ley, que introdujo los estándares que se usan actualmente en los EE.UU.. Este nuevo sistema de roscas recibe el nombre de Rosca Amaericana Unificada en sus vertientes UNC para paso normal, UNF para paso fino y UNEF para paso extrafino. ANSI y varios comités americanos han unificado las roscas. Las normas de la rosca se convirtieron después en el American National Standard y fue empleado por la Sociedad de Ingenieros de Automoción, conocido como rosca SAE. Ya en 1946, la ISO definió el sistema de rosca métrica, adoptado actualmente en prácticamente todos los países. La rosca métrica tiene una sección triangular formando un ángulo de 60º y cabeza un poco truncada para facilitar el engrase.
Características de una rosca
Granete para posición de agujero
Tipo de rosca: Hay diferentes tipos de rosca que difieren en la forma geométrica de su filete, pueden ser triangulares, cuadrada, trapezoidal, redonda, diente de sierra, etc. Paso: Es la distancia que hay entre dos filetes consecutivos. Los pasos de rosca están normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se aplique. Diámetro exterior de la rosca: Es el diámetro exterior del tornillo. También están normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se utilice. Diámetro interior o de fondo Diámetro de flanco o medio Ángulo de la hélice de la rosca Los sistemas principales de roscas para tornillos son: METRICA, WHITWORTH, SELLERS, GAS, SAE, UNF,etc. en sus versiones de paso normal o de paso fino [3]
Representación grafica de componentes de roscado
Características de la rosca métrica
Rosca Métrica
La rosca métrica está basada en el Sistema Internacional y es una de las roscas más utilizadas en la unión desmontable de piezas mecánicas. El juego que tiene en los vértices del acoplamiento entre el tornillo y la tuerca permite el engrase. Los datos constructivos de esta rosca son los siguientes: La sección del filete es un triángulo equilátero cuyo ángulo vale 60º El fondo de la rosca es redondeado y la cresta de la rosca levemente truncada El lado del triángulo es igual al paso El ángulo que forma el filete es de 60º Su diámetro exterior y el paso se miden en milímetros, siendo el paso la longitud que avanza el tornillo en una vuelta completa. Se expresa de la siguiente forma: ejemplo: M24x3. La M significa rosca métrica, 24 significa el valor del diámetro exterior en mm y 2 significa el valor del paso en mm. [4]
Rosca Americana
Características de la rosca estándar americana SAE UNF Los Estados Unidos tienen su propio sistema de roscas , generalmente llamado el estándar unificado del hilo de rosca (UNF), que también se utiliza extensivamente en Canadá y en otros países. Al menos el 85% de los tornillos del mundo se dimensionan según ese estándar, y la mayor selección de los tamaños y de los materiales de tornillos se encuentra regulado por este tipo [5]
. Una versión de este estándar, llamada SAE , fue utilizada en la industria EE.UU . (y las demás industrias pesadas que confían en el SAE) se han convert
Anotación
Sin embargo, todos los automóviles vendidos alrededor del mundo contienen los tornillos métricos (los mon tuercas del estirón, los sensores de oxígeno , las piezas eléctricas internas , los tornillo del cuerpo, de las lámparas, de la dirección, del freno y de la suspensión). Los tornillos de la máquina se describen como: 0-80, 2-56, 3-48, 4-40, 5-40, 6-32, 8-32, 10-32, 10-24, etc. hasta el tamaño 16. El primer número es el diámetro, el segundo es el número de hilos de rosca por pulgada. Hay un hilo de rosca grueso y un hilo de rosca fino para cada tamaño, el hilo de rosca fino se prefiere en materiales finos o cuando se desea una fuerza ligéramente mayor. Los tamaños 1/4 " diámetro y más grande se señalan como 1/4 " - 20, 1/4 " - 28, etc. El primer número da el diámetro en pulgadas y el segundo número son los hilos de rosca por pulgada. La mayoría de los tamaños del hilo de rosca están disponibles en UNC o UC (hilo de rosca grueso unificado, el ejemplo 1/4 " - 20) o UNF (ejemplo 1/4 " - 28 UNF o UNEF)
Designación de las roscas
La designación o nomenclatura de la rosca es la identificación de los principales e Witworth se indica a través de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada. [7]
La designación de la rosca unificada se hace de manera diferente: Por ejemplo una nomenclatura normal en un plano de taller podría ser: 1/4 – 28 UNF – 3B – LH Esto significa: 1/4: de pulgada es el diámetro mayor nominal de la rosca. 28: es el numero de hilos por pulgada. UNF: es la serie de roscas, en este caso unificada fina. 3B : el 3 indica el ajuste (relación entre una rosca interna y una externa cua LH : indica que la rosca es izquierda. (Cuando no aparece indicación alguna
Herramientas para roscar
Brazos portamachos para el roscado manual
Símbolos de roscado más comunes Asociación
Símbolo 1
American Petroleum Institute
API
British Association
BA
International Standards Organisation
ISO
Rosca para bicicletas
C
Rosca Edison
E
Rosca de filetes redondos
Rd
Rosca de filetes trapezoidales
Tr
Rosca para tubos blindados de conducción eléctrica
PG
Símbolo 2
Pr
Rosca Whitworth de paso normal
BSW
W
Rosca Whitworth de paso fino
BSF
Rosca Whitworth para tubos (Gas)
BSP
R
Rosca Métrica paso normal
M
SI
Rosca Métrica paso fino
M
SIF
Rosca Americana Unificada paso normal
UNC
NC, USS
Rosca Americana Unificada paso fino
UNF
NF, SAE
Rosca Americana Unificada paso exrafino
UNEF
NEF
Rosca Americana Cilíndrica para tubos
NPS
Rosca Americana Cónica para tubos
NPT
ASTP
Rosca Americana paso especial
UNS
NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos
NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos
NPTF
Anotación
Con respecto al sentido de giro, en la designación se indica "izq." "izq. Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero La fabricación y el mecanizado de piezas especiales aumenta el c
Tipos de rosca diferentes a la tornillería de apriete
Husillo de bola con rosca redondeada rectificada
Rosca Redondeada Rd:
Se utiliza en tapones para botellas y bombillas , donde no se requiere mucha fuerza, es moldeadas o laminadas en chapa metálica. Sin embargo existe una rosca redondead redondea husillos que se desplazan mediante bolas insert desplazables de las máquinas herramientas de control numé para que no exista juego cuando se inv
Rosca Cuadrada:
Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en dirección casi paralela al eje, a veces conicidad o inclinación de 5° a los lados.
Rosca trapecial Tr ACME
Husillo de rosca trapecial
Ha reemplazado generalmente a la rosca de filete t Las roscas Acme se emplean donde se necesita aplicar mucha fuerz gatos, prensas grandes “C”, tornillos de banco y sujetadores. Las roscas Acme tienen un ángulo de rosca de 29° y una cara plana Acme se diseñaron para sustituir la rosca cuadrada, que Hay tres clases de rosca Acme, 2G, 3G y 4G, y cada una tiene holguras en todas dimensiones para permitir movimiento libre. Las roscas clase 2G se usan en la mayor parte de los conjuntos. Las clases 3G y 4G se usan cuando se permite menos juego u holgura, como por ejemplo en el husillo de un torno o de la mesa de una maquina fresadora
Rosca Sin Fin
Se utiliza sobre ejes para transmitir fuerza a los engranajes que equipan las cajas reductoras de velocidad , se cataloga mejor como un engranaje q
Machos de roscar manualmente
Macho de roscar a mano con su soporte
Se denomina macho de roscar a una herramienta manual de corte que se utiliz
Existen dos tipos de machos, de una parte los machos que se ut
El macho de roscar tiene que pertenecer a un sistema de roscas diámetro exterior y el paso de la rosca que tiene.
El roscado a mano consta de un juego de tres machos que tiene
El primer macho es el que inicia y guía la rosca. El segundo macho desbasta la rosca El tercer macho pule y calibra la rosca
Estos machos llevan una mecha cuadrada en una punta para po portamachos que hace de palanca de giro
El diámetro de la broca que hay que taladrar p Db = Dn − p. El roscado manual solo se utiliza en ocasiones
Diámetro de brocas para agujeros de tornillos métricos gama estándar
Medida nominal y paso normalDiámetro broca agujero
Medida nominal y paso fino.
Diámetro broca agujero
M3 x 0,5
2,5
M3 x 0,25
2,75
M4 x 0,7
3,3
M4 x 0,35
3,65
M5 x 0,8
4,2
M5 x 0,50
4,5
M6 x 1
5
M6 x 0,50
5,5
M8 x 1,25
6,8
M8 x 0,75
7,25
M10 x 1,50
8,5
M10 x 0,75
9,25
M12 x 1,75
10,2
M12 x 1
11
M14 x 2
12
M14 x 1
13
M16 x 2
14
M16 x 1,25
14,75
M18 x 2,5
15,5
M18 x 1,25
16,75
M20 x 2,5
17,5
M20 x 1,50
18,50
M22 x 2,5
19,5
M22 x 1,50
20,50
M24 x 3
21
M24 x 1,50
22,50
M27 x 3
24
M27 x 2
25
M30 x 3,5
26,5
M30 x 2
28
Terrajas
Terrajas de roscar a mano con su bandeador
Una terraja de roscar es una herramienta manual de corte que se acero rápido (HSS). Las características principales de un tornillo que qu
Existe una terraja para cada tipo de tornillo normalizad
Las terrajas se montan en un útil llamado portaterrajas o brazo bandeador , donde se le imprime la fuerza y el giro de roscado nec
Los tornillos y pernos que se van a roscar requieren qu La calidad del roscado manual con terraja es bastante d
Fresado de roscas en agujeros
En los modernos centros de mecanizado (CNC) se ha hecho posible el mecanizado de roscas con herramientas d La fresa de roscas puede llevar la rosca más cerca al fondo de un orificio ciego, y puede mecanizar roscas en orificios grandes con facilidad incluso puede roscar en una misma piezas agujeros de diferentes dimensiones. Las condiciones tecnológicas del fresado de roscas permite trabajar con velocidades de corte y avance muy superiores al roscado con macho, y además poder roscar materiales de mayor dureza. Una fresa de roscar, puede ser diseñada para realizar una variedad de operaciones en los orificios. Una sola herramienta puede taladrar un orificio, hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y ranurar el final de la rosca.
Un macho solo puede producir "el sentido" de la rosca —derecho o izquierdo— que ha sido tallado en la herramienta. Pero un simple cambio en Cuando un orificio es ciego, el macho solo puede llegar hasta el f
Torneado de roscas
El torneado de roscas tanto en ejes u otros componentes exteriores como en e tornos CNC, y con las herramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado el perfil de [11] Los intervalos de avance de la máquina son el factor clave para el torneado de roscas ya que debe coincidir con el paso de las mismas. Esto se consigue fácilmente con las pautas de programación que tienen los tornos CNC. El torneado de roscas con plaquitas intercambiables se realiza de varias pasadas de corte a lo largo de toda la longitud de la rosca, mediante la división de la profundidad total de la rosca en pequeñas pasadas.
Los factores a considera en el torneado de roscas son: Que el diámetro exterior o el diámetro del agujero de la rosca se Que la herramienta de corte esté colocada con precisión. Que el reglaje del filo esté de acuerdo con el paso de la rosca Que la geometría de corte de la rosca sea correcta Que el ángulo de incidencia sea correcto Que el programa de roscado sea el adecuado Optimizar el número de pasadas que se van a realizar Que la velocidad de corte sea la adecuada
Roscado de agujeros con machos de máquina
La operación de roscado se realiza básicamente sobre agujeros en pieza Hay dos tipos de roscado a máquina los que se hacen con machos de ar El roscado con machos de laminación permite conseguir unos claros obj Integra el roscado como una etapa más del conformado de la pieza, red estampación . Los machos de laminación además permiten roscar a elevadas velocida productividad . Se consigue una pieza con una mayor resistencia a los esfuerzos de tracción ya que no se cortan las fibras del material, solo se deforman hasta con tolerancias . El roscado por laminación proporciona una reducción de los costes med me virutas impregnadas de aceites lubricantes.
El roscado de agujeros con machos de laminación requ req ductilidad que tenga el material que se va a roscar. El roscado por laminado requiere el uso de fluido de corte abundante y de buena calidad, debido a los enormes calentamientos que se producen en la fricción del macho con el material.
El roscado a máquina por arranque de viruta es más rápido, que el manual, y ge Las condiciones de trabajo del macho no pueden ser cuantificadas fácilmente. Usar machos con deficiencia constructiva de sus perfiles geométricos. Usar machos de baja calidad. No evacuar bien la viruta Desalineamiento entre el macho y los agujeros. La unión mal hecha de la alimentación de la máquina y de la alimentación del ma Uso del líquido incorrecto del corte. Ningún mecanismo de seguridad puede limitar el esfuerzo de torsión debajo del v Para superar estos problemas se han diseñado aparatos portamachos muy sofisticados y adaptados a las máquinas que se utilizan. El material constituyente de este tipo de machos debe ser acero rápidoHSS
Tabla en los pie de rey con los diámetros de broca para roscar agujeros
Macho de roscas ACME
Roscado de pernos y tornillos por la
En las grandes producciones de elementos roscados se procede a laminación en vez de hacerlo por arranque de viruta . Contrariamente al roscado por arranque de viruta, las fibras de Tiempo de fabricación muy corto Gran durabilidad de las herramientas Aprovechamiento más racional de las máquinas Manejo simple Las velocidades de laminación de 20 a 90 m/min. son mucho má velocidades de corte en el roscado. Por ejemplo, los cabezales de peines de roscar ra
El roscado por laminación se puede realizar en un simple torno cilíndrico . Asimismo, los cabezales pueden montarse en tornos revólver, tornos automáticos, tornos multihusillos , centros de mecanizado y tornos CNC, donde el tiempo de rosca El diámetro previo de la caña no corresponde al diámetro nominal o exterior de la rosca como en el roscado por arranque de viruta, sino al diámetro de los flancos de la rosca y tiene una gran precisión par aevitar sobrantes de material. En muchas piezas esto significa un importante ahorro de material y evita todos aquellos problemas ligados a la presencia de viruta. La Norma UNE-EN ISO 7085:2000 define las características mecánicas y funcionales de los tornillos de laminación de rosca métrica, cementados y revenidos.
Roscado de tuberías
El uso de tuberías roscadas es muy usual para facilitar el empalme de las mism Como la unión de las tuberías tienen que estar selladas de forma hermética, la La conexión más conocida y ampliamente utilizada donde la rosca de tubería pr Las roscas de tubería usadas en los circuitos hidráulicos pueden ser clasificadas Roscas de unión : Mantienen la presión de las uniones por medio del sello de los hilos y s Roscas de ajuste : Son roscas de tubería que no mantienen la presión de la unión por me
Rectificado de roscas
Las roscas tanto exteriores como interiores cuando es necesario que ten [15] Las características principales de estas máquinas rectificadoras son: Alta precisión y excelente fiabilidad Cálculo automático del perfil de la muela y trayectoria del diamantado Posibilidad de rectificar pasos largos Generación de diferentes perfiles :métrico, withworth , trapezoidal, etc.¨ Fácil manejo. El interface del operario está compuesto por pantallas gráficas. El software de las rectificadoras CNC consiste en un conjunto de subpro parametrizado.
Gestión económica del roscado
Cuando los ingenieros diseñan una máquina , un equipo o un utensilio, lo hacen mediante el acoplamiento de una serie de com co materiales diferentes y que requieren procesos de mecanizado para conseguir las tolerancias de funcionamiento adecuado. La suma del coste de la materia prima de una pieza, el coste del proceso de mecanizado y el coste de las piezas fabricadas de forma defectuosa constituyen el coste total de una pieza. Desde siempre el desarrollo tecnológico ha tenido como objetivo conseguir la máxima calidad posible de los componentes así como el precio más bajo posible tanto de la materia prima como de los costes de mecanizado. Para reducir el coste del roscado y del mecanizado en general se ha actuado en los siguientes frentes: Conseguir materiales cada vez mejor mecanizables , materiales que una vez mecanizados en blando son endurecidos mediante trata Conseguir herramientas de mecanizado de una calidad extraordinaria que permit Conseguir métodos de roscar, más rápidos, precisos y adaptados a las necesidad
Gestión económica del roscado
Bloque motor con muchos agujeros roscados
Para disminuir el índice de piezas defectuos defectuo La fabricación de tornillos y tuercas estand
Fluidos lubricantes para roscar
Tanto si se trabaja con machos y terrajas manuales y de máquin Con la aplicación adecuada de los fluidos de corte se disminuye l [16] Reducción de costos Aumento de velocidad de producción Reducción de costos de mano de obra Reducción de costos de potencia y energía Aumento en la calidad de acabado de las piezas producidas
Características recomendadas para los fluidos de corte Buena capacidad de enfriamiento Buena capacidad lubricante Resistencia a la herrumbre Estabilidad (larga duración sin descomponerse) Resistencia al enranciamiento No tóxico Transparente (permite al operario ver lo que está haciendo) Viscosidad relativa baja (permite la sedimentación de cuerpos ex No inflamable
Verificación y medición de roscas
Galga (pasa no-pasa) roscados exteriores
Galga Pasa No-pasa para roscas interiores
Micrómetro para medir roscas
Verificación y medición de roscas
Existen dos medios diferentes para medir o verificar una rosca los que s Para la medición directa se utilizan generalmente micrómetros cuyas puntas están adaptadas para introducirse en el flanco de las rosc Para la medición indirecta de las roscas se utilizan varios métodos, el más común es el de las galgas, para roscas hembras como roscas machos. Con estas galgas compuesta de dos partes en las que una de ellas se llama PASA y la otra NO PASA. También hay una galga muy común que es un juego de plantillas de los diferentes pasos de rosca de cada sistema, donde de forma sencilla permite identificar cual es el paso que tiene un tornillo o una tuerca. En laboratorios de metrología también se usan losproyectores de perfiles ideales para la verificación de roscas de precisión
Fallos y defectos de las roscas
Como todo componente tecnológico el fallo inicial que puede pre deterioso súbito al momento de efectuar el apriete. Un segundo defecto que puede presentar un elemento roscado e Un tercer defecto o fallo se puede originar en el momento del ap qeu forman la unión.
Elementos roscados
Los elementos roscados se usan extensamente en la fabricación de casi todos los diseños de ingeniería. Los tornillos suministran un método relativamente rápido y fácil para mantener unidas dos partes y para ejercer una fuerza que se pueda utilizar para ajustar partes movibles.
DEFINICIONES DE LA TERMINOLOGIA DE ROSCAS
ROSCA
Es un filete continuo de sección uniforme y arrollada como una elipse sobre la superficie exterior e interior de un cilindro.
ROSCA EXTERNA
Es una rosca en la superficie externa de un cilindro.
ROSCA INTERNA
Es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca.
DIAMETRO INTERIOR
Es el mayor diámetro de una rosca interna o externa.
DIAMETRO DEL NUCLEO
Es el menor diámetro de una rosca interna o externa.
DIAMETRO EN LOS FLANCOS (O MEDIOS)
Es el diámetro de un cilindro imaginario que pasa por los filetes en el punto en el cual el ancho de estos es igual al espacio entre los mismos.
PASO
Es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje.
AVANCE
Es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje.
AVANCE
NORMAS Y ESTANDARES ORGANISMOS DE NORMALIZACION PAIS
ABREVIATURA
ORGANISMO NORMALIZADOR
DE LA NORMA INTERNACIONAL
ISO
ORGANISMO INTERNACIONAL DE NORMALIZACION
ESPAÑA
UNE
INSTITUTO DE RACIONALIZACION Y NORMALIZACION
ALEMANIA
DIN
RUSIA
GOST
COMITE DE NORMAS ALEMAN
ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACION SOVIETICO
NORMAS Y ESTANDARES ORGANISMOS DE NORMALIZACION PAIS
ABREVIATURA
ORGANISMO NORMALIZADOR
DE LA NORMA FRANCIA
NF
ASOCIACION FRANCESA DE NORMAS
INGLATERR A
BSI
INSTITUTO DE NORMALIZACION INGLES
ITALIA
UNI
ENTE ITALIANO DE UNIFICACION
AMERICA
USASI
INSTITUTO DE NORMALIZACION PARA LOS ESTADOS DE AMERICA
Roscas y su tallado
Las roscas se pueden emplear para: a) Unir piezas de manera permanente o temporal, éstas pueden tener movimiento o quedar fijas. La unión se hace por medio de tornillos y tuercas, elementos que contienen una rosca. Para que un tornillo sea acoplado con su tuerca ambos deben tener las medidas adecuadas y el mismo tipo de rosca.
UNION DE PIEZAS
TUERCA Y TORNILLO
Roscas y su tallado
b) Generar movimiento en máquinas o en transportadores. Los mejores ejemplos de esta aplicación se tiene en los tornos, en los que por medio de un tornillo sinfín se puede mover el carro o en los elevadores de granos en los que por medio de un gusano se transportan granos de diferentes tipos.
GENERAR MOVIMIENTO
¿Por qué funciona una rosca?
La forma más sencilla de entender y explicar el funcionamiento de una rosca es la siguiente: Imagine que enrolla en un perno cilíndrico recto un triángulo rectángulo de papel. La trayectoria que sigue la hipotenusa del triángulo es una hélice que se desarrolla sobre la superficie del cilindro, esa es la rosca que nos sirve para fijar o transportar objetos.
¿Por qué funciona una rosca?
Tipos de rosca En el mercado existen diferentes tipos de roscas, su forma y características dependerán de para qué se quieren utilizar. La primera diferencia que se puede distinguir es su forma, ya que hay de cinco tipos de roscas: a) agudas o de filete triangular b) trapeciales c) de sierra d) redondas o redondeadas f) de filete cuadrado
Aplicaciones
Las roscas de filete triangular o agudas se usan en tornillos de fijación o para uniones de tubos. Las trapeciales, de sierra y redondas se utilizan para movimiento o trasporte y las cuadradas casi nunca se usan.
Las roscas agudas o triangulares quedan definidas por los diámetros exterior (d), del núcleo (d1) y del de los flancos (d2), así como por el ángulo de los flancos (alfa) y su paso (h)
El sentido de las roscas es otra de sus características. Hay roscas derechas e izquierdas. La rosca derecha se tiene si al girar el tornillo de acuerdo a las manecillas del reloj este tiene penetración y la rosca izquierda se tiene si al girar al tornillo en contra de las manecillas del reloj este avanza penetrando también.
Las roscas pueden (un sólo triángulo esto indica que las varias entradas.
A) Rosca sencilla
tener una sola hélice enrollado) o varios, roscas tendrán una o
B) Rosca doble
C) Rosca triple
Las roscas están normalizadas, en términos generales se puede decir que existen dos tipos fundamentales de roscas las métricas y las Whitworth. Las normas generales son las siguientes: Sistema métrico BS 3643: ISO Roscas métricas BS 4846: ISO Roscas trapeciales o trapezoidales BS 21: Roscas para conexiones y tubos de paredes delgadas Sistema inglés BS84: Roscas Whitworth BS93: Roscas de la British Assiciation (BA)
Las principales características y dimensiones proporcionales de las roscas triangulares métricas y Whitworth se observan en los siguientes dibujos.
Rosca métrica en la que su altura (t1) es igual a 0.6495h y el radio de giro (r) del fondo es igual a 0.1082h
Rosca Whitworth en la que la profundidad (t1) de la rosca es igual a 0.64033h y el radio de giro (r) de su fondo y extrremos es de 0.13733h
Como se puede observar las principales diferencias entres los dos tipos de roscas son: Métrica. Los ángulos de los las espiras son de 60°, en tornillos se redondea el fondo de la rosca y las puntas son planas, en el caso de las tuercas mientras que en las Whitworth es de 55°. Otra gran diferencia es que mientras en las roscas métricas su parte externa de los filetes es chata a una altura t1=0,64595h y la interna redonda con r = 0.1082h, en las Whitworth tanto la punta exterior como la parte interna son redondas, con altura de t1 = 0.64033h y r = 0.13733h. En las roscas métricas el paso se indica por el avance en milímetros por cada vuelta, mientras en las Whitworth se da por número de hilos por pulgada.
Nomenclatura de roscas La Fig.1, muestra las formas de las roscas Unificada y Americana. La rosca externa tiene las crestas redondeadas o chatas lugar para valles redondeados. Los cuales pueden hacerse intencionadamente o ser la consecuencia de una herramienta gastada. La rosca interna tiene una cresta plana de modo que encajará con el valle redondeado del fileteado externo, y se da una pequeña redondez al valle par dejar algo de juego par la cresta plana del fileteado externo.
En la Fig.2 se muestra la nomenclatura relacionada con las roscas.
Mecanizado o tallado de roscas
Las roscas pueden fabricarse por medio de diferentes procesos de manufactura. El procedimiento seleccionado dependerá del número de piezas a fabricar, la exactitud y la calidad de la superficie de la hélices, el tallado más común de roscas es por medio de: a) machuelos o terrajas (manuales o de máquina) b) útiles de roscar en torno c) fresado d) laminado
Mecanizado o tallado de roscas
a) Roscas con machuelo d) Fresado de roscas
b) Roscas con terraja c) Rosacas con útil de roscar e) Rosacado por esmeril f) Laminado de roscas
Mecanizado o tallado de roscas
Uso de machuelos o terrajas en torno para hacer una rosca
Uso de machuelos o terrajas en torno para hacer una rosca
Fabricación de roscas por medio de machuelos y terrajas
Es el método más sencillo y económico, se utiliza para roscas triángulares. El tallado se logra por medio de una herramienta de acero de alta calidad, que si es para hacer una rosca exterior o macho (como la de un tornillo) se llama terraja y cuando se requiere hacer una rosca interior o hembra (como la de una tuerca) se utilizan unas herramientas llamadas machuelos.
machuelos y terrajas
El tallado de una rosca con terraja está limitado por las dimensiones del perno a roscar, en las roscas Whitworth el diámetro máximo es de 1 1/4 " y en las métricas es de 30 mm. Cualquier rosca mayor a 16 mm o 5/8 de pulgada debe iniciarse con un roscado previo, para evitar que se rompan los filetes.
En el caso de roscas interiores fabricadas con machuelos, es muy importante hacer el barreno previo a la rosca con el diámetro adecuado, para definirlo de acuerdo a la rosca que se va a fabricar, existen normas como la DIN 336, de la cual se presenta un extracto a continuación.
Roscas métricas Rosca*
M3
M3.5
M4
M5
M6
M8
M10
M11
M14
M16
M18
M20
M22
M24
M27
Para acero
2.5
2.9
3.3
4.2
5
6.7
8.4
10
11.75
13.75
15.25
17.25
19.25
20.75
23.75
Para fundición gris y latón
2.4
2.8
3.2
4.1
4.8
6.5
8.2
9.9
11.5
13.5
15
17
19
20.5
23.5
*En las roscas métricas su diámetro en mm se indica después de la letra "M"
Roscas Whitworth Rosca*
1/4"
5/16"
3/8"
1/2"
5/8"
3/4"
7/8"
1"
1 1/8"
1 1/4"
1 3/8"
1 1/2"
1 5/8"
1 3/4"
2"
Para acero
5.1
6.5
7.9
10.5
13.5
16.5
19.25
22
24.75
27.75
30.5
33.5
35.5
39
44.5
5
6.4
7.7
10.25
13.25
16.25
19
21.75
24.50
27.50
30
33
35
38.5
44
Para fundición gris y laton
Todos los diámetros están dados en milímetros.
Accesorios Rosca Gas Acero Inoxidable
Manguito de entronque rosca Exterior para soldar.
Tapón rosca interior.
Manguito rosca interior.
Tuerca Hexagonal.
Manguito rosca exterior.
Enlace de junta cónica, 3 piezas, hembra.
Tapón rosca exterior.
Enlace de junta cónica, 3 piezas, macho y hembra.
Tuerca de reducción.
Codo 90º.
Medio enlace manguera.
Machón.
Te.
Reduccion macho-macho
Medio enlace.
Cruz.
Reduccion hembra-macho
Entronque para manguera para roscar.
Manguito reductor.
Recomendaciones para elaborar roscas con machuelos y terrajas Uso de machuelos deben estar bien afilados se debe hacer girar en redondo al machuelo, evitando el cabeceo cuándo se va a realizar una rosca grande, se debe iniciar con un machuelo menor y en otras pasadas con machuelos de mayor tamaño, se debe aproximar al tamaño adecuado. debe haber lubricación abundante. se debe hacer la penetración de una vuelta y el retroceso del machuelo para que la viruta salga y no se tape la rosca. Uso de terrajas el dado de la terraja debe estar limpio y bien lubricado. se debe hacer girar a la terraja en redondo y sin cabeceo. el perno a roscar deberá estar preparado con un chaflán en la punta a 45° la terraja debe colocarse de manera perpendicular a el perno a roscar. se debe hacer girar la terraja una vuelta y regresarla para desalojar la viruta. debe haber lubricación abundante.
Fabricación de roscas por medio del torno
Se puede utilizar un torno de plantilla con husillo de trabajo móvil, como el que se muestra en la figura.
Como se puede observar en el extremo izquierdo del husillo principal se coloca una plantilla con la rosca que se quiere fabricar (a), ésta se acopla a una tuerca (b) que sirve de guía al husillo principal del torno. Observe que el husillo es el que se desplaza o avanza de acuerdo a lo que requiere la plantilla, como lo demandaría un tornillo acoplándose a su tuerca, mientras que el útil de roscar está inmóvil.
En este tipo de tornos se pueden utilizar como útiles con varias puntas como los peines de roscar.
Peines de roscar para rosca exterior e interior Por lo regular las roscas en los tornos se realizan por medio de varias pasadas no se recomienda desbastar en reversa.
Para el tallado de roscas también se pueden utilizar tornos de tipo horizontal, para ello se debe usar el husillo de guía y la tuerca matriz de los tornos horizontales. Observe en el dibujo, como se acoplan el husillo de roscar y el husillo principal por medio de los engranes de velocidades y como funciona la tuerca que cierra las mordazas. Esto hace que el carro del torno se mueva de acuerdo a el husillo de roscar.
a) Tuerca de fijación b) tuerca de fijación cerrada
Para lograr la fabricación de una rosca con el paso requerido, es necesario que se guarde la relación de revoluciones adecuada entre el husillo guía o de roscar y las de la pieza. Por ejemplo si se requiere tallar una rosca con paso de 4 mm el carro deberá tener un avance de 4 mm por cada revolución, si el husillo de roscar en cada vuelta avanza 4 mm la relación será de uno a uno. Pero si el husillo de roscar avanza 8 mm en cada revolución, éste deberá sólo dar media vuelta, mientras el husillo principal debe dar una vuelta, por lo que puede decirse que se requiere una relación de dos a uno, pues por cada vuelta de 8 mm que dé el husillo de roscar, la pieza deberá haber dado una, avanzando 4 mm. El ajuste de las relaciones se logra por medio del cambio de las ruedas dentadas que transmiten el movimiento del husillo principal al husillo de roscar. Lo anterior se puede observar en el siguiente dibujo.
Gs = paso de la rosca a tallar Ls = paso del husillo de roscar Z1 = número de dientes del engrane del husillo principal Z2 = número de dientes del engrane del husillo de roscar Z = rueda intermedia sin influencia en el cambio de revoluciones
Ejemplo del cálculo del tallado de una rosca en un torno con engranes intercambiables. Se requiere una rosca con paso (Gs) de 2 mm y se tiene un torno con un husillo de roscar ( Ls) de 6 mm. ¿qué engranes Z1 y Z2 debemos utilizar, para fabricar esta rosca? Lo primero que se debe hacer es establecer la relación que se requiere entre los dos pasos si el paso de la pieza debe ser 2 y el del husillo de roscar es 6 se tendrá que la relación es 2/6 = 1/3. Por lo que cualquier par de engranes que den esta relación servirán, así se pueden tener un engrane Z1 de 20 dientes y un Z2 con 60 dientes, como la relación de 20/60 es igual a 1/3 funcionará bien, como también lo hará con una relación de un Z1= 15 y un Z2=45.
Si se requiere una relación muy pequeña se pueden poner más engranes entre el husillo principal y el husillo de roscar. Por ejemplo si se necesita hacer una rosca con paso de 1 mm y se tiene un husillo de roscar con paso de 12 mm, se tiene que la relación es de 1/12, como las ruedas dentadas con estas relaciones son difíciles de obtener, pues con una Z1de 10 dientes (la que es muy pequeña) se requerirá una Z2 de 120 dientes, la que es muy grande, por lo que se buscan dos quebrados que multiplicados nos den la relación de 1/12, por ejemplo 1/4 por 1/3, lo que nos indica que podemos utilizar una doble reducción en nuestro torno, en la que se pueden usar las siguientes relaciones 20/80 y 20/60. Por lo que se pueden usar los siguientes engranes:
Uno engrane motriz Z1 de 20 dientes, acoplado a uno de 80, a ese de 80 dientes se junta con uno de 20, con lo que ahora funcionará como motríz con esos 20 dientes, los que transmitirán su movimiento a uno de 60 dientes, el que es engrane Z4 que transmite el movimiento al husillo de roscar. Lo anterior se observa en el siguiente dibujo.
Existen juegos de engranes intercambiables en los tornos horizontales, por ejemplo es común encontrar juegos con los siguientes engranes: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 125, 127. Los husillos de roscar normalizados tienen los siguientes pasos: 4, 6, 12, 15, 24 en milímetros y 1/4 y 1/2 pulgadas. El hacer el cambio de las ruedas dentadas en los tornos es muy tardado y molesto, por lo que ya existen transmisiones que permiten las relaciones adecuadas, sin necesidad de los cambios físicos. En la mayoría de los tornos se instalan tablas con las que se obtienen las relaciones de las ruedas dentadas con las que cuentan las transmisiones.
DEFINICIONES DE LA TERMINOLOGIA DE ROSCAS
Rosca: es un filete continuo de sección uniforme y arrollada como una elipse sobre la superficie exterior e interior de un cilindro. Rosca externa: es una rosca en la superficie externa de un cilindro. Rosca Interna: es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca. Diámetro Interior: es el mayor diámetro de una rosca interna o externa. Diámetro del núcleo: es el menor diámetro de una rosca interna o externa. Diámetro en los flancos (o medio): es el diámetro de un cilindro imaginario que pasa por los filetes en el punto en el cual el ancho de estos es igual al espacio entre los mismos.
Paso: es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje. Avance: es la distancia que avanzaría el tornillo relativo a la tuerca en una rotación. Para un tornillo de rosca sencilla el avance es igual al paso, para uno de rosca doble, el avance es el doble del paso, y así sucesivamente.
El ángulo de la hélice o rosca (α): Esta relacionado en el avance y el radio medio (rm) por la ecuación:
En algunos casos se utilizará el angulo θn que mide la pendiente del perfil de la rosca en la sección normal, esta relacionado en el angulo θ en la sección axial y el angulo de la hélice como sigue:
Nota: Cuando aparece cosθn en las ecuaciones, se reemplazan con frecuencia por cosθ. Esto da una ecuaciσn aproximada pero, para los valores normalmente pequeños de α, no introduce error apreciable.
NORMAS Y ESTANDARES ORGANISMOS DE NORMALIZACION
En la tabla que se presenta a continuación, se indican los organismos de normalización de varias naciones. PAIS
ABREVIATURA DE LA NORMA
ORGANISMO NORMALIZADOR
Internacional
ISO
Organización Internacional de Normalización.
España
UNE
Instituto de Racionalización y Normalización.
Alemania
DIN
Comité de Normas Alemán.
Rusia
GOST
Organismo Nacional de Normalización Soviético.
Francia
NF
Asociación Francesa de Normas.
Inglaterra
BSI
Instituto de normalización Ingles.
Italia
UNI
Ente Nacional Italiano de Unificación.
América
USASI
Instituto de Normalización para los Estados de América.
REPRESENTACIÓN, ACOTACIÓN Y DESIGNACION DE PIEZAS NORMALIZADAS
En la inmensa diversidad de mecanismos y maquinas en general, una gran cantidad de piezas accesorias que los componen, tienen unas formas y dimensiones ya predeterminadas en una serie de normas, es decir, son piezas normalizadas. En general, la utilización de piezas normalizadas facilita en gran medida la labor de delineación, ya que al utilizar este tipo de piezas, evitamos tener que realizar sus correspondientes dibujos de taller. Estas normas especificaran: forma, dimensiones, tolerancias, materiales, y demás características técnicas.
DESIGNACIÓN DE LOS TORNILLOS
Básicamente, la designación de un tornillo incluye los siguientes datos: tipo de tornillo según la forma de su cabeza, designación de la rosca, longitud y norma que lo define. A estos datos, se pueden añadir otros, referentes a la resistencia del material, precisión, etc. Ejemplo: Tornillo hexagonal M20 x 2 x 60 x To DIN 960.mg 8.8 Y al analizar cada elemento vemos que. • Denominación o nombre: Tornillo Hexagonal • Designación de la Rosca: M20 x 2 • Longitud del vástago: 60 • To: Cabezas in saliente en forma de plato • Norma que especifica la forma y característica del tornillo: DIN 960 • m.g: Ejecución y precisión de medidas • 8.8: clase de resistencia o características mecánicas.
La longitud que interviene en la designación es la siguiente: En general, la longitud indicada se corresponde con la longitud total del vástago. Para tornillos con extremo con tetón, la longitud indicada incluye la longitud del tetón. Para tornillos de cabeza avellanada, la longitud indicada es la longitud total del tornillo.
DESIGNACION DE LAS ROSCAS
.La designación o nomenclatura de la rosca es la identificación de los principales elementos que intervienen en la fabricación de una rosca determinada, se hace por medio de su letra representativa e indicando la dimensión del diámetro exterior y el paso. Este último se indica directamente en milímetros para la rosca métrica, mientras que en la rosca unificada y Witworth se indica a través de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada. Por ejemplo, la rosca M 3,5 x 0,6 indica una rosca métrica normal de 3,5 mm de diámetro exterior con un paso de 0,6 mm. La rosca W 3/4 ’’- 10 equivale a una rosca Witworth normal de 3/4 pulg de diámetro exterior y 10 hilos por pulgada.
La designación de la rosca unificada se haced e manera diferente: Por ejemplo una nomenclatura normal en un plano de taller podría ser: 1/4 – 28 UNF – 3B – LH Y al examinar cada elemento se tiene que:
1/4 de pulgada es el diámetro mayor nominal de la rosca. 28 es el numero de rosca por pulgada. UNF es la serie de roscas, en este caso unificada fina. 3B: el 3 indica el ajuste (relación entre una rosca interna y una externa cuando se arman); B indica una tuerca interna. Una A indica una tuerca externa. LH indica que la rosca es izquierda. (Cuando no aparece indicación alguna se supone que la rosca es derecha) La tabla siguiente entrega información para reconocer el tipo de rosca a través de su letra característica, se listan la mayoría de las roscas utilizadas en ingeniería mecánica
Símbolos de roscado más comunes
Denominación usual
American Petroleum Institute
API
British Association
BA
International Standards Organisation
ISO
Rosca para bicicletas
C
Rosca Edison
E
Otras
Rosca de filetes redondos
Rd
Rosca de filetes trapesoidales
Tr
Rosca para tubos blindados
PG
Pr
Rosca Whitworth de paso normal
BSW
W
Rosca Whitworth de paso fino
BSF
Rosca Whitworth cilíndrica para tubos
BSPT
KR
Rosca Whitworth
BSP
R
Rosca Métrica paso normal
M
SI
Rosca Métrica paso fino
M
SIF
Rosca Americana Unificada p. normal
UNC
NC, USS
Rosca Americana Unificada p. fino
UNF
NF, SAE
UNEF
NEF
Rosca Americana Unificada p.exrafino Rosca Americana Cilíndrica para tubos
NPS
Rosca Americana Cónica para tubos
NPT
ASTP
Rosca Americana paso especial
UNS
NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos
NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos
NPTF
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