R O S C A S

DEFINICIÓN

Una Rosca es una arista helicoidal de un tornillo (rosca exterior) o de una tuerca (rosca interior), de sección triangular, cuadrada o roma, formada sobre un núcleo cilíndrico, cuyo diámetro y paso se hallan normalizados.

Se denomina rosca al fileteado que presentan los tornillos y los elementos a los que éstos van roscados (tuercas o elementos fijos). Las roscas se caracterizan por su perfil y paso, además de su diámetro.

El perfil de rosca métrica ISO es de sección triangular equilátera, con aristas inferiores redondeadas y arista superior chaflanada, mientras que el perfil de rosca inglesa Whitworth es de sección triangular isósceles, con todas sus aristas redondeadas. La «rosca de paso de gas» tiene un perfil triangular con un ángulo de 55° en el vértice y cortes redondeados. En el sistema norteamericano Sellers, a cada diámetro corresponde un determinado número de filetes por pulgada.

Las roscas de perfil trapecial están especialmente indicadas para la transmisión de esfuerzos en un solo sentido mientras que la rosca de filete redondo o de cordón se utiliza en los casos en los que ha de recibir impactos persistentes. Las roscas de perfil cuadrado se emplean cuando sea conveniente evitar la acción radial de la rosca.

Partes de la Rosca (Para ver el gráfico faltante haga click en el menú superior "Bajar Trabajo") Paso de la Rosca (P) Número de hilos de rosca por pulgada, significa el número de paso por pulgada y se halla dividiendo 1 por el número de hilos por pulgada. Para roscas cuadradas o Acme cada paso incluye un hilo de rosca y un espacio.

Hilos por pulgada .Es el recíproco del paso y el valor especificado para regir el tamaño de la forma de la rosca. Diámetro Mayor o Nominal (D) Es el diámetro más grande de un tornillo. Diámetro Menor o de la raíz (d) Es el diámetro más pequeño de un tornillo. Diámetro Primitivo o de paso (En una rosca, el diámetro de un cilindro imaginario cuya superficie corta a las formas o perfiles de los filetes de modo que sus anchos y los huecos entre ellos sean iguales. El juego entre dos roscas que emparejan se regula principalmente por estrechas tolerancias sobre los diámetros primitivos. Profundidad de las Roscas (La distancia entre la cresta y la raíz medida perpendicularmente al eje.

DISEÑO DE LAS ROSCAS

Este antiguo método se basa en una hélice cilíndrica o cónica y un filete triangular, rectangular, trapezoidal o redondo que se fabrica tanto en el eje como en el orificio que pretenden unirse.

Los elementos básicos de una rosca o hilo son el diámetro exterior, el diámetro interior, el paso, el tipo de hilo, el sentido de avance, la cantidad de entradas y el ajuste. Los diámetros interior y exterior limitan la zona roscada; el paso es el desplazamiento axial al dar una vuelta sobre la hélice; el tipo de hilo es determinado por el tipo de filete y el paso, existiendo un gran número de hilos estandarizados. El sentido de avance puede ser derecho o izquierdo. Esto significa que una rosca derecha avanza axialmente al girarla de acuerdo a la ley de la mano derecha. En una rosca izquierda esta ley no se cumple. El sentido de avance izquierdo se usa principalmente por seguridad, como en las válvulas de balones de gas.

La cantidad de entradas indican cuántas hélices están presentes. Generalmente sólo hay una hélice presente. Por ejemplo si se desea unir una tuerca a un perno, se tiene una oportunidad por vuelta, o sea, una entrada; en tapas de frascos y bebidas se desea una colocación fácil y se utilizan 3, 4 o más entradas, es decir 3, 4 o más hélices presentes. Esto necesariamente aumenta el paso, lo cual no es conveniente en un elemento que debe permanecer unido.

Machos de roscar: se utilizan para mecanizar roscas interiores. Consiste en una especie de tornillo de acero templado, con unas ranuras o canales longitudinales, de forma y dimensiones apropiadas, capaces de tallar, por arranque de viruta, una rosca en un taladro previamente realizado

Terrajas de roscar: son como tuercas de acero templado con unas ranuras o canales longitudinales, de forma y dimensiones apropiadas, capaces de tallar, por arranque de viruta, una rosca en un cilindro y así obtener un tornillo o varilla roscada.

Roscado en torno: La operación de roscado en el torno consiste en dar a la pieza un movimiento de rotación respecto a su eje, y a la herramienta un movimiento de traslación sincronizado con el de rotación y paralelo a la generatriz de la rosca.

Roscado con macho en torno: se dispone un macho de roscar en el contra cabezal. Se utiliza para obtener Rocas interiores de pequeño diámetro.

Roscado con terraja: se dispone una terraja de roscar en el contra cabezal o fijada al carro portaherramientas. Se utiliza para obtener roscas exteriores de pequeño diámetro.

Roscado con terraja de peines: similar a la terraja pero con la particularidad de que al final de la rosca, los peines se abren automáticamente para poder retroceder o retirar la pieza de una manera rápida. En este caso la rosca se elabora de una sola pasada. Los peines pueden ser: radiales o tangenciales.

Roscado con cuchilla: en el portaherramientas se dispone una cuchilla cuyo perfil debe corresponder con el perfil de la rosca a mecanizar, obteniendo esta después de varias pasadas de profundidad creciente. Permite obtener roscas interiores y exteriores, cilíndricas y cónicas.

Roscado con rodillos de laminación: en este caso se dispone una terraja con rodillos de laminación en el contra cabezal, obteniendo la superficie roscada por deformación del material, es decir, sin desprendimiento de viruta.

Elementos y dimensiones fundamentales de las roscas

Diámetro exterior (dext): diámetro mayor de la rosca.

Diámetro interior (dint): diámetro menor de la rosca.

Diámetro medio (dmed): aquel que da lugar a un ancho de filete igual al del vano.

Diámetro nominal (d): diámetro utilizado para identificar la rosca. Suele ser el diámetro mayor de la rosca.

Angulo de flancos (α): ángulo que forman los flancos según un plano axial.

Profundidad o altura (h): es la distancia entre la cresta y la base de la rosca.

Paso (p): distancia entre dos crestas consecutivas medida en dirección axial.

Avance (a): distancia recorrida por la hélice en dirección axial al girar una vuelta completa (paso de la hélice); es decir, representa la distancia que avanza la tuerca al girar una vuelta completa en el tornillo.

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 USASIInstituto de Normalización para los Estados de

América.

Tipos de Roscas:

Existen varios tipos de rosca, como por ejemplo:

métricas (M),

unificada fina (UNF),

unificada normal (corriente) (UNC),

Witworth de paso fino (BSF),

Witworth de paso normal (BSW o W), entre otras.

Las diferencias se basan en la forma de los filetes que los hacen más apropiados para una u otra tarea, las roscas indicadas son las más utilizadas en elementos de unión.

En la figura siguiente se aprecian varias formas de roscas, los filetes triangulares son utilizados en pernos y tuercas, los filetes redondos son utilizados en uniones rápidas de tuberías, finalmente las roscas rectangulares en general se utilizan para ejercer fuerza en prensas.

DESIGNACIÓN DE LAS ROSCAS

La designación de las roscas 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 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 COMUNESDenominación usual

Otras

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 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

Rosca Americana Unificada p.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

Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero siempre es recomendable usar roscas normalizadas para adquirirlas en ferreterías y facilitar la ubicación de los repuestos. La fabricación y el mecanizado de piezas especiales aumenta el costo de cualquier diseño, por lo tanto se recomienda el uso de las piezas que están en plaza.

Se han destacado solamente las roscas métricas, unificadas y withworth por ser las más utilizadas, pero existen muchas roscas importantes para usos especiales. Le entregan a continuación las tablas detalladas de estas tres familias de roscas para las series fina y basta.

Con respecto al sentido de giro, en la designación se indica "izq" si es una rosca de sentido izquierdo, no se indica nada si es de sentido derecho. De forma similar, si tiene más de una entrada se indica "2 ent" o "3 ent". Si no se indica nada al respecto, se subentiende que se trata de una rosca de una entrada y de sentido de avance derecho.

En roscas de fabricación norteamericana, se agregan más símbolos para informar el grado de ajuste y tratamientos especiales

RESISTENCIA DE PERNOS

Las normas de prueba de pernos indican cargarlo contra su propio hilo, sin utilizar una probeta representativa. Esto genera un valor llamado carga de prueba, la cual puede utilizarse para diseñar en

reemplazo de la resistencia a la fluencia. Se adjuntan las marcas con que se indica el grado de resistencia de los pernos, para las normas SAE, ASTM y Métrica. Se adjunta también la tabla de marcas de los productos American Screw.

Marcado de pernos de acero grado SAE

Número de grado SAE

Rango del diámetro [inch]

Carga de prueba [kpsi]

Esfuerzo de ruptura [kpsi]

MaterialMarcado de la cabeza

1 2¼ - 1½ ¼ - ¾7/8 - 1½

55 33 74 60Acero de bajo carbono ó acero al carbono

5 ¼ - 1 11/8 - 1½ 85 74 120 105Acero al carbono, Templado y Revenido

5.2 ¼ - 1 85 120Acero de bajo carbono martensítico, Templado y Revenido

7 ¼ - 1½ 105 133Acero al carbono aleado, Templado y Revenido

8 ¼ - 1½ 120 150 Acero al carbono aleado, Templado y Revenido

8.2 ¼ - 1 120 150 Acero de bajo carbono martensítico, Templado y Revenido

CLASIFICACIÓN DE LAS ROSCAS.

Las roscas se pueden clasificar según diferentes parámetros.

Según su posición:

Rosca exterior ( tornillo): la rosca se talla sobre un cilindro exterior.

Rosca Interior (tuerca): la rosca se talla sobre un cilindro interior (taladro).

Clasificación de roscas según su posición.

CLASIFICACIÓN DE LA ROSCA SEGÚN LA FORMA DEL FILETE.

Roscas triangulares:

Roscas Trapeciales:

Roscas redondas:

REPRESENTACIÓN DE ROSCAS.

A continuación se definen los métodos de representación de las roscas, establecidos según la norma UNE-EN ISO 6410, utilizados en los dibujos técnicos para representar elementos de fijación roscados y, en general, todo tipo de piezas roscadas.

Representación detallada: La representación detallada de una rosca en vista lateral o en corte puede utilizarse para ilustrar piezas aisladas o ensambladas en ciertos tipos de documentación técnica.

Representación convencional: Es el tipo de representación habitualmente utilizada en todos los dibujos técnicos para la representación de roscas.

Las roscas visibles en vistas laterales y en cortes, las crestas de la rosca se representan por un trazo continuo grueso (lugar geométrico de todas las crestas de la rosca) y los fondos de la rosca por un trazo continuo fino (lugar geométrico de todos los fondos de la rosca), separados una distancia de 1,5 mm. Aproximadamente (no hace falta respetar la altura de la rosca). (Ver fig.)

El límite de rosca útil debe indicarse por un trazo continuo grueso limitado por los trazos que definen el diámetro exterior de la rosca.

En caso de representar la rosca en corte, el rayado debe prolongarse hasta el trazo que limita las crestas de la rosca.

TABLA DE DESIGNACIÓN DE ROSCAS NORMALIZADAS.