ROSCAS Y SU TALLADO
ÍNDICE:
• DEFINICIÓN DE ROSCA • EMPLEO DE LAS ROSCAS
• FUNCIONAMIENTO DE LA ROSCA • CLASIFICACIÓN DE LAS ROSCAS • POR SU FORMA
• POR SU SENTIDO DE GIRO • POR EL Nº DE ENTRADAS • POR LA POSICIÓN
• ROSCAS CÓNICAS
• ELEMENTOS DE LAS ROSCAS • DIMENSIONES FUNDAMENTALES • ROSCAS FINAS
• DESIGNACIÓN
• SISTEMAS DE ROSCAS • WHITWORTH
• MÉTRICA
• DIFERENCIAS
• TALLADO DE ROSCAS • ROSCADO MANUAL
• ROSCADO EN TORNO (PROCESO A SEGUIR) • PENETRACIÓN OBLICUA
DEFINICIÓN DE ROSCA
DEFINICIÓN DE ROSCA
• Una Rosca es una arista helicoidal de un tornillo (rosca exterior) o de una tuerca (rosca interior), de sección triangular, cuadrada etc. 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
Empleo de las roscas
Empleo de las roscas
• a)
Unir piezas de manera permanente
Unir piezas
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
• b)
Generar movimiento en máquinas
Generar movimiento
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
¿Por qué funciona una rosca?
¿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
El mismo papel que se enrolló sobre el cilindro del tornillo nos indica que las roscas actúan como un plano inclinado, pues al deslizarse la tuerca por las orillas de la rosca se está siguiendo la trayectoria de un plano inclinado, del cual su
fórmula elemental es:
P x L = W x h
P= Fuerza aplicada
L= Longitud del plano inclinado W= Fuerza generada
Descomposición de las fuerzas que actúan sobre un sólido situado en un plano
• Imaginemos esta prensa de husillo:
Las orillas de la rosca en el tornillo actúan como el plano
inclinado. Por cada vuelta que se da a la la manivela se logra un avance de "h", generando una fuerza de "W", todo esto producto de la fuerza aplicada en la manivela "P" en una trayectoria igual al
perímetro "2π x R". Con lo anterior se puede construir la siguiente expresión.
• Por ejemplo: si se aplica en una prensa como la mostrada, con avance "h" (en cada vuelta) de 2 mm, brazo de palanca "r" de 200 mm y si se aplica una fuerza "P" de 15 Kg., se tendrá:
• (Sustituyendo en la ecuación de la prensa) •
P x 2π x r = W x h //15 x 2 x 3,14 x 200 = W x 2
•
• Despejando "W“ tendremos: •
• W = 9.420 Kg. •
• Como la fricción en la rosca genera una pérdida de la fuerza de un 40% se tendrá:
•
• W = 9.420 x 0,6 = 5.652 Kg. •
• Lo anterior implica que con nuestra pequeña prensa y 15 Kg.,
CLASIFICACIÓN DE LAS
CLASIFICACIÓN DE LAS
ROSCAS
ROSCAS
1. POR SU FORMA
2. POR SU SENTIDO DE GIRO
3. POR EL NÚMERO DE
ENTRADAS
1.
1.
TIPOS DE ROSCA POR SU
TIPOS DE ROSCA POR SU
FORMA
FORMA
1.1 Triangulares o agudas
1.2 Trapeciales
1.1 Triangulares o agudas
1.1 Triangulares o agudas
•Las roscas de filete triangular o agudas se usan en tornillos de fijación o para uniones de tubos.
•A su vez pueden ser:
1.1.1 Normales (Tornillería)
1.1.2 Finas (Menor paso para igual diámetro. Para paredes delgadas)
1.1.3 De gas (Son finas. Para uniones de tubos conductores de fluidos)
• Las roscas agudas o triangulares quedan definidas por los diámetros exterior (d), del núcleo (d1) y del de los flancos (d2), así
1.2. Trapeciales
• Se utilizan para transmitir o transformar movimientos.
• Los principales sistemas de roscas trapeciales son dos.
• Rosca ACME (29º, EEUU) y Rosca DIN (30º UE). (Tornillos de banco, por ejemplo) • Sustituyen a la rosca cuadrada ofreciendo
1.3 Rosca de diente de sierra
• Utilización: Se utiliza cuando existe un esfuerzo axial importante en un sentido. Tiene el rendimiento de una de filete
cuadrado y la resistencia de la rosca V.
Antiguamente se producía con un flanco (o cara) de presión vertical; la más reciente, con inclinación de 7º, es más fácil de
hacer. Se llama también a veces “rosca de cierre”, porque se utiliza en los grandes
1.5 Roscas redondas
• Se emplean para roscas que tengan mucho desgaste o elementos sometidos a golpes, suciedad, oxidación, por ejemplo, husillos de gatos de elevación, elementos de transporte
1.6 Rosca cuadrada
2. POR SU SENTIDO DE GIRO
3. Por el número de entradas
3. Por el número de entradas
4. Por la posición
1. Exteriores: • Tornillos
• Espárragos • Prisioneros
• Varillas roscadas
• Piezas con rosca exterior
2. Interiores: • Tuercas
•
Roscas Cónicas
Roscas Cónicas
.
• Las roscas cónicas engendran la
helicoide sobre un cono y no sobre
un cilindro.
• Las roscas cónicas se usan en
uniones de cañerías y en algunas
otras aplicaciones donde se
• DIMENSIONES FUNDAMENTALESDIMENSIONES FUNDAMENTALES
• Núcleo: Es el volumen ideal sobre el que se
encuentra la rosca o cuerpo del elemento roscado. • Flancos: Son las superficies teóricas de contacto. • Cresta: Es la superficie exterior de unión de los
flancos.
• Fondo: Es la superficie interior de unión de los flancos.
•
Paso:
Es la distancia, medida
paralelamente al eje, entre dos hilos
consecutivos.
•
Avance
,
(a):
La distancia que recorre en
sentido del eje un filete al dar una vuelta
entera. También la recorre el tornillo en la
tuerca al dar una vuelta completa.
En las roscas de un filete, a = P. En las
roscas de varios filetes, a= P z (
z =
nº de
entradas).
•
Diámetro exterior
:
Es el diámetro
mayor de una rosca.
D
,
para los interiores (de fondo a
fondo).
d
, para los exteriores (de cresta a
cresta).
•
Diámetro interior
.
Es el diámetro
menor de la rosca.
D1
, para los interiores de cresta a
cresta.
d3
,
para los exteriores, de fondo a
• Diámetro medio: Existe, por tanto, un punto donde el filete y el vano tienen el mismo ancho (punto medio del flanco) e igual diámetros (diámetro en los flancos) (D2)
• Profundidad de rosca llamada, también,
altura del filete, es la semidiferencia entre los diámetros exterior e interior o la
distancia entre cresta y base: la
•
Roscas
finas
(profundidad de rosca
y paso menor que el normal). Se
emplean cuando las paredes
roscadas son de poco espesor, por
ejemplo en uniones en de tubos;
también pueden emplearse cuando
se quiere evitar el aflojamiento de la
unión, ya que el mayor número de
•
DESIGNACIÓN DE LAS ROSCAS
DESIGNACIÓN DE LAS ROSCAS
• Las roscas se designan según el sistema a que pertenecen y hay que distinguir si son:
• Ordinarias o finas
• De una o más entradas
• A derechas o a izquierdas
• Los sistemas más comunes son el sistema
Ejemplo de designación sistema
métrico:
• M 24 (Normalizada corriente)
• M 24 x 0,5 (Paso no normalizado) • M 24 x 1,5 (Paso fino normalizado)
• Tanto el diámetro exterior del tornillo como el paso se designan en milímetros.
• Si es a izquierdas llevará la inscripción (izq).
Ejemplo de designación Sistema
Whitworth
• W ¾”- 10
• (3/4” es el diámetro exterior)
• (10 es el número de hilos por
Ejemplo de designación del sistema de
rosca Americano Unificado
• 1”- 8 UNC
SISTEMAS DE ROSCAS
SISTEMAS DE ROSCAS
• Se llama Sistema de Roscas a cada uno de los grupos en que se pueden clasificar las roscas normalizadas con especificaciones o reglas que deben cumplir. Estas se refieren a los siguientes puntos:
• Forma y proporciones el filete
• Escalonamiento de los diversos diámetros. • Paso que corresponde a cada uno de los
diámetros
• Tolerancias que se admiten en las medidas •
SISTEMA SISTEMA DE DE ROSCAS ROSCAS ROSCAS ROSCAS DE DE SUJECIÓN SUJECIÓN ROSCAS ROSCAS FINAS FINAS ROSCAS ROSCAS TRAPECIALES TRAPECIALES OTROS OTROS SISTEMAS SISTEMAS DE DE ROSCAS ROSCAS SISTEMA SISTEMA WHITWORTH WHITWORTH SISTEMA SISTEMA INT. INT. (MÉTRICA (MÉTRICA
•
Rosca Whitworth
Rosca Whitworth
• La primera persona que creó un tipo de rosca normalizada, aproximadamente sobre 1841 fue el ingeniero mecánico inglés sir Joseph Whitworth
• El sistema de roscas Whitworth todavía se utiliza, para reparar la vieja maquinaria y tiene un filete de rosca más grueso que el filete de rosca métrico.
• El sistema Whitworth fue un estándar británico, abreviado a BSW (BS 84:1956) y el filete de rosca fino estándar británico (BSF) fue introducido en 1908 porque el hilo de rosca de
Whitworth resultaba grueso para algunos usos.
• El ángulo del hilo de rosca es de 55° en vez de los 60º que tiene la rosca métrica. La profundidad y el grosor del filete de rosca variaba con el diámetro del tornillo (es decir, cuanto
más grueso es el perno, más grueso es el filete de rosca). • En este sistema de roscas el paso se considera como el
• Rosca Whitworth:
•
Rosca Métrica
Rosca Métrica
• La rosca métrica está basada en el Sistema Internacional (SI) y es una de las roscas más utilizadas en el ensamblaje 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
• Paso es la distancia entre dos puntos homólogos. Ejemplo: entre las crestas contiguas.
• Su diámetro exterior y el avance se miden en milímetros,
•Rosca métrica
Profundidad(t1)= 0.6495 x p
•Diferencias:
• 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=0,6495p y la interna redonda con r = 0.1082p, 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.
ROSCA MÉTRICA. SISTEMA INTERNACIONAL EJEMPLO PARA M24 (NORMALIZADO)
TORNILLO TUERCA
DIÁMETRO DE ROSCA DIÁMETRO DE NUCLEO DIÁMETRO DE ROSCA DIÁMETRO DE NUCLEO R O S C A M É T R IC A (D IN 13 Y 14 )
24 19.832 24.270 20.102
MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN
R O SC A IS O (U N E 1 7. 70 8-78 ) (P A R A U S O S G E N E R A L E S )
23.952 23.577 19.855 0.300
NO ESPEC
IFICA DO
•
Tallado de roscas
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 exigida y la calidad de la
superficie de la hélice. El tallado más común de roscas es por medio de:
• a) y b) Machos y terrajas (manuales o de máquina) • c) Útiles de roscar en torno
• d) Fresado
• FORMAS DE TALLAR ROSCASFORMAS DE TALLAR ROSCAS
•
Fabricación de roscas por medio
de 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,
Rosca M3 M3.5 M4 M5 M6 M8 M 10 M 12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27
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
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
Rosca métrica
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" 3/4"1 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
Para fundición gris y latón
5 6.4 7.7 10.25 13.25 16.25 19 21.7
5 24.50 27.50 30 33 35 38.5 44
• Cuando debemos elegir si mecanizar una rosca en el torno o con machos de roscar debemos atender a las siguientes
indicaciones:
• Si la rosca no es triangular hay que mecanizarla en el torno.
• Si la rosca es de medidas pequeñas (Por ejemplo M10) es más rápido mecanizarlas con macho y/o terraja.
•
Proceso a seguir para roscar en
el torno
1. Realizar todos los cálculos necesarios para poder mecanizar la rosca (diámetro nominal, diámetro del nucleo, paso,
profundidad de rosca, número de pasadas y juego en el vértice)
2. Afilar la cuchilla (intentando, no sólo, que tenga 60º, sino que el vértice del
3. Una vez torneada la pieza y mecanizadas las ranuras para desahogo de la cuchilla y el
chaflán de entrada, situar la cuchilla con el triángulo totalmente perpendicular al eje de la pieza. Para ello nos valemos de la plantilla de roscas métricas (60º) o la de whitworth
4. Colocar, mediante las palancas
oportunas, la velocidad de giro
correcta. Seleccionamos una
velocidad de rotación baja (25% de
la que correspondería a la de
cilindrar).
• Por motivos de seguridad
es
importante hacer esta operación
antes de embragar la barra de
roscar
5. Embragar la barra de roscar
7. Acercar la punta de la cuchilla (mediante el carro transversal cuando el paso sea < 2) y dar una primera pasada para
marcar (Puede hacerse con un lápiz, por ejemplo, si no se desea marcar la pieza). Controlar el tambor graduado del carro transversal y colocarlo a cero.
9. Ir dando las sucesivas pasadas (prestando especial atención para que no tropiece la
cuchilla al final de cada una de ellas ni el porta contra el contrapunto al principio. Parar
siempre usando el pedal-freno. Usar un rotulador para ir marcando en el tambor
graduado. No tocar, en ningún momento, el carro orientable para no perder el paso
(incluso sería recomendable fijarlo). Vencer la holgura, del carro principal, hacia la derecha. Las pasadas (dado que se trata de rosca a derechas) deben ser siempre de derecha a
izquierda. El retroceso de la cuchilla, tras cada pasada, debe ser siempre en vacío
10. Comprobar la profundidad de rosca
•
Roscado, en torno, con penetración
oblicua
• Este método de roscado se emplea para efectuar roscas de pasos grandes.
• Las pasadas se darán solamente
mediante el husillo del carro orientable,
• Para el retroceso se actuará sobre el carro transversal, colocándolo en la misma
•Representación de roscas
• En los agujeros roscados las crestas
vistas se representan con trazo continuo grueso y los fondos con trazo fino. En
vistas ocultas, ambas se trazan con trazo fino discontinuo. En las secciones, el
rayado se prolonga hasta la cresta. En vista frontal, la línea de fondo abarcará aproximadamente 3/4 de circunferencia para evitar errores de interpretación. En los dibujos conjuntos, las líneas de la
