INSTITUCION EDUCATIVA TECNICO INDUSTRIAL PEDRO ANTONIO MOLINADOCENTE: CARLOS ALBERTO GOMEZ PEREZ

ROSCAS

1. DEFINICIONUna rosca es una saliente (filete) de forma helicoidal que se desarrolla, externamente o internamente, alrededor de una superficie cilíndrica.

de=diámetro exterior dm=diámetro medio di=diámetro interior

P=paso N=número de hilos por pulgada C=cresta r=raíz

h=altura del filete β =ángulo de hélice ∞=ángulo entre flancos.

EXPLICACION GEOMETRICA DE LA ROSCA. El fundamento geométrico de la rosca, es fácil comprenderlo: se toma una hoja de papel fino y con un lápiz se traza una línea recta inclinada que vaya de punta a punta, como se ve en la siguiente figura.

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Pues bien geométricamente la rosca no es más que una hélice y, por tanto, no es más que una figura geométrica (un triangulo, un cuadrado, un trapecio…, según los tipos de roscas) que siguiendo una trayectoria inclinada se ha enroscado alrededor de un cilindro.

Si se apretara ese cilindro de papel(es decir, si se disminuyera el diámetro) conseguiríamos aumentar el número de vueltas de la hélice; esto equivale exactamente a disminuir el paso de la hélice: lo que en una rosca se llama paso.

2. TIPOS Y CLASIFICACIONLas roscas están normalizadas para facilitar intercambiabilidad de los elementos roscados y la fabricación de los mismos.Las normas de las roscas fijan la forma del perfil de los filetes y las dimensiones de los mismos, así como el paso y dimensiones correspondientes para un diámetro exterior determinado, en los tornillos y sus tuercas.Las roscas se clasifican principalmente por el perfil: Roscas triangulares que son las más usadas y cuyos tipos principales son: roscas Whitworth, roscas métricas, roscas para gas, roscas cuadradas, roscas redondas, roscas en diente de sierra, roscas trapeciales, roscas eléctricas Edison.

NOMENCLATURALa indicación de la rosca, se hace siempre mediante una letra, que es la inicial del tipo de rosca.M: significa que es una rosca métricaW: significa que es una rosca WhitworthE: significa rosca eléctrica o EdisonG: significa rosca gas.Trap: significa rosca trapecial métricaAcme: significa rosca trapecial americanaC: rosca cuadradaEjemplo:M18X2.5: la M significa que es una rosca métrica, cuyo diámetro nominal o exterior es de 18 mm, que tiene un paso de 2.5 mm

1/4NC-20: es una rosca cuyo diámetro nominal o exterior es de ¼ de pulgada, NC indica que es una rosca corriente u ordinaria y 20 es el número de hilos que se cuentan en una pulgada.

CALCULOSROSCA METRICA ISOLa rosca métrica ISO está efectuada por una sección que es un triángulo equilátero. Todos los elementos geométricos de la rosca pueden ser localizados conociendo el valor del diámetro nóminal (de) y el paso (P).

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P=paso hf=altura del filete de=diámetro exterior Dm= diámetro de mandrinado de la tuerca.

tangente60 º=Hp2

→H= p2xtangente 60º

hf=H−H6

−H8→hf=6H

6−H6

−H8→hf=5H

6−H8→20H−3H

24→hf=17H

24

H= P2xtangente 60º

hf=1724xp2xtangente 60 º→hf=0.613xp

tmb=tamañode la broca pararealizar roscaconmachuelo .

Dm=tmb=de−2xhf +2( H4 −H6 )

Dm=Tmb=de−2 x0.613 xp+2( H4 −H6 )

Dm=Tmb=de−1.226 xp+ 2H12

→Dm=Tmb=de−1.226 xp+ H6

Dm=Tmb=de−1.226 xp+ pxtangente60 º2x 6

→Dm=Tmb=de−1.226 xp+0.144 xp

Dm=Tmb=de−1.08 xp

EJERCICIOS

Hallar la altura del filete para las siguientes roscas y compararla con la empleada en el cálculo para machuelos.

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M6 M8 M10 M18 M16 M20 M12 M14 M14X1.5

Recordemos que normalmente cuando aparece sólo el símbolo de rosca métrica y el diámetro nominal se nos está indicando que es una rosca ordinaria.

ROSCA AMERICANA

Forma del filete: el tornillo está engendrado por el arrollamiento, en hélice, de un triángulo equilátero truncado, cuyo lado situado paralelamente al eje del núcleo, es, antes de truncarlo, igual al paso del tornillo.

El triangulo primitivo está truncado por dos paralelas a su base, respectivamente distanciadas de su vértice superior y de la base 1/8 de la altura teórica. Esta rosca da un ajuste perfecto.

P=paso N=número de hilos por pulgada hf=altura del filete Dm=diámetro menor de la tuerca. de=diámetro exterior o nominal del tornillo.

hf=H−2H8→hf=H−H

4→hf=3H

4

tangente60 º= HP/2

→H= P2x tangente60 º

hf=3H4→hf=3 x 4

4 x2xP2×tangente 60º→hf=0.6495xP

Dm=Tmb=de−2 xhf →Dm=Tmb−2x 0.6495 xP

Dm=de−1.3 xP P= 1N

=25.4N

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EJERCICIO

Hallar la altura del filete para las siguientes roscas:

3/8NC 5/8NC 1NC 3/8NF

APLICACIONES FUNDAMENTALES DEL TORNILLO Y LA TUERCA

Los usos del tornillo y la tuerca en sus múltiples variedades pueden reducirse a dos tipos fundamentales: empleo como máquina y como elemento de unión de piezas.

Tornillo como máquina

El tornillo se emplea como máquina para la transformación de un movimiento de giro en movimiento rectilíneo, al mismo tiempo que se multiplica la fuerza.

En la figura se ve como el tornillo (1) gira, roscándose en la tuerca (2) que suponiéndose fija, avanza en el sentido de la flecha (F). Esta disposición es la empleada en las prensas de husillo.

En la figura que sigue a continuación puede verse otra disposición: el tornillo(1) está sujeto en los soportes(2), en los que puede girar, pero no desplazarse longitudinalmente; la tuerca se halla sujeta de manera que no pueda girar, pero si desplazarse. Al girar el tornillo, la tuerca se desplazará a lo largo del mismo. Este tipo de mecanismo es el que se emplea en los torno de roscar para el desplazamiento del carro longitudinal y también recibe en este caso, como en otros similares, el nombre particular de husillo. Los tornillos empleados para estos mecanismos tienen el perfil del filete cuadrado, trapecial o redondo. Formas estas que disminuyen el rozamiento y, por lo tanto, aumenta su rendimiento. Hoy en día se utilizan las roscas de bolas para aumentar la precisión en las máquinas CNC.

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El tornillo como elemento de unión

Los tornillos empleados como elemento de unión, están formados por un vástago roscado generalmente con uno de sus extremos ensanchados, formando la cabeza.

La cabeza toma varias formas, según la finalidad a que se destina el tornillo y en ella se aplica la fuerza para introducir el tornillo en su tuerca o para sujetarlo mientras se rosca la tuerca sobre él.

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ROSCADO EXTERIOR EN EL TORNO

Es una operación de torneado que consiste en labrar sobre la periferia de una pieza uno o varios surcos helicoidales, de forma y dimensiones variadas. La herramienta se desplaza paralelamente a las generatrices del cuerpo a maquinar.

ABRIR UNA ROSCA TRIANGULAR EXTERNA POR PENETRACION PERPENDICULAR

Es dar forma triangular al filete de una rosca, con una herramienta de perfil adecuado, conducida por el carro longitudinal, con penetración perpendicular a la pieza.

El avance debe ser igual al paso del filete, por cada vuelta completa del material. La relación entre los movimientos de la herramienta y del material se obtiene con un tren de engranajes en la lira o caja de avances.

Es una operación necesaria para construir roscas de las piezas y tornillo de precisión.

PROCESO DE EJECUCION

Cilindre al diámetro. Normalmente a la medida del diámetro de la rosca se le quita una 0.1 de mm.

Posicione y fije la herramienta.

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La herramienta se debe ubicar a la altura del centro y con la ayuda de una galga de 60ºFijar la herramienta.

Prepare el torno.

Disponga el avance necesario en la maquina, es decir el paso real. Utilice la caja de avances y si el torno no la tuviera, monte el tren de engranajes calculado.

Precaución: durante el cambio de tren del tren de engranajes se debe desenergizar la maquina.

Determine la velocidad de rotación de la máquina para roscar consultando las tablas o realizando los cálculos de las revoluciones por minuto necesarias.

Verifique la preparaciónPonga en marcha el tornoPonga en contacto la herramienta con el materialDesplace la herramienta fuera del material y ubique el cero del anillo graduado frente a la referencia.Avance la herramienta dando una profundidad de corte de 0.3 mmManiobre la palanca para roscar y deje que la herramienta marque unos diez filetes.Retire la herramienta y pare el torno.Verifique el paso obtenido con la ayuda de un calibrador de roscas, una regla graduada o un calibrador pie de rey.

Desbaste la rosca

Retire la herramienta y vuelva al punto inicial del corte. Hágalo sin desembragar la palanca de roscar, haciendo girar la copa del torno en sentido contrario y habiendo retirado la herramienta para no dañar el filete.Coloque la profundidad de pasada recomendada.Vaya controlando sobre el anillo graduado las profundidades de las sucesivas pasadas para saber cuando se llega a la altura del filete.Durante el roscado se debe lubricar de acuerdo al material.Ponga en marcha el torno y de una pasada, interrumpiéndola cuando llegue al largo previsto de la rosca, retire de nuevo la herramienta e invierta el sentido de giro para que la herramienta regrese al punto inicial de la rosca.Continúe dando pasadas con el mismo procedimiento hasta que falte algunas decimas de mm para alcanzar la altura del filete.

Verifique la rosca La rosca se puede verificar con una tuerca o con un calibrador de tolerancias. Los calibradores deben entrar justos, pero sin forzarlos.

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En caso necesario, de nuevas pasadas con el mínimo posible de profundidad de corte hasta obtener el ajuste.

NOTA: Cuando la rosca esté terminada y verificada, inmediatamente se debe desembragar la palanca de roscar, para evitar que posteriormente se pueda estrellar la máquina.

ROSCA CUADRADA

Es un roscado no normalizado que tiende cada vez más a desaparecer, reemplazado por el roscado trapezoidal, se utilizaba casi exclusivamente para todos los tornillo de accionamiento de las máquinas herramientas.

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Las dimensiones se hallan en función del diámetro nominal o diámetro exterior y el paso de tornillo.

P=paso en el tornillo P=paso en la tuerca

ht=altura del filete en el tornillo H=altura del filete en tuerca

di=diámetro interior en el tornillo Dm=diámetro menor en tuerca

dm=diámetro medio en el tornillo DM=diámetro mayor en tuerca.

di=de−2ht Dm=di+2xa

dm=de−ht DM=de+2xa

ht= P2

DM=di+2xH

H=ht+a

a= es un juego que se deja entre tuerca y tornillo

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a= 0.010” se emplea este valor cuando se trabaja en pulgadas a=0.254 se emplea este valor cuando se trabaja en milímetros

El ancho del buril en la punta puede hacerse menor que el valor que da la formula.

Cuando se va a fabricar una rosca cuadrada se debe tener en cuenta que tanto la anchura como la profundidad son iguales a la mitad del paso, con un juego lateral y en el fondo prudencial.

Esta clase de rosca suele construirse por medio de dos herramientas, una más estrecha que se coloca con su arista cortante perpendicular al hilo y otra de anchura definitiva y colocada con su arista cortante paralela al eje del tornillo.

EJERCICIOS

Realice los cálculos de las dimensiones para las siguientes roscas cuadradas:

C14X3 C50X8 C24X5 C212−4 C30X6