Rosca de tornillo 101: Todo lo que necesita saber | MachineMFG

Rosca de tornillo 101: Todo lo que necesita saber

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El personal es el núcleo de las operaciones. La mejor garantía para la seguridad del personal se consigue evitando los comportamientos inseguros de las personas y combinando el estado de seguridad de los equipos.

Al diseñar el sistema de soldadura por arco, debe tenerse en cuenta el estado inseguro del equipo en el trabajo real. Durante la operación real, los operarios deben recibir formación sobre diversas normativas, procedimientos operativos y concienciación en materia de seguridad.

Para garantizar la seguridad en la producción diaria, es importante desarrollar buenas prácticas de seguridad y hábitos operativos correctos.

1. Breve historia del hilo

Desde el siglo IV a.C., los naturalistas de la antigua Grecia conocían la forma básica en espiral y la utilizaban para extraer vino y aceite.

A día de hoy, seguimos utilizando el tornillo de Arquímedes para extraer agua.

El dispositivo de toma de agua en espiral de Arquímedes se sigue utilizando hoy en día

Fig. 1 Dispositivo de toma de agua en espiral de Arquímedes que se sigue utilizando en la actualidad

En el siglo XIV ya existían roscas y tornillos hechos a mano.

Durante la revolución industrial, se hizo cada vez más imprescindible unir objetos mecánicos con tornillos.

Al principio, las tuercas, los pernos y los tornillos se fabricaban a mano o con simples tornos. Sin embargo, carecían de intercambiabilidad y normalización, lo que dificultaba su uso en distintos sectores o incluso entre distintas empresas de un mismo sector.

hilos hechos a mano hace 200 años frente a los modernos hilos a máquina

Fig. 2 Hilos hechos a mano hace 200 años frente a hilos modernos hechos a máquina

Con el progreso continuo de la tecnología industrial, los países han formulado sus propias normas unificadas y normas generales internacionales para mejorar la eficiencia.

En la actualidad, existen principalmente dos tipos de normas de medición de roscas: el sistema británico y el sistema métrico. China ha adoptado este último y utiliza milímetros métricos (mm) como unidad de medida e identificación de las roscas.

2. Definición del hilo

Se denomina rosca a la cresta espiral continua y convexa que se forma enrollando el cilindro o el cono en forma de espiral.

La primera se denomina rosca recta, mientras que la segunda se conoce como rosca cónica.

Esta estructura en espiral es capaz de transformar el movimiento rotatorio en movimiento lineal, lo que permite desplazar objetos de forma lineal.

roscas rectas y cónicas

Fig. 3 roscas rectas y cónicas

Las roscas interior y exterior se conectan fijando o haciendo pasar el hilo.

La rosca exterior está situada en la superficie externa de la pieza, como se ve en los pernos o tornillos comunes.

Por otro lado, la rosca interna se encuentra en el interior de la pieza y suele estar presente en las piezas que requieren ensamblaje.

3. Cinco elementos del hilo

Una descripción completa del hilo debe incluir al menos cinco elementos, a saber:

  • forma del diente
  • diámetro nominal
  • número de líneas
  • tono (o plomo)
  • sentido de giro

El perfil del diente es el factor clave para determinar el uso final de la rosca.

Forma de los dientes

La forma del diente se refiere a la geometría de la rosca.

Las diferentes formas de los dientes determinan si la rosca se utiliza para la conexión o para la transmisión.

En la actualidad, los tipos de diente más utilizados son el triángulo, el trapecio, el diente de sierra y el rectángulo.

La rosca triangular se utiliza principalmente para la conexión, mientras que los otros tres patrones de dientes se utilizan para transmisión de energía.

Comparación de cuatro tipos de rosca comunes

Fig. 4 Comparación de cuatro tipos de rosca comunes

La rosca triangular consta de dos tipos principales de rosca: rosca ordinaria código M y rosca para tubos código G.

La rosca M es la rosca de unión más utilizada, y se clasifica en dientes gruesos y dientes finos. Los dientes finos suelen emplearse para piezas pequeñas o de paredes finas.

Por otro lado, las roscas para tubos se utilizan para conectar tuberías de agua, gas y otros conductos.

La rosca trapezoidal con código Tr se utiliza para la transmisión de potencia en diversos husillos de máquinas herramienta.

La rosca dentada con código B es capaz de transmitir potencia en una sola dirección.

La figura 5 muestra la clasificación de las roscas según su uso y el tipo de diente.

Fig. 5 Clasificación de los hilos

Diámetro

El tamaño de la rosca suele determinarse por el diámetro nominal. Sin embargo, para las roscas de tubo, el diámetro nominal es el diámetro interior del tubo (en pulgadas), mientras que para otras roscas, es el diámetro mayor (en unidades métricas).

Las roscas exteriores se denotan con la letra "D" mayúscula, mientras que las roscas interiores se denotan con la letra "d" minúscula. El diámetro mayor es el diámetro de un cilindro imaginario tangente a la cresta de una rosca exterior o a la raíz de una rosca interior. A la inversa, el diámetro menor es el diámetro de un cilindro imaginario tangente a la raíz de una rosca exterior o a la cresta de una rosca interior.

El diámetro de paso es un parámetro crucial para conseguir el ajuste y la resistencia de la rosca. Es el diámetro de un cilindro imaginario cuya anchura de diente en la línea de paso es igual a la anchura de diente adyacente.

diámetro grande, mediano y pequeño de rosca exterior e interior

Fig. 6 Diámetro grande, medio y pequeño de la rosca exterior e interior

Número de líneas

El número de hilos se refiere al número de líneas en espiral al formar los hilos, que pueden dividirse en línea simple y línea múltiple.

Por hilo simple se entiende el formado a lo largo de una línea espiral, y por hilo múltiple, el formado a lo largo de dos o más líneas espirales.

hilo de una y dos líneas

Fig. 7 hilo simple y doble

Tono (plomo)

La distancia axial P entre los dos puntos correspondientes de la línea del diámetro de paso de dos dientes adyacentes de la rosca se denomina paso;

En la misma rosca, la distancia axial Ph entre los dos puntos correspondientes de dos dientes adyacentes en la línea del diámetro de paso se denomina avance.

lanzar y liderar

Fig. 8 paso y plomo

dirección del hilo

Fig. 9 Dirección del hilo

4. Normas generales sobre roscas en diversos países

Las normas de roscas vigentes en varios países son principalmente las normas de medición e identificación de roscas de clase 2 en unidades métricas y en pulgadas.

Rosca métrica o estándar internacional

La rosca métrica se adoptó por primera vez en Francia Central entre 1898 y 1908, y después se difundió ampliamente por varios países.

En China, se adopta la norma de rosca métrica GB.

El código de rosca métrica M es aplicable para conectar piezas con un diámetro comprendido entre 0,25 mm y 300 mm.

El ángulo de rosca es de 60°, y la parte superior del diente es plana, lo que facilita el giro, mientras que la parte inferior del diente es un arco circular que aumenta la resistencia de la rosca.

La rosca métrica puede clasificarse en dos categorías: rosca gruesa y rosca fina.

norma de rosca métrica

Fig. 10 norma de rosca métrica

Rosca Wyeth estándar británica

Originario de Gran Bretaña, este hilo fue inventado por el británico Joseph Whitworth en 1841, de ahí su nombre.

El ángulo de rosca de este hilo es de 55 °, y la parte superior e inferior del hilo son de arco circular, también conocido como hilo b.s.w.

Norma británica Norma de rosca Wyeth

Fig. 11 Norma británica Norma de rosca Wyeth

Rosca fina estándar británica

La forma de la rosca de este tipo es similar a la de una rosca B.S.W., y el ángulo de la rosca también es de 55°. Sin embargo, tiene un mayor número de hilos por pulgada, lo que resulta en un grosor de hilo más fino y un agarre más fuerte.

Este tipo de rosca se utiliza habitualmente para piezas que requieren raíces fuertes o que deben soportar altos niveles de vibración.

Norma británica de rosca fina

Fig. 12 Norma británica de rosca fina

Rosca American Standard

La rosca American Standard tiene la parte superior e inferior planas, lo que proporciona una buena solidez y resistencia a la tensión.

El ángulo de rosca mide 60° y su especificación se expresa en dientes por pulgada, clasificados en tres niveles: dientes gruesos (NC), dientes finos (NF) y dientes superfinos (NEF).

Rosca American Standard

Fig. 13 Rosca American Standard

Rosca estándar unificada

El hilo británico, que se utiliza habitualmente en la actualidad, fue desarrollado por Estados Unidos, Gran Bretaña y Canadá.

A diferencia de la rosca American Standard, la rosca británica tiene un ángulo de rosca de 60° y sus especificaciones se expresan por el número de dientes por pulgada. Además, se divide en tres niveles: diente grueso (UNC), diente fino (UNF) y diente ultrafino (UNEF).

normas de rosca unificadas de Estados Unidos, Gran Bretaña y Canadá

Fig. 14 normas de rosca unificadas de Estados Unidos, Gran Bretaña y Canadá

Norma alemana DIN de rosca redonda

Es la rosca estándar determinada por din en Alemania.

La rosca es redonda, adecuada para la conexión de bombillas y tubos de goma.

El código del hilo es Rd.

Norma de rosca Wyeth

Fig. 15 Norma alemana DIN de rosca redonda

Rosca trapezoidal Tr

La rosca trapezoidal, también conocida como rosca acme, es una rosca especial de transmisión que puede ajustarse mediante tuerca tras el desgaste.

El ángulo de rosca cuando se utiliza la norma de rosca métrica es de 30 °, y el ángulo de rosca cuando se utiliza la norma de rosca británica es de 29 °.

Rosca trapezoidal Tr

Fig. 16 Rosca trapezoidal Tr

5. Identificación y ejemplos de roscas métricas estándar de China

Según la norma GB de China, la unidad de medida para el marcado de roscas ordinarias es el milímetro. La primera letra indica el código de la rosca, mientras que el segundo dígito representa el diámetro nominal, también conocido como diámetro mayor de la rosca. Los símbolos restantes representan el código de tolerancia, el código de longitud del tornillo y el código de dirección del tornillo, respectivamente.

Es obligatorio marcar el paso fino, mientras que el paso grueso puede omitirse.

Fig. 17 marcado del contenido de 5 partes de hilo ordinario

Notas de código de cada parte:

El código de característica representa el tipo de rosca, con M representando una rosca ordinaria. El código de tamaño indica el diámetro nominal × el paso. Por ejemplo, 8X1 significa que el diámetro nominal es 8 y el paso es 1.

El código de la zona de tolerancia comprende un grado de tolerancia (número) y una desviación básica. La rosca exterior se representa con letras minúsculas y la rosca interior con letras mayúsculas.

El código de longitud de atornillado utiliza L, N y s para representar largo, medio y corto, respectivamente. Cuando la rosca es de longitud de atornillado media, no se marca el código N.

El código del sentido de giro está marcado con LH para la rosca izquierda y no está marcado para la rosca derecha.

Ejemplo de interpretación

Ejemplo 1: ¿qué rosca representa M20x1,5LH-5g6g-S?

Ejemplo 2: ¿a qué tipo de rosca se refiere B36x14 (P7) -7H-L?

Ejemplo 3: ¿cómo representar la rosca simple izquierda rosca fina rosca ordinaria con diámetro nominal de 20 y paso de 1,5?

6. Método de procesamiento de la personalización del hilo

La rosca puede personalizarse mediante tres métodos: torneado por control numérico, fresado con varillaje de tres ejes y roscado y roscado.

Método 1 Torneado NC

Torneado NC con herramienta de torneado es el método de procesamiento personalizado más utilizado para piezas únicas y lotes pequeños de piezas roscadas debido a su estructura sencilla.

Fig. 18 mecanizado a medida de la rosca de torneado

Método 2 Fresado NC

En general, el fresado se realiza con fresas de disco o fresas de peine.

Las fresas de disco se utilizan principalmente para el fresado de roscas exteriores trapezoidales en piezas como vástagos de tornillos y tornillos sin fin. Por otro lado, las fresas de peine se emplean para fresar roscas interiores y exteriores ordinarias o roscas cónicas.

Fig. 19 procesamiento personalizado de la rosca de fresado NC

Método 3 roscado y roscado

El roscado consiste en utilizar un par de apriete determinado para atornillar el macho en el orificio inferior pretaladrado de la pieza, con el fin de procesar la rosca interna requerida.

Fig. 20 Golpeteo

El roscado es un método de conformación que consiste en cortar una rosca exterior en una pieza de trabajo con una matriz.

Fig. 21 Roscado

Por un lado, la precisión del roscado y el roscado depende de la precisión del macho o la terraja utilizados, mientras que, por otro, también depende de la experiencia del operario que realiza la tarea.

Para varias roscas internas no estándar de diámetro pequeño, el roscado es el único método viable de procesamiento.

El roscado puede realizarse manualmente o con máquinas como los tornos, perforación máquinas roscadoras o roscadoras.

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