Tema 7Tema 7Tema 7Tema 7 Identificación, Identificación, Identificación, Identificación, VerificaciónVerificaciónVerificaciónVerificación y My My My Mediciónediciónediciónedición de de de de roscaroscaroscaroscassss
Daniel Abalo Costas
Roscas
• 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.
• Definiciones de la terminología de roscas
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.
• Partes fundamentales de una rosca
Diámetro mayor: Se le conoce también como diámetro exterior y nominal
de la rosca. Es el diámetro máximo del filete del tornillo o de la tuerca.
Diámetro menor: también conocido como diámetro interior, del núcleo o
de raíz. Es el diámetro mínimo del filete de tornillo o tuerca.
Diámetro primitivo: En una rosca cilíndrica, es el diámetro de un cilindro
imaginario cuya superficie corta los filetes en puntos tales que resulten
iguales al ancho de los mismos y al de los hoyos cort
de dicho cilindro. En una rosca cónica, es el diámetro sobre un cono
imaginario medido a una distancia dada desde un plano de referencia
perpendicular al eje; la superficie del cono imaginario corta los filetes en
puntos tales que re
huecos cortados por la misma superficie.
Paso: Es la distancia desde un punto de un filete al punto correspondiente
del filete siguiente, medida paralelamente al eje. Puede darse en
milímetros en pulgadas
acuerdo con las siguientes relaciones:
-Paso en pulgadas = 1/numero de filetes por pulgada
-Paso en milímetros = 25,4/numero de filetes por pulgada
Avance: Es la distancia que avanza un filete en una
un solo filete, o de una entrada, el avance es igual al paso; en roscas de
filete doble o de dos entradas el avance que es el paso real, es igual al
doble del paso, que viene a ser un paso ficticio; en roscas de triple filete el
avance es igual a tres veces el paso; etc.
fundamentales de una rosca
iámetro mayor: Se le conoce también como diámetro exterior y nominal
de la rosca. Es el diámetro máximo del filete del tornillo o de la tuerca.
Diámetro menor: también conocido como diámetro interior, del núcleo o
el diámetro mínimo del filete de tornillo o tuerca.
Diámetro primitivo: En una rosca cilíndrica, es el diámetro de un cilindro
imaginario cuya superficie corta los filetes en puntos tales que resulten
iguales al ancho de los mismos y al de los hoyos cortados por la superficie
de dicho cilindro. En una rosca cónica, es el diámetro sobre un cono
imaginario medido a una distancia dada desde un plano de referencia
perpendicular al eje; la superficie del cono imaginario corta los filetes en
puntos tales que resulten iguales al ancho de los mismos y el de los
huecos cortados por la misma superficie.
Paso: Es la distancia desde un punto de un filete al punto correspondiente
del filete siguiente, medida paralelamente al eje. Puede darse en
en pulgadas o en función del número de filetes por pulgada, de
acuerdo con las siguientes relaciones:
Paso en pulgadas = 1/numero de filetes por pulgada
Paso en milímetros = 25,4/numero de filetes por pulgada
Avance: Es la distancia que avanza un filete en una vuelta. En roscas de
un solo filete, o de una entrada, el avance es igual al paso; en roscas de
filete doble o de dos entradas el avance que es el paso real, es igual al
doble del paso, que viene a ser un paso ficticio; en roscas de triple filete el
es igual a tres veces el paso; etc.
Daniel Abalo Costas
iámetro mayor: Se le conoce también como diámetro exterior y nominal
de la rosca. Es el diámetro máximo del filete del tornillo o de la tuerca.
Diámetro menor: también conocido como diámetro interior, del núcleo o
Diámetro primitivo: En una rosca cilíndrica, es el diámetro de un cilindro
imaginario cuya superficie corta los filetes en puntos tales que resulten
ados por la superficie
de dicho cilindro. En una rosca cónica, es el diámetro sobre un cono
imaginario medido a una distancia dada desde un plano de referencia
perpendicular al eje; la superficie del cono imaginario corta los filetes en
sulten iguales al ancho de los mismos y el de los
Paso: Es la distancia desde un punto de un filete al punto correspondiente
del filete siguiente, medida paralelamente al eje. Puede darse en
mero de filetes por pulgada, de
vuelta. En roscas de
un solo filete, o de una entrada, el avance es igual al paso; en roscas de
filete doble o de dos entradas el avance que es el paso real, es igual al
doble del paso, que viene a ser un paso ficticio; en roscas de triple filete el
Daniel Abalo Costas
Angulo del filete: Es el ángulo formado por los flancos del filete, medido en
el plano.
Angulo de la hélice: Es el ángulo formado por la hélice del filete en el
diámetro primitivo, con un plano perpendicular al eje.
Cresta: Es la pequeña superficie superior del filete que une los dos flancos
del mismo.
Raíz: Es la superficie del fondo que une los flancos de los filetes
adyacentes.
Flanco: Es la superficie del filete que une la cresta con la raíz.
Eje de la rosca: es el del cilindro o cono en que se ha tallado la rosca.
Base del filete: Es la sección inferior del filete, o sea, la mayor sección
entre dos raíces adyacentes.
Profundidad de la rosca: es la distancia entre la cresta y la base del filete,
medida normalmente al eje.
Numero de filetes. Es el número de filetes en una longitud determinada
que casi siempre es una pulgada.
Longitud de acoplamiento: Es la longitud de contacto entre dos piezas
acopladas por rosca, medidas axialmente.
Altura de contacto: Es la altura de contacto entre filetes de dos piezas
acopladas medidas radialmente.
Línea primitiva o de flanco: Es una generatriz del cilindro o cono
imaginarios especificados en la 3° definición.
Grosor del filete: Es la distancia entre los flancos adyacentes del filete,
medida a lo largo o paralelamente a la línea primitiva.
Discrepancia: Es una diferencia prescrita intencionadamente en las
dimensiones de las piezas acopladas, la cual no permite que se rebasen
ni la holgura mínima ni la interferencia máxima que convienen al
acoplamiento.
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Tolerancia: Es la magnitud de variación permitida en la medida de una
pieza.
Medida básica: Es la medida normal, teórica o nominal, a partir de la cual
se consideran todas las variaciones.
Holgura de cresta: Se encuentra definida en el perfil de un tornillo como el
espacio que queda entre uno cualquiera de sus filetes. Y la raíz del filete
correspondiente en la pieza de acoplamiento.
Acabado: Es el carácter de la forma y superficie de un filete de rosca o de
otro producto.
Ajuste: Es la relación entre dos piezas acopladas con referencia a las
condiciones de acoplamiento, las cuales pueden dar lugar a ajustes
forzados, apretados, medios, libres y holgados. La calidad del ajuste
depende a la vez de la medida relativa y del acabado de las piezas
acopladas.
Zona neutra: Es la zona de discrepancia positiva.
Limites: Son las dimensiones extremas permitidas por la tolerancia
aplicada a una pieza.
• 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.
• Designación 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.
Daniel Abalo Costas
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 hace de manera diferente:
Por ejemplo una nomenclatura normal en un plano de taller podría ser:
1/4 1/4 1/4 1/4 ---- 28 UNF 28 UNF 28 UNF 28 UNF ---- 3B 3B 3B 3B ---- LHLHLHLH
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)
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.
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.
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• Tipos de Rosca
Rosca en V AgudaRosca en V AgudaRosca en V AgudaRosca en V Aguda
Se aplica en donde es importante la sujeción por fricción o el ajuste, como en
instrumentos de precisión, aunque su utilización actualmente es rara.
Rosca RedondeadaRosca RedondeadaRosca RedondeadaRosca Redondeada
Se utiliza en tapones para botellas y bombillos, donde no se requiere mucha
fuerza, es bastante adecuada cuando las roscas han de ser moldeadas o
laminadas en chapa metálica. El roscado redondo normalizado es, pese a sus
buenas cualidades mecánicas, un roscado poco utilizado debido a las
dificultades mecánicas que entraña su ejecución. Su utilización se recomienda
para toda unión de órganos susceptibles de recibir choques, como los
enganches de vagones.
La forma del filete es según la norma alemana DIN 405, con un ángulo de los
flancos del filete de 30° y redondeamientos cuyo radio se aproxima a la mitad de
la altura del filete.
Rosca Nacional Americana UnificadaRosca Nacional Americana UnificadaRosca Nacional Americana UnificadaRosca Nacional Americana Unificada
Esta la forma es la base del estándar de las roscas en Estados Unidos, Canadá y
Gran Bretaña.
Daniel Abalo Costas
Rosca CuadradaRosca CuadradaRosca CuadradaRosca Cuadrada
Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en dirección casi paralela al eje, a
veces se modifica la forma de filete cuadrado dándole una conicidad o
inclinación de 5° a los lados. El roscado cuadrado es un roscado que cada vez
tiende más a desaparecer, reemplazado por el roscado trapezoidal; se utilizaba
casi exclusivamente para todos los tornillos de accionamiento de las máquinas-
herramientas.
El filete cuadrado es engendrado por el enrollamiento en hélice de un perfil de
sección cuadrada con uno de los lados apoyando el cilindro generador.
Pudiendo ser los tornillos de varias entradas y hélices, el paso de la hélice es en
tal caso, la distancia, expresada en milímetros, comprendida entre dos espiras de
consecutivas de la misma hélice medida paralelamente al eje.
Rosca AcmeRosca AcmeRosca AcmeRosca Acme
Ha reemplazado generalmente a la rosca de filete truncado. Es más resistente,
más fácil de tallar y permite el empleo de una tuerca partida o de desembrague
que no puede ser utilizada con una rosca de filete cuadrado.
Las roscas Acme se emplean donde se necesita aplicar mucha fuerza. Se usan
para transmitir movimiento en todo tipo de máquinas herramientas, gatos,
prensas grandes “C”, tornillos de banco y sujetadores. Las roscas Acme tienen
un ángulo de rosca de 29° y una cara plana grande en la cresta y en la Raíz. Las
roscas Acme se diseñaron para sustituir la rosca cuadrada, que es difícil de
fabricar y quebradiza.
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.
Daniel Abalo Costas
Rosca WhitworthRosca WhitworthRosca WhitworthRosca Whitworth
Utilizada en Gran Bretaña para uso general siendo su equivalente la rosca
Nacional Americana. El sistema whitworth normalizado en Francia con el nombre
de paso de gas es la forma de rosca de mayor antigüedad conocida. Es debida a
Sir Joseph Whitworth, que la hizo adoptar por el instituto de ingenieros civiles de
Inglaterra en 1841. Sus dimensiones Básicas se expresan en pulgadas inglesas:
25,4 mm.
El tornillo está engendrado por el enrollamiento en hélice de un tornillo isósceles
cuyo ángulo en el vértice superior es de 55°. La base de este triangulo, situada
paralelamente al eje del cilindro de soporte, es, antes de truncada, igual al paso
del tornillo.
La parte superior y las base del triangulo primitivo isósceles se rodean hasta 1/6
de la altura teórica. Este tipo de rosca da un ajuste perfecto.
Como su nombre lo indica, es especialmente utilizada esta rosca para tubos de
conducción de gas, tubos de calefacción central y tubos para alojar conductores
eléctricos. Así mismo es utilizada para construcción de maquinaria no solo en los
países de habla inglesa sino también en los que utilizan el sistema métrico
decimal.
Como rosca de sujeción, no se debe utilizar en diámetros pequeños, porque el
paso resulta en ellos demasiado grande y así la rosca no puede sujetar bien en
estos casos se debe sustituir por la rosca métrica.
Rosca Sin FinRosca Sin FinRosca Sin FinRosca 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 que como rosca.
Rosca TrapezoidalRosca TrapezoidalRosca TrapezoidalRosca Trapezoidal
Este tipo de rosca se utiliza para dirigir la fuerza en una dirección. Se emplea en
gatos y cerrojos de cañones. El roscado trapezoidal normalizado no es, sino el
roscado acmé adaptado a las necesidades francesas, e igualmente concebido
para suprimir las posibilidades de holguras inherentes a los tornillos de rosca
cuadrada.
Daniel Abalo Costas
La forma del filete trapezoidal normalizado está engendrada por el enrollamiento
en hélice, de un perfil cuya sección es un trapecio isósceles en el que el ángulo
que forman sus dos lados no paralelos es de 30 °. También en éste caso las
bases del trapecio son paralelas al núcleo del tornillo, y la mayor de ellas coincide
con las generatrices del mismo.
• Fabricación de una rosca.
Para proceder a la fabricación de una rosca se pueden seguir al menos tres
caminos: forjar la rosca a través de peines, tornearla o maquinarla usando
machos y terrajas. La figura siguiente muestra el proceso de fabricación de una
rosca interior utilizando una broca para perforar el diámetro interior y un macho
para cortar el hilo en la pared de la perforación. Los machos son utilizados para
formar hilos interiores, mientras que las terrajas son utilizadas para roscas
exteriores.
• Representación gráfica de la rosca.
El dibujo detallado de las roscas es muy difícil de realizar, esto obliga a
reemplazarlo por algún símbolo que represente un eje roscado. La siguiente
figura muestra las representaciones simplificadas en Europa y Norte América.
Nosotros utilizamos principalmente la representación europea.
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• Control de roscas.
El principal elemento a medir en una rosca es su diámetro medio, cuyo valor es:
dm = d - 0,65 · p (para roscas triangulares métricas)
d = d - 0,64 · p (para roscas triangulares Whitworth)
Medición con micrómetro de parlador en V. La lectura proporcionada por este
instrumento de medida corresponde al diámetro medio que tiene la rosca
medida.
Medición con micrómetro y varillas calibradas. En primer lugar, se elige el
diámetro de varilla dc más adecuado para el paso p de la rosca a medir por las
siguientes expresiones:
dc = 0,577 · p ( rosca métrica )
dc = 0,564 · p ( rosca whitworth )
La cota M a medir sobre varillas es:
M = d - 1,516 · p + 3dc ( rosca métrica )
M = d - 1,6005 · p + 3.1657 · dc ( rosca whitworth )
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• Pasos a seguir para identificar una rosca.
1º Hay que proceder a medir el diámetro exterior del tornillo.
2º El resultado es una medida algo inferior a 8 milímetros. En este caso 7,85.
Teniendo en cuenta que las roscas no acaban en punta cortante sino que tienen
la arista redondeada, y mengua algo la medida teórica, yo diría que son métrica
8, a pesar de que también pueda parecerse a un 5/16 de pulgada que en
milímetros serían 7,9375... (Hay que aclarar que también podemos encontrar
niveles diferencias según la calidad del mecanizado, del desgaste y del tornillo en
general).
3º Lo siguiente contar los hilos de rosca en métrico y en imperial preferiblemente
para descartar totalmente posibles dudas.
Empezamos con galgas métricas y encaja perfectamente la de 1 mm., pero para
seguridad probamos con las imperiales y lo que más se parece es la de 26 hilos
por pulgada, pero si nos fijamos, no alcanza a encajar perfectamente en toda su
longitud. Cabe señalar que en tornillos cortos podemos tener más dudas.
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4º Con los datos vamos a las tablas y la localizamos.
M 8 M 8 M 8 M 8 x 1,00 PFx 1,00 PFx 1,00 PFx 1,00 PF
• Medición del paso.
El paso se puede hallar por varios procedimientos:
� Por medio de peines de rosca.
El más rápido y sencillo es usar las plantillas de peines.
Para los casos corrientes, hay que disponer por lo menos de dos juegos;
uno, para roscas Whitworth y otro, para roscas métricas.
Como el paso de una rosca está, generalmente, ejecutando con precisión,
es necesario que la plantilla coincida exactamente con la rosca. Una
pequeña inexactitud debe hacer pensar, no en un defecto de construcción
de la rosca, si no en la falsedad de la comprobación. En este caso hay
que probar otro peine del mismo o de distinto sistema.
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� Por medio de pie de rey y regla.
Se puede medir el paso de un tornillo, utilizando un calibrador o una regla.
En este caso nunca hay que medir un solo hilo, sino varios, para conseguir
cierta exactitud en la medida.
Si se trata de rosca Whitworth se toma, en el calibrador o en la regla, una
longitud de 1" y se cuenta el número de hilos contenidos en ella.
Si se trata de rosca métrica, se toma un número de hilos determinado, por
ejemplo 10, y se mide la longitud que ocupan,
después se divide la medida obtenida por el número de hilos, y ese será el
paso.
• Medición del diámetro de los flancos.
Para facilitar el ajuste y la operación del roscado, los tornillos y tuercas se ajustan
sólo en los flancos, por lo cual el diámetro de los flancos es el único que interesa
medir con precisión.
La medición del diámetro de los flancos se puede hacer de dos maneras:
por medio del pálmer y por medio de varillas o alambres calibrados.
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• Palmer de roscas
El pálmer, que se emplea para estas mediciones, tiene una de las puntas con un
apoyo en forma de V, y la otra, en forma cónica, para ángulo que la rosca que se
ha de medir.
También hay micrómetros para roscas interiores, que se emplean, sobre todo,
para roscas grandes.
• Método de los tres alambres.
Otro método es el de los tres alambres, estos alambres o varillas, si se trata de
mediciones de precisión, deben ser perfectamente calibrados y colocados bien
paralelos con un dispositivo especial.
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• Medición de ángulo de la rosca.
La medición del ángulo de la rosca es, en general, un problema difícil con los
medios corrientes.
• Por medio de peines de rosca.
Un resultado poco aproximado, se obtiene con galgas o peines de medir roscas,
otro medio para comprobar el ángulo de las roscas, es el de los proyectores de
perfiles y los microscopios de taller.
• Verificación de las roscas con calibres fijos.
Estos calibres de roscas consisten en otras roscas, de dimensiones
convenientes, muy exactas, generalmente de acero templado y rectificado, que
se introducen en la que se va a medir.
Los calibres fijos, son aparatos de verificación que se emplean para comprobar
grandes series de piezas, pues estos solamente sirven para comprobar una
medida concreta con su tolerancia.
Calibre fijo pasa/no pasa para verificar roscas de exterior.
Calibre fijo pasa/no pasa para verificar roscas de interior
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• Sentido de la rosca
En función del movimiento relativo entre el tornillo y la tuerca, existen tornillos y
roscas a derechas, que son aquellos que al girarlos en el sentido al de las agujas
del reloj entran en la tuerca enroscándose, y a izquierdas, que son aquellos en
los que al girar el tornillo en el sentido contrario al de las agujas del reloj, entra en
la tuerca enroscándose.