UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

ROSCASIng. Fernando UrrutiaSptimo IndustrialUNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATOFISEIDISEO DE ELEMENTOS II

1. Tema: Roscas. ROSCAS. Nomenclatura, definiciones, conceptos, terminologa del roscado, Elementos constitutivos de una rosca. Roscas UN(American National Unificada). Roscas M (mtricas), ngulo de rosca = 2 2. Objetivos2.1 GeneralConocer las caractersticas principales de las roscas, para entender sus utilidades y diferentes clasificaciones.

2.2 EspecficosConocer las partes constitutivas de una rosca mediante una explicacin grfica y terica.Estudiar los conceptos ms frecuentes que aparecen en el estudio de roscas para un mejor entendimiento de la teora del roscado.Analizar las diferentes nomenclaturas existentes al hablar de roscas y determinar las similitudes y diferencias entre las roscas unificadas y mtricas.

3. Marco tericoRoscasLos elementos roscados se usan extensamente en la fabricacin de casi todos los diseos de ingeniera. Por ejemplo, los tornillos suministran un mtodo relativamente rpido y fcil para mantener unidas dos partes y para ejercer una fuerza que se pueda utilizar para ajustar partes movibles.Definiciones Una Rosca es una arista helicoidal de un tornillo (rosca exterior) o de una tuerca (rosca interior), de seccin triangular, cuadrada o roma, formada sobre un ncleo cilndrico, cuyo dimetro y paso se hallan normalizados.Se denomina rosca al fileteado que presentan los tornillos y los elementos a los que stos van roscados (tuercas o elementos fijos). Las roscas se caracterizan por su perfil y paso, adems de su dimetro.Conceptos relativos a las roscas.Para tener un mejor entendimiento en el aspecto de roscas se definirn los trminos ms comnmente usados como se cita a continuacin: Rosca externa: es una rosca en la superficie externa de un cilindro. Rosca Interna: es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca. Dimetro Interior: es el mayor dimetro de una rosca interna o externa. Dimetro del ncleo: es el menor dimetro de una rosca interna o externa. Dimetro en los flancos (o medio): es el dimetro de un cilindro imaginario que pasa por los filetes en el punto en el cual el ancho de estos es igual al espacio entre los mismos. Paso: es la distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos. Es la distancia desde un punto sobre un filete hasta el punto correspondiente sobre el filete adyacente, medida paralelamente al eje. Avance: es la distancia que avanzara el tornillo relativo a la tuerca en una rotacin. Para un tornillo de rosca sencilla el avance es igual al paso, para uno de rosca doble, el avance es el doble del paso, y as sucesivamente. El ngulo de la hlice o rosca (): Est relacionado en el avance y el radio medio (rm) por la ecuacin:

En algunos casos se utilizar el ngulo n que mide la pendiente del perfil de la rosca en la seccin normal, esta relacionado en el angulo en la seccin axial y el angulo de la hlice como sigue:

Nomenclatura de una roscaLa designacin o nomenclatura de la rosca es la identificacin de los principales elementos que intervienen en la fabricacin de una rosca determinada, se hace por medio de su letra representativa e indicando la dimensin del dimetro exterior y el paso. Este ltimo se indica directamente en milmetros para la rosca mtrica, mientras que en la rosca unificada y Witworth se indica a travs de la cantidad de hilos existentes dentro de una pulgada.Por ejemplo:La rosca M 3,5 x 0,6 indica una rosca mtrica normal de 3,5 mm de dimetro 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 dimetro exterior y 10 hilos por pulgada.La rosca M12 x1,75 se refiere a una rosca mtrica con dimetro nominal de 12mm y paso 1,75mm.Terminologa del roscado

El intento inicial por estandarizar las roscas de tornillo en Estados Unidos se introdujo en 1864 por el instituto Franklin. Este sistema fue ideado por William Sellers. Este sistema fue utilizado hasta que apareci el automvil, el aeroplano y otras clases de invenciones. Al poco tiempo fue autorizada la Comisin Americana de roscas de tronillos por una ley en 1918 e introdujeron los estndares que se utilizan actualmente en los Estados Unidos. El trabajo ha sido realizado por el ANSI y varios comits Interdepartamentales. Ms tarde, estas organizaciones en cooperacin con los departamentos de gobierno britnico y canadiense establecieron una Declaracin de acuerdo, que establece las roscas para tornillos unificada para los tres pases, y se firm en Washington DC el 18 de Noviembre de 1948.

Organismos reguladores

Existen varios tipos de rosca, como por ejemplo: roscas mtricas (M), rosca unificada fina (UNF), rosca Witworth de paso fino (BSF), rosca Witworth de paso normal (BSW o W), entre las mas representativas a continuacin se citan los tipos de roscas:

Elementos constitutivos de una rosca

Dimetro Mayor o Nominal (D): Es el dimetro ms grande de un tornillo.Dimetro Menor o de la raz (d): Es el dimetro ms pequeo de un tornillo.Rosca externa: Es una rosca en la superficie externa de un cilindro.Rosca Interna: Es una rosca tallada en el interior de una pieza, tal como en una tuerca.Dimetro del ncleo: Es el menor dimetro de una rosca interna o externa.Dimetro medio: Existe, por tanto, un punto donde el filete y el vano tienen el mismo ancho.Dimetro nominal: Es el que sirve para identificar la rosca y suele ser siempre el dimetro mayor de la rosca exterior (d ).

Paso de la Rosca (P): distancia entre dos hilos adyacentes.Nmero de hilos de rosca por pulgada, significa el nmero de paso por pulgada y se halla dividiendo 1 por el nmero de hilos por pulgada. Para roscas cuadradas o Acme cada paso incluye un hilo de rosca y un espacio . Hilos por pulgada: Es el recproco del paso y el valor especificado para regir el tamao de la forma de la rosca.

Ncleo: Es el volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca o cuerpo del elemento roscado. Flancos: Son las superficies tericas de contacto. Cresta: Es la superficie exterior de unin de los flancos. Fondo: Es la superficie interior de unin de los flancos. Hilo: Es cada uno de los vrtices o crestas. Avance (l): distancia que avanza una tuerca cuando se le da unavuelta. Hay roscas dobles y triples, con las cuales se avanza dos o tres veces el paso respectivamente.

ngulo de la rosca (): Es el ngulo que forman los dos flancos (ngulo de rosca = 2)Est relacionado en el avance y el radio medio (rm), por la ecuacin:

En algunos casos se utilizar el ngulo n que mide la pendiente del perfil de la rosca en la seccin normal, est relacionado en el ngulo en la seccin axial y el ngulo de la hlice como sigue:

Profundidad de rosca Llamada, tambin, altura del filete, es la semidiferencia entre los dimetros exterior e interior o la distancia entre cresta y base.

Tipos de Roscas

Rosca en V Aguda: Se aplica en donde es importante la sujecin por friccin o el ajuste, como en instrumentos de precisin.

Rosca Whitworth: Utilizada en Gran Bretaa para uso general siendo su equivalente la rosca Nacional Americana.

Rosca Nacional Americana Unificada: Esta la formaes lavase del estndar de las roscas en Estados Unidos, Canad y Gran Bretaa.

Rosca Cuadrada: Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en direccin casi paralela al eje,a veces se modifica la forma de filete cuadrado dndole una conicidad o inclinacin de 5a los lados

Roscas UN(American National Unificada). La designacin de la rosca unificada se hace de manera diferente: Por ejemplo una nomenclatura normal en un plano de taller podra ser:1/4 28 UNF 3B LHY al examinar cada elemento se tiene que:1/4 de pulgada es el dimetro mayor nominal de la rosca.28 es el nmero de rosca por pulgada.UNF es la serie de roscas, en este caso unificada fina.3B: el 3 indica el ajuste (relacin 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 indicacin alguna se supone que la rosca es derecha)Roscas MetricasEl tringulo fundamental es equiltero: Tanto en la rosca normal como en la fina. La norma que lo regula es la DIN 13.

La Norma DIN 13-1, establece las caractersticas de las roscas mtricas gruesas cuyos tamaos van desde la M1 a M68. En la Tabla B, como ejemplo se especifican los valores de algunas de ellas.Dimetro nominal: D = dPaso: PD1 = d 2H1 = d 1,082532PDimetro medio: D2 = d2 = d 0,649519 PDimetro del ncleo: d3 = d 1,226869 PH = 0,866025 PProfundidad portante de rosca: H1 = 0,541266PProfundidad de rosca: h3 = 0,613435PRadio fondo de rosca: R = H/6 = 0,144338 PLas roscas ISO mtricas finas se regulan por la norma DIN 13-2 a la DIN 13-11 1999-11 y dimetros nominales de 1mm a 1000 mm y pasos finos de 0,2 a 8 mm.En la Tabla A se hace un resumen de las mismas.