Roscas y Roscado

Roscado

El roscado consiste en la mecanización de la pieza en espirales (izquierda o derecha) de superficies exteriores (tornillo) o agujeros (tuerca) sobre una superficie circular.

El roscado se puede realizar con herramientas de forma manual o se puede realizar en máquinas como tornos y taladros. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas fijados al bandeador (soporte).

Los machos y terrajas (hileras) son herramientas de corte usadas para el roscado de tuercas y tornillos en la mayoría de materiales. Un macho se utiliza para roscar la parte hembra ósea la tuerca, y las terraja se utiliza para roscar el eje o tornillo.

Roscado manual

El roscado manual puede realizarse por medio de un macho o de una terraja. El macho es una herramienta de corte con la que se hacen roscas en la parte interna de agujeros, generalmente en una pieza metálica o de plástico.

Ambas herramientas deben tener un diámetro específico y un paso de rosca establecido por algún sistema de rosca. El proceso del roscado a mano se realiza aplicando tres machos en forma sucesiva. El primer macho posee una entrada larga cónica y carece de dientes. Se utiliza para comenzar y guiar la rosca. El siguiente se utiliza para desbastar la rosca y el último acaba y calibra la rosca. También se puede emplear como macho de máquina.

El roscado manual se utiliza en mantenimiento industrial y mecánico para repasado de roscas, en instalaciones y montajes eléctricos, etc. El roscado industrial o en serie se realiza en cambio con machos de roscar a máquina. Hay cuatro tipos principales: macho con canal recto, macho con canal helicoidal a derechas y macho con canal helicoidal a izquierdas y corte a derechas. Este último se utiliza para roscar agujeros con un corte interrumpido (por ejemplo: chaveteras longitudinales, agujeros transversales). La viruta va en dirección del avance del macho evitando quedarse atrapada entre las paredes del orificio y los dientes del macho. Finalmente, el macho recto con entrada corregida se utiliza en agujeros pasantes. La viruta es impulsada hacia adelante.

Por su parte, la terraja de roscar es una herramienta manual de corte que se utiliza para el roscado manual de pernos y tornillos.

Existe una terraja para cada tipo de tornillo normalizado de acuerdo a los sistemas de roscas vigentes. Las terrajas pueden accionarse con la mano o montarse en una porta terrajas o brazo bandeado, que facilita aplicar la fuerza y el giro para formar la rosca deseada.

Roscado en máquina

Fresadora

Cuando se requiere que alguna rosca sea muy precisa se rectifica con rectificadoras en centros de mecanizado (CNC), que permiten realizar perfiles de todos los sistemas de roscado y además tienen una gran precisión pues son máquinas dirigidas por un software al que un operador le añade parámetros, disminuyendo costos y simplificando la labor.

El fresado de roscas permite roscar materiales de mayor dureza y desarrollar velocidades de corte y avance muy superiores al roscado con macho. También puede realizar varias operaciones en los orificios, como taladrar un orificio, hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y ranura el final de la misma. Puede hacer que la rosca llegue más cerca del fondo de un orificio ciego, e incluso roscar agujeros de diferentes dimensiones en la misma pieza.

Un macho solo puede producir "el sentido" de la rosca derecho o izquierdo que ha sido tallado en la herramienta. Pero la fresadora puede producir roscas en ambos sentidos cambiando la programación CNC.

El control de las virutas mejora mucho con el fresado de roscas. Además la fresa de roscar se puede ajustar radialmente para conseguir una tolerancia distinta de la teórica o para alargar la vida de la herramienta.

Torno

El torneado de roscas se realiza frecuentemente en tornos CNC, con herramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado el perfil de la rosca que se trate de mecanizar.

Los intervalos de avance de la máquina deben coincidir con el paso de las mismas, lo que se logra con la programación de los tornos CNC. El torneado con plaquitas intercambiables se realiza haciendo varias pasadas de corte a lo largo de toda la longitud de la rosca, dividiendo la profundidad total de la rosca en pequeñas pasadas.

Roscado por laminación

Cuando se requieren producir grandes cantidades de piezas roscadas se recurre a la laminación en lugar del arranque de viruta. En este método las fibras del material no son cortadas sino desplazadas. Esto reduce el tiempo de fabricación, extendiendo la durabilidad de las herramientas, además de reducir los sobrantes de material.

El roscado por laminación se puede realizar en varios tipos de tornos, centros de mecanizado y tornos CNC. Aquí se toma en cuenta el diámetro de los flancos de la rosca. Las características mecánicas y funcionales de los tornillos con rosca métrica, cementados y revenidos se encuentran en la norma UNE-EN ISO 7085:2000.

Roscado con Machuelos 

El roscado con macho es un proceso de creación de roscas sencillo, muy conocido y eficiente. Este método permite roscar de forma productiva y económica, especialmente roscas pequeñas, con menos tiempo de inactividad de la máquina, mayor velocidad de corte y una vida útil de la herramienta muy prolongada.

Los machos de laminación y los machos de corte tienen diseños diferentes. El material, recubrimiento y geometría del macho son características muy importantes que es necesario tener en cuenta para cada tipo. Un macho diseñado para un área específica que dé buen resultado en un material/aplicación, puede no resultar tan eficaz para otro material/aplicación.

El roscado con machos cubre los perfiles de rosca más habituales y resulta adecuado para todo tipo de máquinas-herramientas y con piezas tanto giratorias como fijas.

Verificación y medición de roscas

Las roscas pueden medirse o verificarse en forma directa o indirecta. Para la medición directa se utilizan generalmente micrómetros con puntas adaptadas que son introducidas en el flanco de las roscas. También puede introducirse un juego de varillas para medir los diámetros medios.

Para la medición indirecta de las roscas se utilizan varios métodos, como las galgas, que están compuestas de dos partes que permite medir tanto la rosca macho como hembras. Otro tipo de galgas es un juego de plantillas que presentan los pasos de rosca de los diferentes sistemas. En laboratorios de metrología también se usan los proyectores de perfiles, que permiten verificar roscas de precisión.

PROCESO DE ROSCADO

Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente:

Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una rosca en un torno:

Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:

· Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca

· Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca.

· Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir el perfil adecuado.

Fallos y defectos de las roscas

Las roscas pueden presentar varios defectos. El primero está asociado con su cálculo y diseño. Pueden no haber sido seleccionadas adecuadamente las dimensiones de la rosca, el sistema adecuado y el material adecuado. Esto produce el deterioro prematuro o incluso súbito del apriete.

La rosca también puede deteriorarse por corrosión u oxidación, lo que produce la pérdida de presión de apriete y podría originar una avería porque se afloje el conjunto. Adicionalmente, si el apriete supera el par de apriete límite del elemento roscado, puede ocasionarse una laminación del componente más lábil del par.

ROSCAS

 Una rosca está formada por el enrollamiento helicoidal de un prisma llamado vulgarmente filete, ejecutado en el exterior o interior de una superficie de revolución, generalmente cilíndrica, que le sirve de núcleo.

Si la rosca está elaborada en el exterior de la superficie, se denomina rosca exterior o tornillo Si la rosca está elaborada en el interior de la superficie, se denomina rosca interior o tuerca

El conjunto de tornillo y tuerca forman un medio de unión roscado y no se concibe un tornillo sin una tuerca, ni una tuerca sin su tornillo.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROSCAS

Tipos de roscas, según  su forma y características dependerán de para qué se quieren utilizar. La primera diferencia que se puede distinguir es su forma, ya que hay de cinco tipos de roscas:

a) agudas o de filete triangular

b) trapeciales

c) de sierra

d) redondas o redondeadas

f) de filete cuadrado

 Rosca triangular: recibe este nombre cuando el prisma o filete que engendra la rosca tiene su sección parecida a un triángulo. Es la más utilizada en la industria, por destinarse a la sujeción de piezas.

 Rosca cuadrada: Es la engendrada por un filete de sección cuadrada. No está normalizada, por lo que en la actualidad tiende a desaparecer.

 Rosca trapecial: Es la engendrada por un filete cuya sección es un trapecio isósceles. Se emplea mucho en husillos de máquinas herramientas, para conseguir movimientos de translación.

Rosca redonda: Esta rosca es utilizada en husillos que tengan que soportar esfuerzos grandes y bruscos. Es la rosca de mejores condiciones mecánicas, pero de difícil elaboración.

Rosca en diente de sierra: Es la engendrada por un filete cuya sección es aproximadamente un trapecio rectángulo. Rosca de difícil elaboración, pero muy resistente a los esfuerzos axiales en un solo sentido. Es muy utilizada en artillería y prensas.

Las roscas de filetes triangulares o agudos se usan en tornillos de fijación o para uniones de tubos. Las trapeciales, de sierra y redondas se utilizan para movimiento o trasporte y las cuadradas casi nunca se usan.

Características

El sentido de las roscas es otra de sus características. Hay roscas derechas e izquierdas. La rosca derecha se tiene si al girar el tornillo de acuerdo a las manecillas del reloj este tiene penetración y la rosca izquierda se tiene si al girar al tornillo en contra de las manecillas del reloj este avanza penetrando también.

Las roscas pueden tener una sola hélice (un sólo triángulo enrollado) o varios, esto indica que las roscas tendrán una o varias entradas. A) Rosca sencilla B) Rosca doble C) Rosca triple Las roscas están normalizadas, en términos generales se puede decir que existen dos tipos fundamentales de roscas las métricas y las Whitworth.

PERFIL DE UNA ROSCA.

En toda rosca hay que distinguir unos elementos que la caracterizan

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.

Hilo: Es cada uno de los vértices o crestas.

Paso: Es la distancia medida paralelamente al eje entre dos hilos consecutivos.

Avance: Es el desplazamiento medido paralelamente al eje del elemento de unión roscado ⎯el móvil sobre el fijo⎯ para una vuelta completa. En la rosca sencilla o de una sola entrada, el avance es igual al paso.

Mecanizado o 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 y la calidad de la superficie de la hélices, el tallado más común de roscas es por medio de:

*machuelos o terrajas (manuales o de máquina)

*útilies de roscar en torno

*fresado

*laminado 

 ROSCA METRICA Y ROSCA WHITWORTH

ROSCA MÉTRICA ISO. el perfil de esta rosca acotando en ella los símbolos más importantes así como los achaflanamientos que dan lugar a las crestas y los redondeamientos que dan lugar a los fondos. Sus principales dimensiones son: - El diámetro exterior del tornillo llamado diámetro nominal. - El paso se representa por p y se expresa en milímetros. Angulo entre flancos α = 60º.

ROSCA WHITWORTH. Debe su nombre al inglés Jorge Whitworth, propuesta por él en el año 1841.esta rosca no tiene juegos ni holguras y tanto sus crestas como sus fondos están redondeados. Angulo entre flancos α = 55º.

Ejercicios Resueltos 1

Ejercicios Resueltos 2

Aquí le dejo unos vídeos del tema