Las roscas de los tornillos son principios básicos de ingeniería que se utilizan para uniones seguras en algunas situaciones.. Se utilizan en todos los campos imaginables, incluido el espacio., y la industria del automóvil para fines de unión. Conocimiento de las roscas de los tornillos., Los materiales utilizados y los procesos de fabricación son muy importantes para que el ingeniero obtenga los máximos resultados deseados.. Esta es una guía de diseño de roscas en la que se explican todos los detalles, desde los tipos de roscas hasta el material que se utilizará, para brindar al lector una sólida comprensión del diseño de roscas..
¿Qué es la rosca de tornillo de máquina??
Una rosca de tornillo de máquina es una cavidad o cresta externa o interna en forma de espiral que rodea la circunferencia de un eje cilíndrico que está destinado a atornillar en un orificio roscado o tuerca. Ambos hilos permiten al usuario pasar fuerzas mecánicas a través de ellos y también garantizan el acoplamiento seguro y repetido de los sujetadores generales entre varios miembros del sistema..
Estandarización de roscas de tornillos., así como todos los elementos mecánicos, Es importante organizar los complicados procedimientos de diseño mecánico y producción., Las roscas de los tornillos de máquina también son canónicas del proceso..
Diferentes tipos de roscas para tornillos de máquina
Estos tipos pueden incluir:
1. Estándar de hilo unificado (UTS)
Uno de los hilos más empleados en Estados Unidos y Canadá., comprende roscas de paso grande y pequeño. El sistema se cuantifica por los hilos por pulgada. (TPI) y se utiliza comúnmente en entornos industriales y domésticos..
2. Rosca métrica (YO ASI)
Intercambiable globalmente con el modelo estándar y comúnmente implementado, Describe el diámetro y el paso en milímetros.. La Organización Internacional de Normalización ha llevado a cabo la estandarización de la rosca métrica ISO que se utiliza en Europa y en la mayoría de los demás países del mundo..
3. Hilo Acme
Más comúnmente utilizado para aplicaciones de transmisión de energía., En su mayoría se encuentra que tiene una forma de sección transversal trapezoidal que proporciona más resistencia.. Se considera que las roscas Acme soportan altas cargas axiales., Presenta un movimiento suave y se puede utilizar en gatos mecánicos y tornillos de avance..
4. Hilo de contrafuerte
Está especialmente pensado para circunstancias en las que una aplicación tiene una fuerza considerable en una sola dirección y se utiliza principalmente en máquinas grandes.. La forma de la sección transversal de la rosca de contrafuerte es tal que en una cara forma un ángulo pronunciado contra la barra para soportar un tipo de carga..
5. Hilo cuadrado
Se utiliza particularmente cuando se desea una alta eficiencia en la transmisión de potencia, lo cual es común en gatos y prensas.. Las roscas cuadradas más simples tienen perfiles de rosca de forma cuadrada y tienen la menor fricción y desgaste en comparación con otros perfiles de rosca y son más adecuadas para aplicaciones de carga axial..
¿Cómo se produce la rosca en tornillos para máquinas??
Los métodos más comunes para fabricar roscas para tornillos de máquina incluyen:
1. Corte de hilo
Esta es una técnica antigua en la que una herramienta de corte corta hilos en la pieza de trabajo para crear los hilos.. Forma hilos lenta y constantemente hasta las dimensiones requeridas.. La ventaja de este proceso es que es eficiente para la creación de hilos en una producción limitada o individual, pero si se busca producir hilos en grandes cantidades, esto puede no ser tan eficiente o incluso económico..
2. Hilo rodante
El laminado de roscas es un proceso de conformado en frío en el que varios tipos de troqueles giran y comprimen una pieza de trabajo para imponer la forma de la rosca en su superficie sin cortarla.. Este método crea hilos más fuertes y se usa con mayor frecuencia para la producción en masa porque mantiene la estructura de grano del material.. Sin embargo, El laminado de hilos es más eficiente y económico para la producción de algunos hilos, especialmente a través de la producción en masa..
3. Rectificado de hilos
Hilos de precisión, especialmente cuando se utilizan hilos finos o muy precisos., son necesarios, Los hilos de batán se producen mediante rectificado de hilos.. En este proceso, Se emplea una muela abrasiva para roscar con un gran nivel de precisión para que pueda encajar en otra pieza.. Esto se aplica frecuentemente para obtener roscas de precisión, como las que se requieren en herramientas., maquinas, e instrumentos.
5. Formación de hilos
Este es otro proceso de conformado en frío en el que el material se transforma en forma de hilo mediante el uso de matrices con formas especiales.. La formación de roscas se aplica a materiales que son relativamente blandos, lo que permite el libre flujo de roscas moldeadas y una forma geométrica uniformemente correcta..
6. Fundición o moldeado de hilo
Aún, para aplicaciones más grandes y complejas, Algunas roscas de tornillos de máquina se fabrican mediante fundición o moldeo directo.. Esta técnica es el proceso de fundir material fundido en un molde que contiene un perfil de rosca predeterminado.. Si bien no se utilizan en tornillos de precisión, Este método resulta útil para piezas con muchas roscas utilizadas en productos de bajo costo..
Una guía de diseño completa de roscas para tornillos de máquina
Los aspectos clave del diseño de roscas de tornillos para máquinas son los siguientes:
1. Selección del tamaño del hilo
El primer parámetro para el diseño de roscas de tornillos de máquina es tener un tamaño adecuado., ese es el diametro (mayor y menor), paso (espacio entre la cresta del hilo), y longitud del hilo.
Los tamaños de rosca estándar utilizados son métricos según el (YO ASI) estándar o estándar de hilo unificado (UTS) y el tamaño correcto a usar depende de la aplicación, la fuerza requerida, y compatibilidad con otras piezas.
2. Clase de hilo
Clase de rosca significa la holgura o el ajuste entre el tornillo y la tuerca.. Esto es importante para garantizar que las roscas se enganchen correctamente entre sí bajo carga..
- Clase 1:Ajuste holgado, utilizado para la fijación rápida de bloques de construcción.
- Clase 2: Ajuste de uso general, este es el ajuste más utilizado.
- Clase 3:Característica del alto nivel de precisión de ajuste para aplicaciones especializadas..
3. Paso de rosca
El paso es la distancia entre un hilo y el otro.; Determina la estanqueidad y, por tanto, la resistencia de la unión, además de la facilidad de montaje..
- Hilos gruesos: Tienen un tono más grande y son útiles en algunos lugares., donde se requiere un montaje o desmontaje rápido y sencillo de los cables.
- Hilos finos: Están disponibles en uno relativamente pequeño., lo que da mayor resistencia y protección contra vibraciones, pero pueden resultar más difíciles de solucionar.
4. Tolerancia del hilo
La desviación permitida también se puede describir como el rango dentro del cual se pueden ajustar las dimensiones de los hilos.. El diseño de piezas de alta precisión exige tolerancias más estrechas para que los orificios no permitan que se produzca un exceso de holgura o el correspondiente límite de interferencia..
5. Selección de materiales
El material del tornillo determina en gran medida el diseño de la rosca.. Debe proporcionar la resistencia adecuada., y durabilidad y resistir el desgaste y la corrosión requeridos para la aplicación del material. como ejemplo, Acero inoxidable Se emplea frecuentemente para mejorar las cualidades de corrosión., mientras, por otro lado, Los aceros aleados se pueden utilizar para beneficiar la alta resistencia..
6. Forma y geometría del hilo
Cada uno de los hilos tiene su perfil específico que se puede elegir, incluyendo triangular, cuadrado, y los de contrafuerte. La geometría de la rosca debe coincidir con la función prevista.:
- Las roscas triangulares se utilizan principalmente en tornillos y pernos para metales, tornillos y pernos y tornillos para metales..
- Las roscas cuadradas se aplican donde se necesita una mayor eficiencia para la transmisión de potencia..
- La rosca de contrafuerte es más adecuada cuando se aplica una fuerza unidireccional al componente..
7. Lubricación de roscas
Reducir la fricción en las áreas roscadas mejorará la facilidad de ensamblar más sujetadores y su durabilidad.. El antiagarrotamiento de roscas mecánicas implica el uso de grasa o aceite para reducir el desgaste y el desgaste de las roscas..
Entonces, El siguiente es el resumen de las consideraciones de diseño para las roscas de los tornillos de máquina.:
| Aspecto | Descripción |
| Tamaño del hilo | Diámetro, paso, y longitud. Tamaños comunes: METRO, UNC, FNU. |
| Clase de hilo | Tolerancia: Clase 1 (perder), Clase 2 (general), Clase 3 (preciso). |
| Paso de rosca | Grueso (fácil montaje), bien (más fuerte, preciso). |
| Tolerancia del hilo | Variaciones: 6H/6G para precisión, más ancho para uso general. |
| Selección de materiales | Acero (carbón, inoxidable), aluminio, y latón según las necesidades de resistencia. |
| Forma de hilo | formas: Triangular (común), cuadrado (eficiente), trapezoidal (Cumbre). |
| Fortaleza | Hilos más grandes = más fuertes, pero corre el riesgo de desnudarse. |
| Lubricación | La grasa/aceite reduce la fricción y el desgaste.. |
| Proceso de manufactura | Corte, laminación (más rápido, más fuerte), o moler. |
| Adaptar | Haga coincidir los hilos con la aplicación: bien por la fuerza, grueso para uso general. |
¿Cuál es el significado de M2.5?, M3, M3.5M4, M5?
Estas designaciones denotan tamaños de rosca métricas., donde la “M” significa “Métrico” y el número que viene después se refiere al diámetro nominal del tornillo en milímetros. Por ejemplo:
- 5: Un tornillo con un diámetro de 2.5 milímetros.
- M3: Un tornillo con un 3 mm de diámetro.
- 5: 7.35milímetros; Un tornillo tiene roscas como parte de trabajo y sus tamaños de diámetro típicos son 3.5 milímetros.
- M4: Un tornillo con un 4 mm de diámetro.
- M5: Un tornillo con un 5 mm de diámetro.
El número se refiere al diámetro exterior del tornillo o perno mientras el tono, o la distancia entre hilos se suele dar de forma independiente. Estos tamaños se emplean ampliamente en aplicaciones, especialmente donde se desea la estandarización con otros equipos..
Ventajas de la rosca de tornillo de máquina
Sus ventajas se dan de la siguiente manera.:
- Asegúrese de que la interfaz tenga una conexión segura con estas piezas.
- Deberían ser algo cómodos de montar y desmontar en un corto período de tiempo..
- Es ideal para brindar flexibilidad en los ajustes de tensión y presión..
- Generalmente adoptado donde se fomenta la compatibilidad.
- Las condiciones de carga axial y radial se pueden abordar según el diseño..
Limitaciones de la rosca de tornillo de máquina
- Esto significa que con el uso sucesivo las roscas de ese componente en particular se desgastan..
- Susceptible a stripper bajo alto torque.
- Ajuste: exige una fabricación muy precisa para lograr el ajuste correcto.
- No muy adecuado para aplicaciones de alta velocidad..
- Puede ser propenso a desgastarse y probablemente verse afectado por factores ambientales como la corrosión..
Aplicación de rosca de tornillo de máquina
- Montaje de motores automotrices.
- Aparatos de sustentación y mecanización..
- Aparatos y maquinaria portátiles y otros aparatos eléctricos y electrónicos.
- Usos adicionales como bodying (construcción).
- Artículos para el hogar que incluyen; muebles, refrigeradores, televisores, etc..
Conclusión
Las roscas de los tornillos de las máquinas son elementos básicos en ingeniería que proporcionan una fijación fiable., ajuste, e intercambiabilidad utilizados en diferentes ramas de la industria. Conocimiento de varios tipos de roscas de tornillos para máquinas., y las ventajas o desventajas de cada tipo mejoran las posibilidades de seleccionar las roscas de tornillo de máquina adecuadas para el trabajo, aumentando así su eficiencia., durabilidad, y confiabilidad.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa cuando decimos hilos gruesos o hilos finos??
Los tornillos y pernos de rosca gruesa son más fáciles de instalar y más robustos, mientras que los miembros de rosca fina proporcionan mayor precisión y resistencia..
¿Qué se utiliza para formar roscas en tornillos de máquinas??
Los tipos estándar incluyen tipos de acero inoxidable y tipos de carbono., aluminio, y latón.
Use esa tabla de tamaños de hilo como una insignia de honor, ¿cómo calculo el tamaño correcto??
El tamaño de la rosca se puede medir usando una calculadora de roscas o comparándola con una tabla estándar donde se puede determinar el tamaño correcto dependiendo del uso real de la tubería..
¿Qué puedo hacer para evitar que se flejen las roscas de los tornillos de máquina??
Revise y aplique el torque y los lubricantes adecuados y; Elija el tipo exacto de material y combinaciones de hilos..
