Paso de rosca: Tablas, diseño, medición y mecanizado

El paso de rosca parece un detalle menor. Sin embargo, en realidad, si se configura incorrectamente, puede causar problemas graves como ajustes deficientes, desalineación o incluso fallos mecánicos en casos extremos. Para los diseñadores de productos, es fundamental comprender cómo funciona el paso de rosca y su correcto ajuste y funcionamiento. Este artículo destacará todos los detalles esenciales sobre el paso de rosca antes de enviar su pieza a servicios de mecanizado CNC.

¿Qué es el paso de rosca?

El paso de rosca es la distancia entre roscas adyacentes. Un paso incorrecto puede provocar roscas defectuosas en los elementos de fijación, lo que conlleva daños o una mala conexión.

Definición de paso de rosca

El paso de rosca se mide entre las raíces de dos roscas adyacentes. Indica cuántas vueltas son necesarias para colocar el elemento de fijación a una distancia determinada.

Unidades de paso

Se mide en mm para sujetadores métricos como M10 x 1.5 que están separados por 1.5 mm.

Inserciones de hilo

Se mide en hilos por pulgada (TPI) para sujetadores imperiales como 1/4"−20, una dimensión de perno métrico con 20 hilos por pulgada.

Paso de rosca vs. paso de rosca

El paso de rosca es una medida de la distancia entre roscas individuales, mientras que el avance de rosca es la distancia lineal que avanza el tornillo durante una rotación completa de 360°.

Hilos de inicio múltiple

Las roscas de una sola entrada tienen un solo hilo continuo y el paso es igual al paso de rosca. En cambio, las roscas de múltiples entradas tienen dos o más hilos paralelos.

La ventaja se mide como ventaja = lanzamiento × número de inicios

Cómo identificar el paso de rosca (paso a paso)

Para identificar el tono correcto, siga estos pasos:

1. Identifique el tipo de rosca, como externa (eje) o interna (agujero roscado).
2. Utilice la herramienta más adecuada, como un calibrador de paso de rosca. También puede usar una regla o un calibrador.
3. Si vas a medir sin un calibrador, usa una regla para roscas métricas para medir la distancia en milímetros. Para roscas imperiales, usa una regla y cuenta el número de hilos en una distancia de 1 pulgada.
4. Identifique el paso de rosca. Si es métrico, utilice la unidad mm; para el paso imperial, utilice TPI (tablas por pulgada).

Hilos externos frente a hilos internos

Para medir el paso de rosca en roscas externas, haga coincidir los dientes del calibrador con las roscas del eje. El calibrador correcto encajará sin holguras.

Para roscas internas, inserte el calibrador de roscas en el orificio. También puede usar un tornillo o perno externo conocido y enroscarlo en el orificio. Si entra sin problemas, las roscas coinciden.

Herramientas de medición

El calibrador de paso de rosca es la mejor herramienta para medir el paso de rosca con precisión. Cuando no se utilizan calibradores, se emplean reglas y calibres. Sin embargo, existe la posibilidad de error al medir sin ellos.

Medir sin un medidor

Los errores comunes ocurren al medir sin calibres.

• Herramienta incorrecta para medir el paso de roscas métricas sin medir una longitud considerable.
• Mezclar dos sistemas como el métrico y el imperial.
• No comprobar el paso/no paso significa, por ejemplo, que si el hilo entra fácilmente pero luego se detiene, no es el paso correcto.
• No se identifican los tipos de hilo, como interno o externo.
• Sin percatarse del desgaste del hilo

¿Cómo diseñar el paso de rosca en piezas?

El diseño del paso de rosca de un tornillo depende del propósito del diseño, como paso fino o grueso, tipos de materiales, espesor de pared y otros parámetros diferentes que se explican a continuación:

Depende de los objetivos del diseño.

Las roscas gruesas se utilizan para fines generales y las roscas finas para aplicaciones de alta resistencia y mayor precisión. La tabla de pasos de rosca es la siguiente:

Tipos de materiales

El material más común para las roscas es el aluminio 6061 T6 . Es relativamente blando y su longitud de rosca evita que se dañe. Las roscas finas de aluminio 6061 T6 ofrecen una mayor resistencia.

Espesor de la pared

El espesor de la pared debe ser suficiente para soportar las roscas. Una regla común para mayor resistencia es que el espesor mínimo de la pared sea el doble del diámetro mayor de la rosca.

Duración y fuerza del compromiso

El engrane de la rosca es un factor crítico para una mayor resistencia. Un mayor engrane implica una mayor resistencia. Para el aluminio, se recomienda un mayor engrane y se pueden usar roscas finas para aumentar el número de hilos por longitud.

Condiciones de montaje y vibración

Las roscas gruesas se utilizan en aplicaciones con vibraciones bajas o moderadas, mientras que las roscas finas se emplean para vibraciones altas. Las roscas finas son autoblocantes gracias a un contacto más íntimo, lo que evita que se aflojen por la vibración. Sin embargo, son sensibles al roscado cruzado y requieren cuidado durante el montaje. Las roscas gruesas son más fáciles de montar.

Paso de rosca frente a diámetro mayor/menor

Como ya sabemos, el paso de rosca es la distancia entre crestas adyacentes y controla el engranaje de la rosca. Los diámetros mayor y menor son, respectivamente, los límites exterior e interior de la rosca.

¿Qué es el diámetro primitivo?

El diámetro primitivo es un diámetro imaginario donde el ancho de la rosca y el de las ranuras son iguales. Es una dimensión importante porque controla el acoplamiento de las roscas en dos piezas. El diámetro primitivo es un valor intermedio entre el diámetro mayor y el menor.

¿Qué controla el paso de rosca?

Controla la distancia axial entre las roscas. Un paso menor implica más rosca por unidad de longitud, con un ajuste seguro. También es responsable del ajuste preciso del engranaje de la rosca y de la resistencia del elemento de fijación.

¿Qué controlan los diámetros mayores?

Es la dimensión mayor de la rosca y controla su tamaño general y la posición de las crestas. Es fundamental para el juego libre y para evitar que la pieza se atasque contra el material circundante.

¿Qué controles de diámetro menor?

Es el diámetro menor de la raíz de la rosca interna. Controla la resistencia de la parte más delgada de la rosca y su resistencia al desprendimiento.

Cómo cambia la altura del hilo

El paso no controla directamente la altura de la rosca. Esta se controla mediante la diferencia entre los diámetros mayor y menor. Su relación viene definida por la geometría de la rosca.

Elección entre paso grueso y paso fino en ingeniería

Las roscas gruesas son las mejores para el montaje general. Las roscas finas proporcionan una sujeción más firme y una mejor resistencia a las vibraciones.

Definición de rosca gruesa e rosca fina

Las roscas gruesas tienen un paso mayor con menos hilos por distancia axial. Las roscas finas tienen un paso menor con más hilos por distancia axial.

Resistencia y resistencia a la tracción

Las roscas gruesas tienen menor resistencia en materiales frágiles, pero mayor resistencia para diámetros superiores a una pulgada. Las roscas finas presentan mayor resistencia a la tracción y al corte, y son menos propensas a desprenderse en materiales duros.

Resistencia a la vibración y al aflojamiento

Las roscas gruesas son propensas a aflojarse con las vibraciones. Las roscas finas ofrecen mayor resistencia al aflojamiento por vibraciones debido a un mejor contacto con la superficie.

Velocidad de ensamblaje y riesgo de roscas cruzadas

Las roscas gruesas permiten un montaje rápido y evitan el cruce de roscas debido a su mayor separación. Las roscas finas, en cambio, requieren un montaje lento y presentan un mayor riesgo de cruce de roscas.

Duración del compromiso requerida

Las roscas gruesas necesitan menos longitud de rosca para la misma fuerza de sujeción, mientras que las roscas finas necesitan una mayor longitud para la misma fuerza.

Taladrado de agujeros roscados y fresado de roscas en CNC

El roscado es un método rápido para crear roscas internas, mientras que el fresado de roscas ofrece mayor flexibilidad y calidad tanto para roscas internas como externas.

¿Qué son el roscado y el taladrado?

El roscado se realiza girando una herramienta de roscado en un orificio previamente perforado . Los pasos para roscar son los siguientes:

1. Taladre un orificio guía para el macho de roscar.
2. Elija el macho de roscar según el tamaño, tipo y material de la rosca correctos.
3. Coloque el grifo en el centro del orificio
4. Gire el macho de roscar manualmente o con un ciclo de roscado de una máquina CNC.
5. Retroceda el grifo para eliminar las virutas y evitar roturas.

El roscado utiliza una fresa de múltiples dientes para mecanizar roscas en una trayectoria helicoidal. Los pasos para crear roscas son:

1. Taladre el orificio guía para la trayectoria de la fresa de roscar.
2. Elija la fresa de roscar con el paso correcto y demás parámetros.
3. Programe la trayectoria de la herramienta para crear roscas.
   • La fresa de roscar girará y se moverá en una trayectoria helicoidal para cortar las roscas.
   • Finalice el proceso cuando la herramienta alcance la profundidad deseada.

Selección del tamaño de la broca para roscar (Tablas y fórmulas)

Para calcular el tamaño de la broca de roscado, la fórmula a utilizar es la siguiente:

Tamaño de la broca para roscar = Diámetro mayor - (Paso / TPI).

Para roscas métricas, a continuación se muestra la fórmula del paso de rosca y un ejemplo de tabla de tamaños:

Tamaño de la broca para roscar = Diámetro mayor - Paso.

Gráficos de clase de ajuste

Se refiere a la desviación admisible en el diámetro del paso de rosca. Cada macho tiene su propio diámetro de paso, y su clase de ajuste se determina por su rango de tolerancia de diámetro. Las clases comunes son:

• Clase 1: ajuste holgado para facilitar el montaje
• Clase 2: estándar, apto para uso común
• Clase 3: ajuste ceñido para mayor precisión

Elegir entre roscado y fresado de roscas

Hay varios factores a considerar al seleccionar el roscado o el fresado de roscas.

Problemas comunes derivados de un paso de rosca incorrecto

A continuación se explican algunos de los problemas comunes que se producen debido a un paso de rosca incorrecto en un tornillo:

Las piezas no encajan o no arrancan

Las roscas de dos pasos diferentes no pueden alinearse correctamente. Es casi imposible iniciar o engranar completamente las piezas.

Las roscas se desgastan o se agarrotan

Aplicar fuerza sobre roscas desalineadas puede dañar o cortar la rosca durante el montaje. Esto también se conoce como roscado cruzado y puede provocar gripado.

Fugas o aflojamiento después del montaje

Un montaje incorrecto debido a una rosca inadecuada provoca fugas o un sellado deficiente. Puede parecer ajustado inicialmente, pero la unión se afloja con el tiempo debido a la vibración o al desgaste de las roscas.

Se rompe o falla bajo carga

Un paso de rosca incorrecto provoca una mala distribución de la tensión y, por consiguiente, concentraciones de tensión. Esto puede causar el fallo prematuro de los elementos de fijación al superarse la capacidad del material.

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Conclusión

El paso de rosca se mide entre las raíces de dos roscas adyacentes. Las tablas de paso de rosca se utilizan en el diseño y mecanizado para proporcionar especificaciones clave como el diámetro mayor, el paso y el número de hilos por pulgada (TPI) para garantizar la compatibilidad. Los ingenieros utilizan estas medidas para seleccionar sujetadores compatibles antes de entregarlos a los proveedores de servicios de fabricación. El paso de rosca se mide con un calibrador de paso, una regla o un calibre. Estas dimensiones se verifican con las tablas y el tamaño de la broca se determina antes del mecanizado CNC.

Preguntas Frecuentes

¿Cómo afecta el paso de rosca a la resistencia del perno?

Influye en la resistencia del perno al afectar su resistencia a la tracción, al corte y a la fatiga, según su tamaño y material.

¿Cuál es el paso de rosca más común?

El paso de rosca más común para sujetadores métricos es M10 x 1.5 y para imperiales es 1/4" - 20, (20 TPI).

¿Qué significan 2A y 2B para las roscas?

2A significa rosca externa de uso general y 2B significa rosca interna de uso general.

¿Qué significa m8 x 1.25 6H?

Es una dimensión de perno métrico, donde M es métrico, 8 es el diámetro en mm, 1.25 es el paso en mm y 6H es una clase de tolerancia para rosca interna.