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TEMA 10.- DEFINICIONES Y GENERALIDADES SOBRE ROSCAS. 10.1.- 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 (fig. adjunta, a). Si la rosca está elaborada en el interior de la superficie, se denomina rosca interior o tuerca (fig. adjunta, b). 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.

10.2.- CLASIFICACIÓN DE LAS ROSCAS. Según la forma del filete, las roscas pueden clasificarse en: 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.

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10.3.- ROSCA A DERECHAS Y A IZQUIERDAS. Una rosca es a derechas cuando penetra al girar hacia la derecha y es a izquierdas cuando penetra al girar hacia la izquierda. Para distinguir si un tornillo presenta su rosca a derechas o a izquierdas, se coloca el eje del tornillo en un plano inferior y perpendicular al observador. Si la hélice o filete se aleja hacia la derecha, el tornillo es a derechas, figura (a), pero si se aleja hacia la izquierda, entonces el tornillo es a izquierdas, figura (b).

Para distinguir el sentido de rosca en las tuercas, se procede como en el tornillo, pero ha de tenerse en cuenta que los hilos visibles son los de la parte inferior; por tanto, cuando se alejan hacia la izquierda la rosca es a derechas (figura adjunta).

10.4.- PERFIL DE UNA ROSCA. En toda rosca hay que distinguir unos elementos que la caracterizan (siguiente figura).

Los más importantes son: 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.

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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.

10.5.- ROSCA TRIANGULAR. Ya se ha dicho que la rosca triangular está engendrada por un triángulo. Si el triángulo base del perfil de la rosca es un triángulo equilátero y sus medidas se expresan en milímetros, la rosca es Métrica. El perfil representado en la siguiente figura es el correspondiente a la rosca Métrica IS0. Si el perfil de la rosca está engendrado por un triángulo isósceles, con un ángulo en el vértice de 55º, la rosca es triangular Whitworth. Todas sus medidas se expresan en pulgadas.

10.5.1.- ROSCA MÉTRICA ISO. En la siguiente figura se observa 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. Se representa por d y se expresa en milímetros.

-

El paso se representa por p y se expresa en milímetros.

Otras dimensiones son: -

Angulo entre flancos α = 60º.

-

Profundidad de rosca del tornillo h3 = 0,613p.

-

Diámetro del núcleo del tornillo d3 = d - 1,226p.

-

Diámetro del núcleo de la tuerca D1 = d - 1,08p.

-

Diámetro medio común a tornillo y tuerca d2 = D2 = d - 0,65p.

10.5.2.- ROSCA WHITWORTH. Debe su nombre al inglés Jorge Whitworth, propuesta por él en el año 1841. Su perfil está representado en la siguiente figura. Como se observa esta rosca no tiene juegos ni holguras y tanto sus crestas como sus fondos están redondeados. Sus principales dimensiones son:

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-

El diámetro exterior del tornillo llamado diámetro nominal. Se representa por d expresado en pulgadas.

-

El paso. Se representa por p y se expresa en h" (hilos por pulgada).

Otras dimensiones son: -

Angulo entre flancos α = 55º.

-

Profundidad de rosca de tornillo y tuerca h3 = 0,64p.

-

Diámetro del núcleo de tornillo y tuerca d1 = D1 = d - 1,28p.

-

Diámetro medio común a tornillo y tuerca d2 = D2 = d - 0,64p.

10.6.- IDENTIFICACIÓN DE UNA ROSCA. Identificar una rosca es averiguar sus características principales, es decir, tipo de perfil, diámetros, pasos, etcétera. Para lograr esta identificación se debe empezar por medir el diámetro exterior del tornillo con un calibre pie de rey. Si la medida obtenida resulta en milímetros exactos, o faltasen solamente unas décimas para la exactitud (deficiencia producida por el uso), entonces casi se puede asegurar que el tornillo es de rosca Métrica. Si, por el contrario, la coincidencia o su aproximación se verifica en el sistema de medidas inglesas (pulgadas), entonces es casi seguro que la rosca es Whitworth. Para obtener la plena seguridad, es necesario recurrir al paso y comprobar si la rosca está de acuerdo con la tabla I, para lo cual deberá existir coincidencia entre el diámetro nominal y el paso. La tabla I indica los valores de los diámetros y pasos más corrientes de las roscas Métrica y Whitworth. La rosca fina tiene el mismo perfil que la normal, pero, como puede apreciarse, para un mismo diámetro nominal el paso es menor. El control del paso se puede realizar de diversas formas. El más práctico consiste en hacer uso de un juego de plantillas llamadas peines, como se aprecia en la siguiente figura. Los peines son plantillas que corresponden al perfil de la rosca cuyo paso se indica en la misma.

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TABLA I Rosca Métrica Diámetro Normal Fina nominal Paso en Paso en en mm. mm. mm. 0,5 0,7 4 0,5 0,8 5 0,75 1 6 1 1,25 8 1 1,5 10 1,5 1,75 12 1,5 2 14 1,5 2 16 1,5 2,5 18 1,5 2,5 20 1,5 2,5 22 2 3 24 2 3 27 2 3,5 30

Rosca Whitworth Diámetro Normal fina nominal en Hilos por Hilos por pulgadas pulgada (h") pulgada (h") 26 20 1/4 22 18 5/16 20 16 3/8 18 14 7/16 16 12 1/2 14 11 5/8 12 10 3/4 11 9 7/8 10 8 1 9 7 1 1/8 9 7 1 1/4 8 6 1 3/8 8 6 1 1/2 8 5 1 5/8

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10.7.- EJERCICIOS Y CUESTIONES. Estos ejercicios y cuestiones, están expuestos en forma de test. Para responder a cada una de las 30 preguntas, bastará elegir en cada una, la letra a la respuesta verdadera. 1. En la figura siguiente, el filete del tornillo está representado por el número: a) 1

b) 2

c) 4

2. Si se quiere indicar el filete de la tuerca en la figura anterior, se dirá que está representado por el número: a) 8

b) 6

c) 3

3. El número 1 de la figura anterior representa en un tornillo el: a) Filete b) Núcleo c) Paso 4. En la figura siguiente, la rosca cuadrada y diente de sierra corresponden a los números: a) 3, 7 y 8

b) 2, 3 y 6

c) 5, 6 y 7

5. a) b) c)

Los esquemas 2 y 6, representados en la figura anterior, corresponden a las roscas: Trapecial y diente de sierra Cuadrada y diente de sierra Trapecial y redonda

6. a) b) c)

La rosca más empleada en la industria, para sujetar piezas es la rosca: Cuadrada Trapecial triangular

7. a) b) c)

Hay una rosca que no está normalizada, que tiende a desaparecer. Esta rosca es la: Cuadrada Redonda Diente de sierra

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8. es la: a) b) c)

La rosca empleada en el accionamiento de los husillos de las máquinas herramientas Trapecial Diente de sierra Triangular

9. De los diez tornillos representados en la figura siguiente, tienen rosca a derecha los del grupo: a) 1 - 4 - 5 - 8 b) 2 - 3 - 6 - 9 c) 2 - 4 - 6 - 8

10. Dado un grupo de tornillos correspondientes a la figura anterior. ¿Qué grupo de tornillos tienen la rosca a izquierdas? a) 1 - 4 - 6 b) 4 - 8 - 10 c) 3 - 6 - 9 11. grupo: a) b) c)

De las tuercas representadas en la figura siguiente, tienen la rosca a derechas las del 1-5-8-9 2 - 3 - 7 - 10 2-4-6-9

12. En la figura siguiente, se trata de apretar los tornillos a y b. ¿Qué sentido de giro debe darse a la llave? a) El a, según 1 y el b, según 2 b) El a, según 2 y el b, según 1 c) El a, según 1 y el b, según 1

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El tornillo a tiene la rosca a derechas. El tornillo b tiene la rosca a izquierdas. El tornillo c tiene la rosca a izquierdas. El tornillo d tiene la rosca a derechas.

13. En la misma figura anterior, ahora hay que aflojar los tornillos c y d. ¿Qué sentido de giro debe darse a la llave? a) El c, según 2 y el d, según 2 b) El c, según 1 y el d, según 1 c) El c, según 1 y el d, según 2 14. En la figura siguiente se giran los tornillos según g y se desplazan según d. ¿Qué conjuntos están roscados a izquierda? a) 1 y 3

b) 3 y 4

c) 1 y 2

15. Si las roscas de la figura anterior, fuesen todas a derechas, ¿qué conjuntos tienen mal representados el movimiento de desplazamiento? a) 2 y 4

b) 1 y 2

c) 3 y 4

16. En la figura siguiente, las crestas de una rosca están representadas por los números: a) 2 y 8

b) 5 y 7

c) 3 y 4

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17. Los pasos de rosca en la misma figura anterior están representados por: a) 3 y 4

b) 1 y 6

c) 5 y 7

18. En la misma figura, el número 3 corresponde al: a) Diámetro del núcleo de la tuerca b) Diámetro nominal de la rosca c) Diámetro del núcleo del tornillo 19. Las profundidades de la rosca representadas por los números: a) 2 y 8

b) 5 y 7

c) 1 y 6

20. Los diámetros de los núcleos de tornillo y tuerca están representados por los números: a) 5 y 7

b) 2 y 8

c) 4 y 9

21. El diámetro del núcleo de la tuerca está representado por el número: a) 9

b) 3

c) 4

22. Un tornillo de banco tiene por husillo una rosca sencilla de 3 mm. de paso. Al dar a la palanca 2 vueltas, la mordaza avanzara: a) 1.5 mm

b) 6 mm.

c) 3 mm.

23. Para cerrar las mordazas de un tornillo de banco 12 mm. es necesario dar 3 vueltas a la palanca. ¿Cuánto vale el paso de rosca? a) 12 mm.

b) 3 mm.

c) 4 mm.

24. Recibe el nombre de rosca sencilla aquella que al dar una vuelta al elemento móvil, (tuerca o tornillo) éste se desplaza una longitud: a) Submúltiplo del paso b) Igual al paso c) Múltiplo del paso 25. En la figura siguiente se puede asegurar que el tornillo (a) no tiene la rosca métrica porque no es correcto el valor del: a) Ángulo

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b) Paso c) Diámetro nominal

26. En la misma figura anterior, los tornillo con rosca métrica son los: a) b y d

b) b y c

c) d y f

27. En la figura anterior, se puede asegurar que el tornillo (g) no tiene la rosca Whitworth. ¿Por qué? Por el valor del: a) Ángulo b) Paso c) Diámetro nominal 28. En la misma figura anterior, los tornillos con rosca Whitworth son los: a) a y h

b) a y c

c) e y h

Para contestar a las siguientes preguntas, es necesario consultar la tabla I. 29. De los tornillos representados en la figura adjunta, tienen la rosca métrica normal, el a) 1 y 2 b) 1 y 3 c) 2 y 3 30. ¿Qué tornillos de la figura adjunta tienen la rosca Whitworth normal? El a) 4 y 5 b) 4 y 6 c) 5 y 6

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