Ya sea que esté fabricando chapa metálica, moldeada por inyección o Piezas mecanizadas CNCLos hilos son una forma sencilla de facilitar el ensamblaje de múltiples componentes.
Tras muchas décadas de fabricación, las roscas se han estandarizado, por lo que los componentes fabricados por diferentes fabricantes aún pueden unirse con elementos de fijación estándar.
Sin embargo, a pesar de la universalidad de las roscas, aún existen muchos tipos y tamaños diferentes para elegir. La elección de una rosca depende de varios factores, como el grosor del componente, el ángulo de unión y las herramientas de roscado disponibles.
Esta guía analiza los entresijos de los hilos y el proceso de enhebrado, incluyendo los principales tipos de hilo, cuándo utilizarlos y cómo fabricarlos.
¿Qué son los hilos?
Una rosca es una estructura helicoidal con crestas que sigue una forma cilíndrica o cónica. En ingeniería, la rosca de un tornillo se refiere a la cresta del tornillo en sí (macho) o al orificio en el que se inserta (hembra).
La función de una rosca es sencilla: al girar un tornillo, este se introduce más en el orificio, apretando la conexión entre dos componentes.
El acto de hacer hilos macho o hembra se conoce como “enhebrar”.
Series y tipos de roscas
Las roscas se pueden clasificar según su serie o estándar, y según su tipo. La mayoría de las roscas cumplen con los estándares métricos (M) o unificados (UTS).
Las series/estándares comunes incluyen:
- Hilos métricos ISO (M)
- Estándar de subprocesos unificados (UTS)
- Roscas de tubería nacionales (NPT)
- Tubería estándar británica (BSPT)
- Norma británica Whitworth (BSW)
- Roscas del Instituto de Envases de Vidrio (GPI)
Una vez establecido el estándar de rosca, el tipo exacto de rosca se define mediante un número u otras variables. (Véase la sección siguiente).
Anatomía de un hilo
Las roscas pueden variar en muchos aspectos, como su diámetro, paso y profundidad. Es fundamental especificar todos estos factores al diseñar piezas roscadas para garantizar que todos los componentes se puedan unir correctamente.
Los aspectos de un hilo incluyen:
- Tamaño de la rosca: También conocido como diámetro nominal o diámetro mayor, el tamaño de la rosca se refiere al diámetro de la parte más ancha de la rosca.
- Diámetro menor: El diámetro extremo inferior de un hilo, es decir, el diámetro más pequeño entre cada nervadura del hilo.
- Paso: El paso es la distancia entre una cresta de un hilo y la siguiente.
- Paso: El paso es la distancia a lo largo del eje del tornillo que recorre una rotación de 360° del mismo; difiere del paso solo en roscas de múltiples entradas.
- Profundidad: La profundidad de una rosca se refiere a qué tan adentro se introduce la rosca en un agujero.
- Conicidad: La conicidad de una rosca es el grado en que la rosca es cónica en contraposición a cilíndrica.
Formas de hacer hilos
La mayoría de los hilos se crean mediante procesos sustractivos, transformativos o, en casos más raros, aditivos.
Las técnicas de enhebrado sustractivo incluyen: machos y terrajas, en el que se utiliza un macho de roscar para crear una rosca hembra y una terraja para hacer la rosca macho; roscado de un solo punto, en la que una herramienta de un solo punto se mueve linealmente para crear roscas externas o internas; y fresado de rosca, en el que un molino (CNC) está equipado con un molino de hilo La herramienta de corte corta la rosca siguiendo una trayectoria helicoidal.
Las técnicas de enhebrado transformadoras y deformativas incluyen: formando — utilizando, por ejemplo, un grifo sin flauta — y laminación, que puede adoptar la forma de laminado de roscas con matriz plana, laminado de roscas planetario, laminado cilíndrico de dos matrices o laminado cilíndrico de tres matrices.
Las técnicas aditivas se realizan mediante impresión 3D Roscas que se insertan directamente en piezas impresas en 3D o se aplican sobre ellas. Sin embargo, solo los sistemas de alta gama son capaces de producir roscas con la precisión adecuada y tolerancias aceptables.
agujeros ciegos y agujeros pasantes
Los orificios roscados se pueden dividir en dos categorías: orificios ciegos y orificios pasantes. Un orificio ciego es aquel que no penetra completamente la pieza; tiene una entrada pero no una salida. Un orificio pasante, en cambio, atraviesa la pieza por completo (su profundidad es igual a la de esa sección de la pieza).
Consejos de diseño
Diseñar piezas con rosca no es difícil, pero requiere claridad por parte del fabricante. En algunos casos, la rosca se crea directamente (mediante impresión 3D, etc.); en otros, se perfora después de la fabricación de los componentes.
Las pautas a seguir incluyen:
- Conozca sus estándares (y utilícelos): Salvo que tenga una buena razón para no hacerlo, lo mejor es ceñirse a las series más comunes (UN o M) y a los tamaños habituales, si es posible. Si debe hacer una concesión, creando una rosca ligeramente más grande o más pequeña de lo previsto para que se ajuste a un tamaño estándar, a menudo merece la pena hacerlo.
- Especificar la profundidad de la rosca: Al diseñar agujeros ciegos, la profundidad de la rosca será menor que el espesor de la pared que se va a roscar. Por lo tanto, la profundidad exacta debe especificarse en el diseño CAD o en los planos técnicos.
- Conozca sus límites: La profundidad de la rosca puede verse limitada por el diámetro de la rosca, el material y la herramienta de roscado. Si especifica una rosca demasiado profunda, la pieza podría fallar o el fabricante podría simplemente no ser capaz de ejecutar el diseño.
- Utilice software CAD con herramientas de roscado: El roscado es mucho más sencillo cuando su solución CAD/CAM ofrece herramientas para un diseño de rosca optimizado.
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