1. Términos de las roscas de tornillo
Rosca de Tornillo Un borde de sección uniforme con la forma de hélice sobre la superficie
externa o interna de un cilindro.
Rosca externa una rosca en el exterior de un elemento, por ejemplo en un eje.
Rosca interna una rosca en el interior de un elemento, por ejemplo en un orificio.
Diámetro mayor El diámetro mas grande de una rosca de tornillo (tanto para roscas internas
como para externas).
Diametro menor
Símbolos de roscado más comunes Denominación usual Otras
American Petroleum Institute API
British Association BA
International Standards Organisation ISO
Rosca para bicicletas C
Rosca Edison E
Rosca de filetes redondos Rd
Rosca de filetes trapesoidales Tr
Rosca para tubos blindados PG Pr
Rosca Whitworth de paso normal BSW W
Rosca Whitworth de paso fino BSF
Rosca Whitworth cilíndrica para tubos BSPT KR
Rosca Whitworth BSP R
Rosca Métrica paso normal M SI
Rosca Métrica paso fino M SIF
Rosca Americana Unificada p. normal UNC NC, USS
Rosca Americana Unificada p. fino UNF NF, SAE
Rosca Americana Unificada p.exrafino UNEF NEF
Rosca Americana Cilíndrica para tubos NPS
Rosca Americana Cónica para tubos NPT ASTP
2. Rosca Americana paso especial UNS NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos NPTF
Es posible crear una rosca con dimensiones no estándares, pero siempre es recomendable
usar roscas normalizadas para adquirirlas en ferreterías y facilitar la ubicación de los repuestos.
La fabricación y el mecanizado de piezas especiales aumenta el costo de cualquier diseño, por
lo tanto se recomienda el uso de las piezas que están en plaza.
Se han destacado solamente las roscas métricas, unificadas y withworth por ser las más
utilizadas, pero existen muchas roscas importantes para usos especiales. Le entregan a
continuación las tablas detalladas de estas tres familias de roscas para las series fina y basta.
METRICA PASO METRICA PASO METRICA PASO
FINO FINO NORMAL
Medida Nominal Medida Nominal Medida Nominal
Dext x paso Dext x paso
Dext x paso
M 25 x 1.5 M 1.6 x 0.35
M 2.5 x 0.35 M 25 x 2 M 1.7 x 0.35
M M 26 x 1.5 M 2x 0.4
3 x 0.35
M 27 x 1 M 2.2 x 0.45
M M 27 x 1.5 M 2.3 x 0.4
3.5 x 0.35
M 27 x 2 M 2.5 x 0.45
M 4 x 0.5 M 28 x 1 M 2.6 x 0.45
M M 28 x 1.5 M 3x 0.5
5 x 0.5
M 28 x 2 M 3x 0.6
M M 30 x 1 M 3.5 x 0.6
6 x 0.75
M 30 x 1.5 M 4x 0.7
M 7 x 0.75 M 30 x 2 M 4x 0.75
M M 32 x 1.5 M 4.5 x 0.75
8 x 0.75
M 32 x 2 M 5x 0.75
M M 33 x 1.5 M 5x 0.8
8x 1
M 33 x 2 M 5x 0.9
M 9 x 0.75 M 34 x 1.5 M 5x 1
M M 35 x 1.5 M 5.5 x 0.9
9x 1
M 35 x 2 M 6x 1
M M 36 x 2 M 7x 1
10 x 0.75
M 36 x 3 M 8x 1.25
M 10 x 1 M 38 x 1.5 M 9x 1.25
M M 38 x 2 M 10 x 1.5
10 x 1.25 M 39 x 1.5 M 11 x 1.5
M M 39 x 2 M 12 x 1.75
11 x -
M 39 x 3 M 14 x 2
M M 40 x 1.5 M 16 x 2
11 x 0.75
M 40 x 2 M 18 x 2.5
M 12 x 1 M 40 x 3 M 20 x 2.5
M M 42 x 2 M 22 x 2.5
12 x 1
M 42 x 3 M 24 x 3
3. M 45 x 1.5 M 27 x 3
M 12 x 1.25 M 45 x 2 M 30 x 3.5
M M 45 x 3 M 33 x 3.5
13 x 1.5
M 48 x 2 M 36 x 4
M M 48 x 3 M 39 x 4
14 x 1
M 50 x 2 M 42 x 4.5
M 14 x 1 M 50 x 3 M 45 x 4.5
M M 52 x 2 M 48 x 5
14 x 1.25
M 52 x 3 M 52 x 5
M 15 x 1
M 15 x 1.5
M 16 x 1
M 16 x 1.5
M 17 x 1.5
M 17 x 1
M 18 x 1.5
M 18 x 1
M 20 x 1.5
M 20 x 1
M 22 x 1.5
M 22 x 1
M 24 x 1.5
M 24 x 1
M 24 x 1.5
M 25 x 1
M 25 x 1.5
UNIFICADA PASO UNIFICADA PASO
NORMAL FINO
Medida Nominal
- Nº H/'' Medida Nominal
4 (.112") - 40 UNC
Dext - Nº H/''
5 (.125") - 40 UNC
Nº 0 (.060'') - 80 UNC
6 (.138") - 32 UNC
Nº 1 (.073") - 72 UNC
5. W BFS
5/16'' - 18 1/2'' - 16
W BFS
3/8'' - 16 9/16'' - 16
W BFS
7/16'' - 14 5/8'' - 14
W BFS
1/2'' - 12 11/16'' - 14
W BFS
9/16'' - 12 3/4'' - 12
W BFS
5/8'' - 11 13/16'' - 12
W BFS
3/4'' - 10 7/8'' - 11
W BFS
7/8'' - 9 1'' - 10
W BFS
1'' - 8 1''1/8'' - 9
W BFS
1''1/8'' - 7 1''1/4'' - 9
W BFS
1''1/4'' - 7 1''3/8'' - 8
W BFS
1''3/8'' - 6 1''1/2'' - 8
W BFS
1''1/2'' - 6 1''5/8'' - 8
W BFS
1''5/8'' - 5 1''3/4'' - 7
W BFS
1''3/4'0' 5 2'' 7
W BFS
1''7/8'' 4 2''1/4'' 6
W BFS
2'' - 4 2''1/2'' - 6
W BFS
2''1/4'' - 4 2''3/4'' - 6
W BFS
2''1/2'' - 4 3'' - 5
W 2''3/4'' - 3
W 3'' - 3
Con respecto al sentido de giro, en la designación se indica "izq" si es una rosca de sentido
izquierdo, no se indica nada si es de sentido derecho. De forma similar, si tiene más de una
entrada se indica "2 ent" o "3 ent". Si no se indica nada al respecto, se subentiende que se trata
de una rosca de una entrada y de sentido de avance derecho.
En roscas de fabricación norteamericana, se agregan más símbolos para informar el grado de
ajuste y tratamientos especiales
6. Para proceder a la fabricación de una rosca se pueden seguir al menos tres caminos: forjar la
rosca a través de peines, tornearla o maquinarla usando machos y terrajas. La figura siguiente
muestra el proceso de fabricación de una rosca interior utilizando una broca para perforar el
diámetro interior y un macho para cortar el hilo en la pared de la perforación. Los machos son
utilizados para formar hilos interiores, mientras que las terrajas son utilizadas para roscas
exteriores.
RETENSION DE TUERCAS
Como una unión depende tanto del perno como de la tuerca, se han desarrollo distintos
métodos para bloquear la salida accidental de la tuerca. La figura siguiente muestra la
utilización de una tuerca auxiliar (contratuerca) para producir una presión sobre la cara superior
de la tuerca principal. Se muestra también el uso de arandelas elásticas (golillas de presión)
que se ubican entre la tuerca y la pieza, o entre la tuerca y una arandela plana; el objetivo es
provocar un mayor roce en la cara inferior de la tuerca.
7. Otra forma de inmovilizar la tuerca es colocar un pasador de aletas en el perno, que debe
sacarse para poder remover la tuerca. Esta solución requiere de una perforación en el perno.
Pueden utilizarse tuercas especiales que tienen cortes para alojar el seguro (tuercas
almenadas).
Una deformación local de la tuerca provocada por la inserción de un perno de menor tamaño
provoca un mayor ajuste y asegura la unión. Finalmente, pueden utilizarse arandelas
deformables que se doblan sobre la tuerca, evitando que ésta gire y se suelte.
Pasador de aleta
D nominal Largo
0,6 de 4 a 12
0,8 de 5 a 16
1,0 de 6 a 20
1,2 de 8 a 25
1,6 de 8 a 32
2,0 de 10 a 40
2,5 de 12 a 50
3,2 de 17 a 63
8. UNI 1336
Las normas de prueba de pernos indican cargarlo contra su propio hilo, sin utilizar una probeta
representativa. Esto genera un valor llamado carga de prueba, la cual puede utilizarse para
diseñar en reemplazo de la resistencia a la fluencia. Se adjuntan las marcas con que se indica
el grado de resistencia de los pernos, para las normas SAE, ASTM y Métrica. Se adjunta
también la tabla de marcas de los productos American Screw.
Marcado de pernos de acero grado SAE
Número de grado Rango Carga Esfuerzo Marcado de
Material
SAE deldiámetro [inch] deprueba [kpsi] deruptura [kpsi] lacabeza
¼ - 1½ ¼ - ¾ 7/8- Acero de bajo carbono ó
12 55 33 74 60
1½ acero al carbono
Acero al carbono, Templado
5 ¼ - 1 11/8 - 1½ 85 74 120 105 y
Revenido
Acero de bajo carbono
5.2 ¼-1 85 120 martensítico, Templado y
Revenido
Acero al carbono aleado,
7 ¼ - 1½ 105 133
Templado y Revenido
9. 8 ¼ - 1½ 120 150 Acero al carbono aleado,
Templado y Revenido
8.2 ¼-1 120 150 Acero de bajo carbono
martensítico, Templado y
Revenido
Marcas para pernos de acero grado ASTM
Rango Carga Esfuerzo Marcado de
Designación ASTM Material
deldiámetro [inch] deprueba [kpsi] deruptura [kpsi] lacabeza
A307 ¼a4 Acero de bajo carbono
Acero al
A325 tipo 1 ½ a 1 11/8 a 1½ 85 74 120 105 carbono,Templado y
Revenido
Acero de bajo
A325 tipo 2 ½ a 1 11/8 a 1½ 85 74 120 105 carbonomartensítico,
Templado yRevenido
Acero
A325 tipo 3 ½ a 1 11/8 a 1½ 85 74 120 105 recubierto,Templado y
Revenido
10. Acero aleado, Templado
A354 grado BC
y Revenido
Acero aleado, Templado
A354 grado BD ¼a4 120 150
y Revenido
Acero al
¼ a 1 11/8 a 1½1¾
A449 85 74 55 120 105 90 carbono,Templado y
a3 Revenido
Acero aleado, Templado
A490 tipo 1 ½ a 1½ 120 150
y Revenido
Acero
A490 tipo 3 recubierto,Templado y
Revenido
Propiedades mecánicas de elementos roscados de clase métrica
Rango del Carga Esfuerzo Marcado de
Clase Material lacabeza
diámetro deprueba [MPa] deruptura [MPa]
Acero de bajo carbono ó
4.6 M5 - M36 225 400
acero al carbono
11. Acero de bajo carbono ó
4.8 M1.6 - M16 310 420
acero al carbono
Acero de bajo carbono ó
5.8 M5 - M24 380 520
acero al carbono
Acero al carbono, Templado
8.8 M16 - M36 600 830 y
Revenido
Acero al carbono, Templado
9.8 M1.6 - M16 650 900 y
Revenido
Acero de bajo carbono
10.9 M5 - M36 830 1040 martensítico, Templado y
Revenido
Acero aleado, Templado y
12.9 M1.6 - M36 970 1220
Revenido
MARCAS DE GRADOS DE RESISTENCIA PERNOS DE ACERO
MARCA A.S. ESPECIFICACION
Resistencia a la Límite de
ALGUNOS USOS
GRADO tracción fluencia DUREZA
RECOMENDADOS mínima[Kg/mm 2] mínima[Kg/mm 2]
RESISTENCIA SAEgrado ISOclase ASTM
Para requerimientos
menores de
resistencia,
metalmecánica, 53 -
3,6 34 20
motores eléctricos, 70 Rb
línea blanca.
electrónica, usos
generales.
12. Para requerimientos de
resistencia media,
construcción de
J429grado máquinas livianas,
A307gradoA 70 -
1¼ " a 1 ½ 4,6 automotriz (piezas no 42 23
yB 95 Rb
" afectas a fuertes
tensiones), máquinas
agrícolas, estructuras
livianas.
Para requerimientos de
alta resistencia a la
tracción, ruedas de
vehículos, partes de 22 -
8,8 A449 80 64
motores de tracción, 32 Rc
cajas de cambio,
máquinas
herramientas, matrices
Para requerimientos de
alta resistencia a la Hasta
tracción y otros, Hasta Hasta 1 φ 23 -
especialmente para 1 φ 85 de 1 φ 65 de 35 Rc de
A325 juntas estructurales
11/8 a 1 11/8 a 1 11/8 a 1
exigidas
mecánicamente. Debe ½φ 74 ½φ 57 ½φ 19 -
TIPO 1 trabajar con TU y golilla 31 Rc
de la misma calidad
Para requerimientos de
alta resistencia a la
tracción y alta 32 -
A490 temperatura. Debe 105 81
38Rc
trabajar con TU y golilla
de la misma calidad
Para requerimientos de
alta resistencia a la
tracción, flexión,
cizalle, etc. 31 -
8 10,9 Culata de motores, 105 88
38Rc
paquete de resortes,
pernos para ruedas
GRADO 8 vehículos pesados,
bielas, etc.
Fuente: Catálogo de productos American Screw
Este antiguo método se basa en una hélice cilíndrica o cónica y un filete triangular, rectangular,
trapezoidal o redondo que se fabrica tanto en el eje como en el orificio que pretenden unirse.
Los elementos básicos de una rosca o hilo son el diámetro exterior, el diámetro interior, el paso,
el tipo de hilo, el sentido de avance, la cantidad de en-tradas y el ajuste. Los diámetros interior
y exterior limitan la zona roscada; el paso es el desplazamiento axial al dar una vuelta sobre la
hélice; el tipo de hilo es determinado por el tipo de filete y el paso, existiendo un gran número
de hilos estandarizados. El sentido de avance puede ser derecho o izquierdo. Esto significa que
una rosca derecha avanza axialmente al girarla de acuerdo a la ley de la mano derecha. En
13. una rosca izquierda esta ley no se cumple. El sentido de avance izquierdo se usa
principalmente por seguridad, como en las válvulas de balones de gas.
La cantidad de entradas indican cuántas hélices están presentes. Generalmente sólo hay una
hélice presente. Por ejemplo si se desea unir una tuerca a un perno, se tiene una oportunidad
por vuelta, o sea, una entrada; en tapas de frascos y bebidas se desea una colocación fácil y
se utilizan 3, 4 o más entradas, es decir 3, 4 o más hélices presentes. Esto necesariamente
aumenta el paso, lo cual no es conveniente en un elemento que debe permanecer unido.
http://www.google.com/imgres?
um=1&hl=es&rlz=1C1RNRA_enPA507PA507&biw=1366&bih=600&tbm=i
sch&tbnid=WYdKKzYqjhSqkM:&imgrefurl=http://enciclopedia.us.es/index.
php/Tornillo&docid=QnqmFVwF0DFpWM&imgurl=http://enciclopedia.us.es
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14. =269&start=0&ndsp=19&ved=1t:429,r:6,s:0,i:84
http://www.bibliocad.com/biblioteca/bulon-cabeza-hexagonal--parafuso-
sextavado-com-furo_13123
http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/uniones/union1.html
http://enciclopedia.us.es/index.php/Tornillo
Tornillo
Un tornillo es un elemento mecánico comúnmente empleado para la unión desmontable de distintas
piezas, aunque también se utiliza como elemento de transmisión. Básicamente es un cilindro con
rosca helicoidal y cabeza, frecuentemente acompañado de la correspondiente tuerca.
Índice
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• 1 Orígenes históricos
• 2 Roscas
15. o 2.1 Nomenclatura
o 2.2 Entradas o filetes
o 2.3 Sentido de la rosca
o 2.4 Roscas normalizadas,
tipos y designación
o 2.5 Usos
o 2.6 Dibujos de roscas
• 3 Cabezas
Orígenes históricos
Los primeros antecedentes de la utilización de roscas se remontan al tornillo de Arquímedes,
desarrollado por el sabio griego alrededor del 300 adC, que ya se empleaba en aquella época
profusamente en el valle del Nilo para la elevación de agua.
Durante el Renacimiento las roscas comienzan a emplearse como elementos de fijación en relojes,
máquinas de guerra y en otras construcciones mecánicas diversas. Leonardo da Vinci desarrolla por
entonces métodos para el tallado de roscas, sin embargo, éstas seguirán fabricándose a mano y sin
ninguna clase de normalización hasta bien entrada la Revolución industrial.
En 1841, el ingeniero inglés Joseph Whitworth definió la rosca que lleva su nombre. William
Sellers hizo otro tanto en los Estados Unidos el año 1864. Esta situación se prolongó hasta que la
organización ISO define, a mediados de siglo XX, el sistema de rosca métrica adoptado actualmente
en prácticamente todos los países. En los EE.UU. se sigue empleando la norma de la Sociedad de
Ingenieros de Automoción (Society of Automotive Engineers, SAE). Actualmente, estas roscas se
definen como Unified National, en sus tres variantes:
UNC = Unified National Coarse = paso americano normal.
UNF = Unified National Fine = paso americano fino.
UNEF = Unified National Extra Fine = paso americano extrafino.
En todas ellas se mantienen los diámetros exteriores y varía el número de hilos de rosca por
pulgada.
Roscas
Nomenclatura
16. Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien interiores o hembras (tuercas). Las
magnitudes deben ser coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.
Rosca exterior o macho Rosca interior o hembra
1 Fondo o base Cresta o vértice
2 Cresta o vértice Fondo o base
3 Flanco Flanco
4 Diámetro del núcleo Diámetro del taladro
5 Diámetro exterior Diámetro interior
6 Profundidad de la rosca
7 Paso
Entradas o filetes
La generación de un tornillo puede suponerse arrollando un filete alrededor de un cilindro. En la
primera figura mostrada antes, el filete o hilo es trapezoidal, mientras que en la segunda es
17. triangular. En cualquier caso, si la hélice que describe el filete tiene un paso suficientemente grande
(a), dejará espacio para arrollar sobre el cilindro otro filete, con lo que se obtiene una rosca de doble
entrada (b), o triple si los filetes añadidos son dos. Para determinar el número de entradas de un
tornillo, basta apoyar un rotulador en el flanco y girarlo hasta marcar una vuelta completa, de forma
que el filete correspondiente quede coloreado; si en medio queda otro sin colorear, será de dos
entradas, si quedan dos, de tres entradas y así sucesivamente.
El incremento del número de entradas no modifica el paso del tornillo pero con ello se consigue que
la superficie de contacto entre el tornillo y la tuerca se incremente de modo que se podrá aplicar una
mayor fuerza (par) de apriete y se obtendrá una unión más estanca. Nótese que no es estrictamente
necesario que exista un espacio entre dos filetes consecutivos igual o mayor que la base de los
mismos para que se pueda intercalar una segunda entrada; en este caso el resultado será
simplemente una disminución de la profundidad de la rosca.
Sentido de la rosca
En función del movimiento relativo entre el tornillo y la tuerca, existen tornillos (y roscas) a
derechas que son aquellos que al girarlos en el sentido contrario al de las agujas del reloj salen de
la tuerca y desenroscan (a), y a izquierdas, que son aquellos en los que al girar el tornillo en el
sentido contrario al de las agujas del reloj, entra en la tuerca enroscándose (c). Las roscas
empleadas son comúnmente a derechas.
Roscas normalizadas, tipos y designación
Rosca triangular.
1. Métrica: M Ø (diámetro exterior de la rosca Ø en milímetros).
2. Métrica fina: M Øxp (paso p en mm).
18. 1. Witworth: Ø" (diámetro exterior de la rosca Ø en pulgadas).
2. Witworth fina: W Øxp (paso p en pulgadas).
3. Witworth de tubo: R Ø" (diámetro nominal del tubo Ø en pulgadas).
Rosca trapezoidal: Tr Øxp (diámetro exterior de la rosca Ø y paso p en mm).
Rosca redonda: Rd Øxp (diámetro exterior de la rosca Ø y paso p en
pulgadas).
Usos
Las roscas triangulares se emplean en tornillos de fijación; el truncamiento del filete facilita las
operaciones de desmontaje pero disminuye la estanqueidad de la unión. Las roscas finas (con paso
menor que el normal) se emplean cuando la longitud de la unión atornillada es pequeña, por ejemplo
en uniones en paredes delgadas de tubos; también pueden emplearse ciando se quiere evitar el
aflojamiento de la unión, ya que el mayor número de filetes de contacto entre el tornillo y la tuerca
incrementa el rozamiento.
Para el enroscado de tubos se emplean las llamadas roscas de gas derivadas del sistema
Witworth, caracterizadas por una elevada estanqueidad (el filete no está truncado) y una relación
profundidad/diámetro pequeña para no debilitar la pared del tubo.
Para tornillos de transmisión se usan roscas trapezoidales simétricas o en forma de diente de sierra
(asimétricos) en aquellos casos en los que la fuerza aplicada tenga un sólo sentido. Estas últimas
tiene una aplicación muy remarcable en tornillos destinados a fijaciones sobre plásticos.
Las roscas redondas, a pesar de sus buenas cualidades mecánicas se emplea poco debido a su
dificultad de fabricación, y por ende, elevado precio. Se usa en aplicaciones en los que la unión haya
de soportar impactos.
Dibujos de roscas
Las crestas vistas se representan con trazo continuo grueso y los fondos con trazo fino. En vistas
ocultas, ambas se trazan con trazo fino discontinuo. En las secciones, el rayado se prolonga hasta la
cresta. En vista frontal, la línea de fondo abarcará aproximadamente 3/4 de circunferencia para
evitar errores de interpretación. En los dibujos conjuntos, las líneas de la rosca macho (tornillo)
prevalecen sobre las de la rosca hembra (tuerca).
19. Cabezas
El diseño de las cabezas de los tornillos lejos de manifestar el capricho de los fabricantes, responde,
en general a dos necesidades. Por un lado, conseguir la superficie adecuada de apoyo para
laherramienta de apriete de forma tal que se pueda alzanzar la fuerza necesaria, sin que la cabeza
se rompa o deforme. Por otro, necesidades de seguridad implican (incluso en reglamentos oficiales
de obligado cumplimiento) que ciertos dispositivos requieran herramientas especiales para la
apertura, lo que exige que el tornillo (si éste es el medio elegido para asegurar el cierre) no pueda
desenroscarse con un destornillador convencional, con lo que se dificulta que personal no
autorizado acceda al interior.
Así, se tienen cabezas de distintas formas: hexagonal (a), redonda (b), cilíndrica (d, g), avellanada
(c, e, f); combinadas con distintos sistemas de apriete: hexagonal (a) o cuadrada para llave inglesa,
ranura o entalla (b, c, d) y philips (f) para destornillador, agujero hexagonal (e) para llave Allen,
moleteado (g) para apriete manual, etc.