MEDICIÓN, VERIFICACIÓN Y TOLERANCIA DE ROSCAS Y ENGRANES

UNIDAD 3. MEDICIÓN, VERIFICACIÓN Y TOLERANCIA DE ROSCAS Y ENGRANES.

3.1 ROSCAS.

3.1.1 FORMA GEOMÉTRICA DE SISTEMAS DE ROSCAS.

3.1.2 CONTROL DE PASO Y DEL PERFIL DE LA ROSCA.

3.1.3 MEDICIÓN DEL DIÁMETRO DE FLANCOS.

3.1.4 TOLERANCIAS Y POSICIONES RECOMENDADAS.

3.2 ENGRANES.

3.2.1 MEDICIÓN DEL ESPESOR DEL DIENTE.

3.2.2 COMPROBACIÓN DEL PERFIL DEL DIENTE.

3.2.3 COMPROBACIÓN DEL PASO CIRCULAR MEDIANTE:

3.2.3.1 MEDICIÓN DIRECTA.

3.2.3.2 COMPROBACIÓN DEL PASO BASE.

3.3 COMPROBACIÓN DE LA CONCENTRICIDAD.

3.4 COMPROBACIÓN DEL DIÁMETRO PRIMITIVO.

3.5 TOLERANCIAS.

3.1 ROSCAS.

Una rosca está formada por el enrollamiento helicoidal de un prisma llamado 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 o macho (figura a). Si la rosca está elaborada en el interior de la superficie, se denomina rosca interior o tuerca o hembra (figura 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.

El roscado se puede efectuar con herramientas manuales o se puede efectuar en máquinas tanto taladradoras y fresadoras, como en tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas.

Los machos y terrajas son herramientas de corte usadas para mecanizar las roscas de tornillos y tuercas en componentes sólidos tales como, metales, madera, y plástico. Un macho se utiliza para roscar la parte hembra del acoplamiento (por ejemplo una tuerca). Una terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento (por ejemplo un perno).

En las industrias y talleres de mecanizado es más común roscar agujeros en el cual se atornilla un perno que crear el tornillo que se atornilla en un agujero, porque generalmente los tornillos se adquieren en las ferreterías y su producción industrial tiene otro proceso diferente. Por esta razón los machos están más a menudo disponibles y se utilizan más.

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.

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

Fondo o base. Es la sección inferior del filete, o sea, la mayor sección entre dos raíces adyacentes.

Cresta o vértice. Es la pequeña superficie superior del filete que une los dos flancos del mismo.

Flanco. Es la superficie del filete que une la cresta con la raíz.

Diámetro primitivo o del taladro o del núcleo. En una rosca cilíndrica, es el diámetro de un cilindro imaginario cuya superficie corta los filetes en puntos tales que resulten iguales al ancho de los mismos y al de los hoyos cortados por la superficie de dicho cilindro. En una rosca cónica, es el diámetro sobre un cono imaginario medido a una distancia dada desde un plano de referencia perpendicular al eje; la superficie del cono imaginario corta los filetes en puntos tales que resulten iguales al ancho de los mismos y el de los huecos cortados por la misma superficie.

Diámetro Mayor o Nominal o exterior (D). Es el diámetro más grande de un tornillo.

Diámetro Menor o de la raíz o interno (d). Es el diámetro más pequeño de un tornillo.

Profundidad de las Roscas (Pr). La distancia entre la cresta y la raíz (base del filete) medida perpendicularmente al eje.

Paso: Es la distancia desde un punto de un filete al punto correspondiente del filete siguiente, medida paralelamente al eje. Puede darse en milímetros en pulgadas o en función del número de filetes por pulgada, de acuerdo con las siguientes relaciones: Paso en pulgadas = 1/numero de filetes por pulgada; o bien Paso en milímetros = 25.4/numero de filetes por pulgada.

Angulo del filete o de la rosca. Es el ángulo formado por los flancos del filete, medido en el plano.

Numero de filetes. Es el número de filetes en una longitud determinada que casi siempre es una pulgada.

3.1.1 FORMA GEOMÉTRICA DE SISTEMAS DE ROSCAS.

Las roscas pueden ser interiores o exteriores según recubran la parte externa de un cilindro o el interior de un orificio también cilíndrico, respectivamente. Dos piezas que se rosquen la una en la otra, como el caso de un tornillo y su correspondiente tuerca, deberán tener, lógicamente, el mismo perfil paso y diámetro nominal de rosca.

Existen roscas a derechas o a izquierdas, aunque la más frecuente es la primera. Las roscas a izquierdas se emplean cuando por motivo de vibraciones o similares y para evitar el aflojamiento de la tuerca, como en cilindros de gas, bujes y en los cubrellamas o trompetillas de fusiles, sea oportuno prever una contratuerca. Existen también tornillos de rosca múltiple, utilizados cuando el paso pueda ser superior al normal.

Representación

Existen tres tipos de representación de roscas, son ellas la simbólica, la esquemática y la detallada.

Al dibujar roscas es muy importante dibujarlas lo más sencillo posible, la representación verdadera de una rosca de tornillo rara vez se usa en los dibujos de trabajo debido a que es poco práctico.

Sentido de la rosca. En función del movimiento relativo entre el tornillo y la tuerca, 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).

Usos. Las roscas triangulares se emplean en tornillos de fijación; el truncamiento del filete facilita las operaciones de desmontaje, pero por el contrario disminuye la estanquidad 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 cuando 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 estanquidad (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 en aquellos casos en los que la fuerza aplicada tenga un sólo sentido.

Las roscas redondas, a pesar de sus buenas cualidades mecánicas, se emplean 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.

Cabezas. El diseño de las cabezas de los tornillos responde, en general, a dos necesidades. Por un lado, conseguir la superficie de apoyo adecuada para la herramienta de apriete de forma tal que se pueda alcanzar 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

...