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Diseo Mecnico Captulo VII: Elementos de uniones roscadas

Ing. Csar A. Quispe Gonzles, M Sc. Pgina 97

CAPTULO VII - ELEMENTOS DE UNIONES ROSCADAS

7.1 TIPOS DE ELEMENTOS DE UNIONES ROSCADAS

El conjunto de piezas que constituyen una mquina, equipo o mecanismo se pueden mantener unidas mediante uniones desmontables o mviles y uniones permanentes y fijas.

Las uniones desmontables renen varias piezas de manera solidaria y forman con ellas una misma pieza; pero permiten, en todo momento, la separacin de las piezas unidas mediante una maniobra fcil que no deteriora los elementos que componen la unin, mientras que las uniones permanentes, no se pueden separar sin que se deteriore o destruya uno de ellos o bien el elemento de acople. stas uniones se pueden realizar con elementos roscados (pernos, tornillos, tuercas y arandelas) y no roscados (pasadores, acopladores, etc.). De todos estos tipos, lo ms usado en la industria y son las uniones roscadas debido a su amplia versatilidad y disponibilidad en el mercado.

El estudio de los elementos de unin roscados es de vital importancia, pues permiten el fcil montaje y desmontaje de piezas o elementos de maquinas, facilitando as el mantenimiento de los sistemas industriales, entre los que se encuentran principalmente los sectores automotriz y de la construccin de maquinaria en general.

Los elementos de unin roscada ms comunes son los pernos, tornillos, tuercas y arandelas, adems de una gama de accesorios que complementan estos elementos y que hacen posible el montaje de piezas mviles en un conjunto nico.

a) Tornillo.- Son elementos mecnicos roscados cuya funcin principal es la unin de dos o ms piezas entre s, que poseen un vstago roscado que se acopla en un agujero con rosca interna y una cabeza que ejerce presin sobre la unin, lo que garantiza la sujecin de las piezas. Tambin pueden ser utilizados para transmisin de fuerza y de movimiento.

b) Tornillo hexagonal: Es un dispositivo de fijacin mecnico con la cabeza en forma de hexgono, roscado exteriormente lo que permite insertarse en agujeros previamente roscados en las piezas.

c) Tuerca: Es un elemento roscado internamente que se utiliza para unir piezas con agujeros pasantes mediante el uso de otros elementos roscados externamente.

d) Perno.- El perno es un conjunto formado por un conjunto de tornillo y tuerca que poseen rosca de igual tipo y dimensiones. Cuando se ensamblan dos o ms piezas mediante un perno, stas deben tener un agujero pasante no roscado, ya que el unin de las piezas se produce por apriete al roscar la tuerca con el tornillo.

e) Perno hexagonal.- corresponde al conjunto de un tornillo y una tuerca hexagonales.

f) Arandelas.- Son piezas generalmente cilndricas con un agujero en su parte central que se emplean como apoyo de la tuerca o de la cabeza del tornillo. A su vez, cuando el material de la pieza es ms blando que el de la tuerca, protegen la pieza contra el deterioro causado por los sucesivos aprietes de aquella. Tambin se utilizan cuando la superficie de apoyo de la tuerca no es lisa o como elemento de seguridad para evitar que se aflojen las uniones roscadas.

Se debe indicar que, por lo general, algunas de ellas aumentan la superficie de apoyo que los pernos y las tuercas, lo cual es favorable para la unin.

g) Esprrago: Es un elemento que se puede generalizar como un tornillo y que posee rosca de diferente longitud en sus dos extremos, donde uno de ellos entra en una pieza roscada previamente y en el otro se coloca una tuerca, con el objeto de realizar una unin. El extremo roscado corto permanece atornillado en la pieza que se considera fija, mientras que en el otro extremo se atornilla la tuerca que conforma la unin.

En la Fig. 7.1 se muestran estos elementos roscados.



Figura 7.1 Esquema de las diferentes combinaciones de los elementos roscados.

7.2 PARTES Y GEOMETRA DE LOS TORNILLOS

Los trminos ms importantes utilizados en los elementos de unin roscados son los mostrados en la Fig. 7.2.

Figura 7.2 Nomenclatura de las partes de un perno.

La geometra de los tornillos es muy variada, pero la mayora tiene una serie de elementos comunes que los caracterizan y entre ellos se puede citar:

Rosca: Es una serie de filetes (picos y valles), helicoidales de seccin uniforme, formados en la superficie de un cilindro.

Filete: Es un hilo en forma de espiral de la rosca de los elementos roscados. Dimetro nominal: Es le dimetro exterior o mayor de la rosca. Se utiliza comercialmente para

la identificacin de los elementos de tornillera. rea de esfuerzo de traccin: Es el rea correspondiente a un circulo imaginario, cuyo

dimetro es el de una barra sin roscar, la cual posee el mismo esfuerzo que el elemento roscado. Cuerpo: Es la porcin no roscada de un tornillo. Cabeza: Es la forma limitada dimensionalmente, llevada a efecto en uno de los extremos del

tornillos, cumpliendo la funcin de proveer una superficie de apoyo y permitiendo adems el acople con herramientas. La cabeza es la parte del tornillo que se utiliza para su manipulacin, bien manual o con ayuda de una herramienta (destornillador, llave plana, llave de boca, llave corona, llave allen, llave inglesa, llave francesa, ratcher, etc.). Puede adoptar diferentes formas (prismtica, cilndrica, tronco-cnica, etc.) cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas; no obstante, el tornillo con cabeza de forma hexagonal es de uso general. Los diversos tipos de cabeza se muestran en la Fig. 7.3



Figura 7.3 Diferente tipos de cabezas de tornillos.

En las cabezas de tornillos de forma prismtica, para una mayor facilidad de manejo y conservacin, se eliminan los vrtices de las caras externas por medio de un mecanizado, denominado biselado, que consiste en un torneado cnico a 120. Este biselado origina unas aristas hiperblicas en las caras de la cabeza del tornillo, aunque, al realizar su representacin, se pueden aproximar en forma de arcos de circunferencia (Fig. 7.4).

Figura 7.43 Biselado de vrtices en cabezas de tornillos de forma prismtica.

Altura de la cabeza o de la tuerca: Es la distancia comprendida entre la parte superior de la cabeza del tornillo (o tope de la tuerca) hasta la superficie de contacto o apoyo, medida paralelamente al eje del tornillo (o de la tuerca).

Arandela estampada de cabeza o de tuerca: Es una superficie circular en relieve estampada en la superficie de contacto o apoyo, de la cabeza o de la tuerca.

Pestaa de la cabeza o de la tuerca: Es una porcin de material de rea circular sobresaliente del cuerpo de la cabeza o de la tuerca, formando un ngulo de unin y utilizada como superficie de apoyo.

Entrecara de la cabeza o de la tuerca: Es la distancia medida perpendicularmente al eje del tornillo (o de la tuerca) a travs de los lados opuestos.

Entrearistas de la cabeza (o de la tuerca) : Es la distancia medida perpendicularmente al eje del tornillo desde la intercepcin de los lados consecutivos de la cabeza ( o de la tuerca ) hasta la intercepcin opuesta situada a 180 de la primera.

Empalme: Son los puntos de unin entre la cabeza y el cuerpo del tornillo.



Radio de empalme: es el radio que origina la curvatura de unin entre el cuerpo y la cabeza del tornillo.

Vstago: Es la porcin comprendida ente la superficie de apoyo de la cabeza y el extremo del tornillo. Es de forma cilndrica, estando roscado por el exterior en toda su longitud o parte de ella, para poder atornillar en la correspondiente rosca interna.

Longitud: Es la distancia medida sobre los ejes del tornillo, desde la superficie de apoyo de la cabeza hasta el extremo.

Longitud de la rosca: Es la distancia medida paralelamente al eje del tornillo, desde su extremo hasta el ltimo filete completo de la rosca.

Chafln: Es el ngulo formado por un plano secante que pasa por la cabeza o por el extremo del tornillo y, el plano longitudinal de simetra.

Extremo de tornillo.- Es el extremo libre del vstago. Este extremo ofrecera un borde cortante al inicio del filete de la rosca; adems, sera muy susceptible de daarse al recibir un golpe o al iniciar su penetracin en la rosca de la tuerca. Para evitar estos inconvenientes, el citado extremo libre se mecaniza, formando un chafln cnico de 90 o abombado. Adems de estas formas bsicas, el extremo o punta puede adoptar diferentes configuraciones, de acuerdo a la Norma DIN 78, lo que se muestra en la Fig. 7.5.

Figura 7.5 Diferentes tipos de extremos de tornillos.

Smbolo para identificacin: Es la marca estampada en el tope de un tornillo o de una tuerca. Grado o calidad: Es la designacin utilizada para identificar el materia del tronillo, y es

proporcional a su resistencia. Marcacin: Es la identificacin que se le hace a los tornillos y tuercas de acuerdo a su grado o

calidad.

7.3 LONGITUD DEL VSTAGO

La longitud del vstago de los pernos y tornillos depende del sistema de diseo empleado, as como del intervalo de longitud del mismo vstago.

La longitud roscada tambin es un elemento importante de los pernos y tornillos y generalmente dependen del diseo y la necesidad de montar una arandela y tuerca para completar la unin apernada. A continuacin se presentan las correlaciones de estas medidas en cada serie.

La longitud del vstago debe cumplir con las siguientes recomendaciones:



SERIE MTRICA:

2 6 1252 12 125 2002 25 200

T

d mm L mmL d mm L mm

d mm L mm

+

= + <

SERIE UNIFICADA:

2 1 4 62 1 2 125 6T

d plg L plgL

d plg plg+

= + >

En la Fig. 7.6 se muestran estas longitudes bsicas.

Figura 7.6 Designacin de la longitud roscada

7.4 SELECCIN DEL TIPO DE ROSCA

Para la seleccin del tipo de rosca deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

a) La concentracin de carga y por ende los esfuerzos es menor en la rosca de paso basto que en la rosca de paso fino.

b) La rosca de paso basto posee mayor resistencia y puede aplicrsele un par de torsin mayor, asegurando con ello un ensamblaje ms resistente y econmico.

c) El acoplamiento es mejor en la rosca de paso basto, porque sus filetes son mas profundos y poseen mayor superficie de contacto que en el caso de la rosca de paso fino.

d) La rosca de paso basto es menos delicada y por consiguiente un elemento fabricado con dicha rosca requiere un menor cuidado en su manejo.

Todas las caractersticas anteriores permiten efectuar las recomendaciones siguientes:

Utilizar la Rosca de paso basto por su mayor resistencia y economa. En caso de requerirse una rosca de paso fino como caracterstica indispensable los

elementos roscados deben ser cuidadosamente seleccionados.

7.5 GRADOS DE RESISTENCIA DE LOS PERNOS Y TUERCAS

Los grados de pernos y tuercas de acuerdo a diferentes estndares se muestran en la Tabla 7.1.

Un prrafo especial merecen los pernos de alta resistencia. Los pernos de alta resistencia estn especificados bajo las normas ASTM A325 y A490. El perno A325 es fabricado bajo tratamiento trmico y con acero temperado de medio carbono, el perno A490 es de acero de baja aleacin y templado, tiene propiedades mecnicas ms altas que el A325.

Los perno A325 poseen una resistencia mnima a la tensin de 120 ksi para dimetros de - 1 y de 105 ksi para dimetros de 1 1/8 1 1/2. El perno A490 tiene una resistencia mnima a la tensin entre 150 170 ksi para dimetros de - 1 .

Las tuercas que se utilizan conjuntamente con los tornillos de alta resistencia estn bajo la normativa ASTM A563 grado C para los pernos A325, mientras que la tuerca ASTM A563 grado DH



es la recomendada a usarse con los pernos A490, de igual manera que los pernos existen tuercas de tipo 1 y 3.

El tipo de arandelas que se utilizan en el conjunto con los pernos de alta resistencia estn bajo la especificacin ASTM F436 y su funcin fundamental es la de aportar una superficie endurecida no abrasiva bajo la cabeza del tornillo o la tuerca de trabajo pesado. Las arandelas tienen la finalidad de proteger la superficie exterior del material juntado a fin de evitar las consecuencias del desgaste de este material por el giro de la tuerca en la instalacin con el perno, adems de optimizar la fuerza de sujecin en la instalacin del perno y para proporcionar superficies de dureza consistentes.

Tabla 7.1 - Grados de resistencia para pernos



7.6 DESIGANCIN DE LOS PERNOS Y TORNILLOS

La designacin de los pernos y tornillos depende del sistema empleado durante el diseo. Generalmente, estos pueden designarse a travs de los dos sistemas ms usados:

a) Sistema Americano UN: El esquema de designacin se muestra en la Fig. 7.7:

Figura 7.7 - Designacin de un perno o tornillo segn el sistema americano.

b) Sistema Internacional SI: Su esquema de designacin se muestra en la Fig. 7.8:

Figura 7.8 Designacin de un perno o tornillo segn el sistema internacional



7.7 TIPOS DE TUERCAS Y SU DESIGNACIN

Las tuercas pueden adoptar diferentes formas (prismtica, cilndrica, etc.), cada una de ellas para unas aplicaciones determinadas; no obstante, la tuerca hexagonal es de uso general.

Al igual que en los tornillos, en las tuercas que presentan una forma prismtica (hexagonales y cuadradas), se eliminan los vrtices de las caras externas por medio de un biselado a 120.

Bsicamente la designacin de una tuerca incluye los siguientes datos: tipo de tuerca segn su forma, designacin de la rosca y norma que la define.

a) Tuerca hexagonal DIN 934.- Se emplean en uniones atornilladas que requieren un gran apriete. En la Fig. 7.9 se muestran las vistas ortogonales y la representacin en corte de una tuerca hexagonal. Su designacin sigue el siguiente ejemplo: Tuerca hexagonal M12 DIN 934.

Figura 7.9 Tuerca hexagonal

b) Tuerca hexagonal almenada DIN 935.- La tuerca almenada est compuesta en su cara exterior por una serie de ranuras radiales, para poder colocar un pasador antigiro de bloqueo que evite que se pueda aflojar el mecanismo durante su funcionamiento (Fig. 7.10). Es muy comn utilizarla en el anclaje de ejes de transmisin. Ejemplo de designacin: Tuerca hexagonal almenada M30 DIN 935.

Figura 7.10 - Tuerca hexagonal almenada DIN 935

c) Tuerca hexagonal autoblocante con elemento de seguridad no metlico DIN 985.- Son tuercas hexagonales de acero que llevan incorporada una arandela de fibra dura vulcanizada, que asegura la inmovilizacin de la tuerca una vez apretada sta (Fig. 7.11). Ejemplo de designacin: Tuerca hexagonal autoblocante M12 DIN 985.

Figura 7.11 - Tuerca hexagonal autoblocante con elemento de seguridad no metlico.



d) Tuerca hexagonal autoblocante con elemento de seguridad metlico DIN 980.- Son tuercas hexagonales de acero que poseen un elemento metlico de inmovilizacin por friccin que impide que se suelten las tuercas. Este elemento de seguridad est montado suplementariamente en la parte de fijacin de la tuerca (Fig. 7.12). Ejemplo de designacin: Tuerca hexagonal autoblocante M16 DIN 980.

Figura 7.12 - Tuerca hexagonal autoblocante con elemento de seguridad metlico.

e) Tuerca cuadrada DIN 557.- Se emplean en uniones atornilladas con gran apriete, permitiendo montajes y desmontajes frecuentes. La representacin normalizada de una tuerca cuadrada se muestra en la Fig. 7.13. Su designacin es Tuerca Cuadrada M 24 x 2

Figura 7.13 - Tuerca cuadrada

f) Tuerca mariposa DIN 315.- Son tuercas que poseen dos alas que se proyectan hacia arriba y que permiten su manipulacin manual (Fig. 7.14). Es til cuando una de las piezas que forman la unin debe retirarse o substituirse con frecuencia. Su designacin es: Tuerca mariposa M14 DIN 315.

Figura 7.14 - Tuerca mariposa.

g) Tuerca ciega DIN 1587.- Son tuercas cuya base tiene forma de hexgono y su parte superior forma una cpula. Se emplean para cubrir el extremo de un tornillo evitando el deterioro del mismo (Fig. 7.15). Ejemplo de designacin: Tuerca ciega M8 DIN 1587.

Figura 7.15 - Tuerca ciega.



7.8 TIPOS DE ARANDELAS Y SU DESIGNACIN

Son elementos de forma de seccin circular hueca. El agujero central es relativamente un poco mayor que el del perno. Ayuda a aumentar la superficie de apoyo, adems de servir para no maltratar los otros elementos de la unin roscada (perno y tuerca). Es el elemento ms barato de la unin roscada.

A continuacin se presentan las representaciones y la designacin de algunos de los tipos de arandelas ms utilizadas. Cabe destacar que la designacin debe ir acompaada de la norma que define el tipo de arandela.

a) Arandela plana DIN 125 A.- Se emplean como asiento tuercas, de cabezas de tornillos y pasadores (Fig. 7.16). Se designan mediante el dimetro del agujero interno d, por ejemplo: Arandela plana A 10.5 DIN 125.

Figura 7.16 - Arandela plana

b) Arandela plana biselada DIN 125 B.- se designan por el dimetro del tornillo d. (Fig. 7.17). Por ejemplo: Arandela plana B 15 DIN 125.

Figura 7.17 - Arandela plana biselada.

c) Arandela elstica (resorte) o Grover DIN 127.- Se utilizan para la inmovilizacin de tuercas y tornillos con gran eficacia, gracias a la elasticidad de la arandela (Fig. 7.18). Se designan por la forma de los extremos (A: extremos punzantes o B extremos lisos) y el dimetro interno del agujero. Ejemplo de designacin: Arandela elstica B 5.1 DIN 127.

Figura 7.18 - Arandela elstica o Grover.

d) Arandela de seguridad con solapa DIN 93.- Permiten la inmovilizacin de las tuercas con forma prismtica y tornillos con cabeza prismtica, apoyando la solapa sobre la pieza y



abatiendo la arandela sobre una de las caras de la tuerca o tornillo (Fig. 7.19). Se designan por el dimetro interior del agujero, por ejemplo: Arandela de seguridad con solapa 21 DIN 93.

Figura 7.19 - Arandela de seguridad con pestaa.

e) Arandela elstica de dentado alternado DIN 6797.- Se emplean para inmovilizar tuercas y tornillos gracias a la elasticidad de los dientes unida a la incrustacin de las aristas en la tuerca o cabeza de la pieza (Fig. 7.20). Se designan por la forma de la arandela (A: dentado externo J: dentado interno), seguida del dimetro interior del agujero, por ejemplo: Arandela elstica de dentado alternado A 5.3 DIN 6797.

Fig. 7.20 - Arandela elstica de dentado alternado

7.9 ESPRRAGOS: TIPOS Y DESIGNACIN

Los esprragos son tornillos sin cabeza que van roscados en sus dos extremos con diferente longitud rocada, entre los cuales, hay una porcin de vstago sin roscar. El extremo roscado corto permanece atornillado en la pieza que se considera fija, mientras que en el otro extremo se atornilla la tuerca que proporciona la unin. En la Fig. 7.21 se muestra una unin con esprrago y las construcciones tpicas de este elemento.

Figura 7.21 Unin con esprrago y geometra tpica.

Se emplean principalmente para asegurar piezas acopladas, que no deban desplazarse longitudinalmente ni girar, no habiendo espacio suficiente para disponer la cabeza de un tornillo. La longitud del extremo atornillado es inversamente proporcional a la resistencia del material de la pieza.



La longitud de la parte alojada se diferencia por terminar en chafln y generalmente, es una funcin del dimetro de la rosca y del material donde se va a alojar. As, para el caso de elementos de hacer, la longitud de alojado es igual al dimetro, para el caso de fundicin, la longitud es de 1.5 veces el dimetro y para otros metales (metales blandos) es de 2.5 el dimetro.

El esprrago se acota con su longitud total, incluyendo los abombados que pueda tener en los extremos y la parte til, una vez introducido el encaje en su alojamiento.

La designacin de un esprrago incluye los siguientes datos: tipo de esprrago, designacin de la rosca, longitud nominal y norma que lo define. Al igual que los tornillos, a los datos anteriores se puede aadir otros, referentes a la resistencia del material, precisin, etc. Se considera como longitud nominal de un esprrago, la parte del vstago que sobresale despus del atornillado (Fig. 7.22). Por ejemplo: Esprrago M 12 x 50 DIN 938. Otra forma, de designacin: ESPRRAGO M 24 x longitud til x longitud roscada.

Figura 7.22 - Acotacin de la longitud nominal de diferentes tipos de esprragos.

Existen diferentes tipos de esprragos, cada uno de ellos para unas aplicaciones determinadas. Unos estn roscados en toda su longitud, otros disponen de una parte del vstago sin roscar. Para facilitar su manipulacin con ayuda de una herramienta, pueden disponer en uno de sus extremos de una ranura o de un agujero de seccin hexagonal embutido. Se suelen utilizar para asegurar la posicin de piezas despus del montaje.

Otro tipo de esprragos se caracteriza por presentar una parte de su longitud no roscada doblada, segn diferentes formas, y de este modo facilitar su empotramiento en cualquier tipo de cimentacin de hormign. Se utiliza para el anclaje de maquinaria, armarios, bculos, postes, etc., A sus bases de cimentacin (Fig. 7.23).

Figura 7.23 Tipos de esprragos.

7.10 REPRESENTACIN GRFICA DE LAS UNIONES ROSCADAS.

En las uniones perno y tuerca, el perno pasa a travs de todos los elementos o piezas a unir, y en su extremo roscado se monta una arandela y luego se enrosca la tuerca. En la estructura de esta unin roscada estndar intervienen: el perno, la tuerca y la arandela. En la Fig. 7.24 se muestra los dibujos a detalle (a), simplificado (b) y condicional de una unin roscada perno-tuerca.



a) b)

c)

Figura 7.24 Representacin de una unin con perno y tuerca: a) detallada, b) simplificada, c) condicional.

Una unin con perno sin tuerca sirve para unir dos o ms piezas (elementos) cuando el perno pasa a travs de los agujeros de estas piezas y se enrosca en el elemento base. En la estructura de este tipo de unin roscada estndar solo intervienen un perno y una arandela. El agujero que alojar el perno puede ser ciego, lateral atravesado. En este caso, la profundidad del roscado del perno toma un valor aproximadamente igual al que se utiliza en el roscado de esprragos, o sea, para aceros, la profundidad es igual al dimetro, para fundicin de hierro igual a 1.5 veces el dimetro y para materiales blandos igual a2.5 veces el dimetro d .

Para el caso de uniones con esprragos, la estructura de la unin requiere: un esprrago, una tuerca, una arandela y las piezas a unir. En la Fig. 7.25 se representa la unin con esprrago detallada (a), simplificada (b) y condicional (c)

a) b)

c)

Figura 7.25 - Representacin de una unin con esprrago: a) detallada, b) simplificada, c) condicional.

Las medidas para la construccin simplificada de las uniones roscadas y sus elementos (perno, tuerca, y esprrago) se muestran en la Fig. 7.26. En este grfico, si es necesario representar la medida del agujero pasante de las piezas, sta debe ser igual a 1.1 d .



2d

2.2d

2d

d

0.8

d

0.7d

(0.2

5 0.

5) d

0.15

d

1.73

d

0.85 d

Figura 7.26 Medidas recomendadas para la construccin de la representacin simplificada de una unin empernada.

En la Fig. 7.27 de la derecha, se ilustra las tres vistas principales de una unin empernada. El acotado de esta unin slo lleva a la longitud del perno y la designacin del dimetro y rosca. En la misma figura, a la izquierda, se muestra una unin con esprrago y sus principales medidas de acotacin.

M8x1

25

a)

d

M 22

24 70

l 2 =

l 1

+ 0.

5 d

b)

Figura 7.27 Representacin grficas de una unin empernada en tres vistas principales y su dimensionado (derecha) y de una unin con esprrago (izquierda)

En la Fig. 7.28 se muestra dos uniones diferentes con tornillos, as como sus principales medidas de acotacin.



a) b)

120

d0

d

c x 45

H

l 1

c x 45

l 0

l 0.

5 d

Fig. 7.28 Unin con tornillos y su acotacin, y sus medidas en funcin del dimetro..

7.11 TECNOLOGA DE LOS ELEMENTOS ROSCADOS

Las roscas mtricas, de una sola entrada, trapeciales, de tubo cilndrico, de tubo cnico, cnico en pulgadas con ngulo del perfil de la rosca iguala 60 tienen elementos tecnolgicos, que estn relacionados con la entrada y salida de la rosca, siendo entre ellas los siguientes: desviacin (excentricidad), longitud de no roscado, ranura y chafln (Fig. 7.29).

Figura 7.29 Elementos constructivos para el tallado de roscas.

Chafln para las roscas.- Los chaflanes en los vstagos y agujeros roscados (a excepcin de las roscas mtricas) tiene forma de cono truncado con ngulo de cono igual a 90 y una altura z . (a veces tambin designado como c ).

Los chaflanes en roscas mtricas exteriores tienen un ngulo con vrtice de cono igual a 90 y el dimetro dado es igual a la base del cono (Fig. 7.29 izquierda). Los chaflanes en roscas mtricas interiores, generalmente tienen un ngulo de cono de 120 (dado por el ngulo de cono de la broca) y el dimetro dado es mayor que la base del cono truncado (Fig. 7.29 derecha).

Los chaflanes se dibujan solo en las proyecciones paralelas al eje de la rosca o en secciones del plano que pasa a travs del eje de la rosca. En proyecciones sobre los planos perpendiculares al eje de la rosca, los chaflanes no se representan.

La forma y medidas de los chaflanes para roscas mtricas exteriores elementos de sujecin estn normadas en tablas especiales y dependen generalmente del paso p . Es comn aceptar que z p . Otra recomendacin, toma como medida determinante en roscas exteriores, el dimetro exterior de la rosca d . La forma y medida de los chaflanes para roscas mtricas interiores estn determinadas por el dimetro de la rosca D .

Ranuras para roscas.- En el caso de roscas interiores ciegas, las ranuras se hacen en el extremo final de los agujeros con el fin de que el elemento (til o herramienta) que fabrique la rosca pueda entrar libremente y no se encuentre con material durante la operacin. Este procedimiento permite



obtener una rosca con perfil completo por toda la longitud agujero roscado. En este caso, el dimetro de la ranura fd debe ser mayor que el dimetro interior de la rosca d (Fig. 7.29 derecha). Generalmente se acepta 2fd d p + . En dibujos a detalle de los elementos a unir, las ranuras se representan de forma simplificada y suplementariamente, en el dibujo se inserta una vista con un dibujo detallado de los elementos de diseo a una escala ampliada.

Similar procedimiento se emplean para roscas exteriores. En este caso, el dimetro de la ranura fd es menor que el dimetro de la rosca exterior d , aceptndose 2fd d p

La forma y las medidas de las ranuras de la rosca exterior e interior (durante la operacin de tallado de las roscas) ests normadas, siendo que todos los elementos de diseo estn en funcin de un parmetro principal, que en este caso particular, sirve el paso de la rosca p . Para la amplitud de la ranura f se acepta que esta sea igual a 3f p=

En la Fig. 7.30 se muestra la operacin tecnolgica del tallado de ranuras para roscas interiores (izquierda) como para roscas exteriores (derecha)

Cuchilla

Ranura interior

a) b)

Cuchilla

Ranura exterior

Figura 7.30 Tecnologa del tallado de ranuras.

7.12 RECOMENDACIONES PARA LA SIMPLIFICACIN DE LAS UNIONES ROSCADAS.

Simplificacin de uniones con pernos.- Durante la etapa de diseo de las uniones empernadas (con perno y tuerca), las medidas del perno, tuerca y arandela no son tomadas directamente de las medidas reales de fabricacin. En planos, dibujos, con el fin de economizar tiempo, se recomienda tomar las medidas del perno, tuerca y arandela en funcin de su dimetro y longitud del vstago. Las medidas restantes generalmente se determinan bajo las correlaciones condicionales de los elementos del perno y tuerca, en dependencia del dimetro de la rosca (Fig. 7.31).

Figura 7.31 Representacin simplificada de la unin con perno.



Las convenciones del dibujo consideran las simplificaciones y las representaciones convencionales de los elementos de sujecin en dibujos de montaje.

En los dibujos simplificados la rosca se muestra no en toda la longitud del perno de sujecin. De igual manera, los chaflanes (biseles) y radios de redondeo, as como los huelgos entre el vstago del elemento roscado y los agujeros del elemento a unir no se representan. En vistas, obtenidas por las proyecciones hacia los planos, perpendiculares al eje de la rosca, la rosca tallada en el vstago se muestra como una circunferencia la cual corresponde al dimetro exterior de la rosca. En estas mismas vistas no se representa la arandela, utilizada en la unin (Fig. 7.31).

Simplificacin de la unin con esprrago.- En la ejecucin de dibujos y planos de montaje que utilizan uniones con esprragos se recomienda que al igual que la unin empernada, se utilice las correlaciones condicionales entre el dimetro de la rosca d y las medidas de los elementos de la tuerca y de la arandela. La longitud 1l del terminal roscado se elige en dependencia del material sobre el cual se va a enroscar el esprrago (Fig. 7.32).

Figura 7.32 - Representacin simplificada de unin con esprrago.

Simplificacin de la unin con tornillo.- En las uniones con tornillos, al igual que en las uniones con esprragos, la parte roscada del tornillo se enrosca en el agujero roscado del elemento a unir. Los lmites de la rosca del tornillo deben ser un poco mayor que la lnea que representa la separacin de los elementos a unir. En los agujeros de los elementos superiores no existe rosca alguna y debe existir un huelgo (luz) entre el agujero y el vstago del tornillo Fig. 7.33).

Figura 7.33 Representacin simplificada de unin con tornillo.

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