ROSCADO

     Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.

   El roscado puede ser realizado con herramientas manuales o máquinas herramientas como: taladrora, fresadoras y tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas, que son herramientas de corre utilizadas para crear las roscas de tornillos y tuercas en metales, madera y plástico.  El macho se utiliza para roscar la parte hembra mientras que la terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento. El macho también puede utilizarse para roscado a máquina. Si se necesita producir grandes cantidades de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación según el material con que esté construido.

CARACTERÍSTICAS

     Las roscas difieren según la forma geométrica de su filete. Según esta característica pueden ser roscas triangulares, cuadradas, trapezoidales, diente de sierra, entre otros. La distancia entre dos filetes sucesivos se denomina paso y está normalizado según el sistema de rosca que se aplique. Estos sistemas pueden ser:

• Rosca Métrica
• Rosca Whitworth
• Rosca Seller
• Rosca Gas
• Rosca SAE
• Rosca UNF
• Roscas BSP y NTP

     Otras características de las roscas son el ángulo de la hélice y los diámetros, que puede ser tanto interior (o de fondo) como medio (o de flanco).

ROSCADO MANUAL

     El roscado manual puede realizarse por medio de un macho o de una terraja. El macho es una herramienta de corte con la que se hacen roscas en la parte interna de agujeros, generalmente en una pieza metálica o de plástico.

     Ambas herramientas deben tener un diámetro específico y un paso de rosca establecido por algún sistema de rosca. El proceso del roscado a mano se realiza aplicando tres machos en forma sucesiva. El primer macho posee una entrada larga cónica y carece de dientes. Se utiliza para comenzar y guiar la rosca. El siguiente se utiliza para desbastar la rosca y el último acaba y calibra la rosca. También se puede emplear como macho de máquina.

     El roscado manual se utiliza en mantenimiento industrial y mecánico para repasado de roscas, en instalaciones y montajes eléctricos, entre otros. El roscado industrial o en serie se realiza en cambio con machos de roscar a máquina. Hay cuatro tipos principales: macho con canal recto, macho con canal helicoidal a derechas y macho con canal helicoidal a izquierdas y corte a derechas. Este último se utiliza para roscar agujeros con un corte interrumpido (por ejemplo: chaveteros longitudinales, agujeros transversales). La viruta va en dirección del avance del macho evitando quedarse atrapada entre las paredes del orificio y los dientes del macho. Finalmente, el macho recto con entrada corregida se utiliza en agujeros pasantes. La viruta es impulsada hacia adelante.

     Por su parte, la terraja de roscar es una herramienta manual de corte que se utiliza para el roscado manual de pernos y tornillos. Existe una terraja para cada tipo de tornillo normalizado de acuerdo a los sistemas de roscas vigentes. Las terrajas pueden accionarse con la mano o montarse en un portaterrajas o brazo bandeador, que facilita aplicar la fuerza y el giro para formar la rosca deseada.

      

ROSCADO EN MÁQUINA

• Fresadora

     Cuando se requiere que alguna rosca sea muy precisa se rectifica con rectificadoras en centros de mecanizado (CNC), que permiten realizar perfiles de todos los sistemas de roscado y además tienen una gran precisión pues son máquinas dirigidas por un software al que un operador le añade parámetros, disminuyendo costos y simplificando la labor.

     El fresado de roscas permiten roscar materiales de mayor dureza y desarrollar velocidades de corte y avance muy superiores al roscado con macho. También puede realizar varias operaciones en los orificios, comotaladrar un orificio, hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y ranurar el final de la misma. Puede hacer que la rosca llegue más cerca del fondo de un orificio ciego, e incluso roscar agujeros de diferentes dimensiones en la misma pieza.

     Un macho solo puede producir el sentido de la rosca derecho o izquierdo que ha sido tallado en la herramienta. Pero la fresadora puede producir roscas en ambos sentidos cambiando la programación CNC. El control de las virutas mejora mucho con el fresado de roscas. Además la fresa de roscar se puede ajustar radialmente para conseguir una tolerancia distinta de la teórica o para alargar la vida de la herramienta.

• Torno

     El torneado de roscas se realiza frecuentemente en tornos CNC, con herramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado el perfil de la rosca que se trate de mecanizar. Los intervalos de avance de la máquina deben coincidir con el paso de las mismas, lo que se logra con la programación de los tornos CNC. El torneado con plaquitas intercambiables se realiza haciendo varias pasadas de corte a lo largo de toda la longitud de la rosca, dividiendo la profundidad total de la rosca en pequeñas pasadas.

• Roscado por Laminación

     Cuando se requieren producir grandes cantidades de piezas roscadas se recurre a la laminación en lugar del arranque deviruta. En este método las fibras del material no son cortadas sino desplazadas. Esto reduce el tiempo de fabricación, extendiendo la durabilidad de las herramientas, además de reducir los sobrantes de material.

     El roscado por laminación se puede realizar en varios tipos de tornos, centros de mecanizado y tornos CNC. Aquí se toma en cuenta el diámetro de los flancos de la rosca. Las características mecánicas y funcionales de los tornillos con rosca métrica, cementados y revenidos se encuentra en la norma UNE-EN ISO 7085:2000.

GESTIÓN ECONÓMICA DEL ROSCADO

     La suma del coste de la materia prima de una pieza, el coste del proceso de mecanizado y el coste de las piezas fabricadas de forma defectuosa constituyen el coste total de una pieza. El desarrollo tecnológico permite obtener la mayor calidad posible de los componentes al menor coste tanto de la materia prima como del mecanizado. Para reducir costes se consiguen materiales blandos que luego del mecanizado son endurecidos por tratamientos térmicos que incrementan su dureza y resistencia, entre otras propiedades mecánicas.

     También se reducen costos con mejores herramientas de mecanizado que mejoran las condiciones tecnológicas del mecanizado (por ejemplo, más revoluciones de las herramientas de roscar o mayor duración de su filo).

     El control numérico redujo el índice de piezas defectuosas casi erradicando el roscado manual. Esto se aplica por ejemplo en la fabricación de tornillos y tuercas estandarizadas porque en muy poco tiempo se puede producir una gran cantidad de piezas con muy buena calidad y a bajo precio. No ha sido igual con el roscado de agujeros, tanto ciegos como pasantes, porque antes del roscado se debe taladrar el agujero y debe coincidir con las características de la rosca.

VERIFICACIÓN Y MEDICIÓN DE ROSCAS

     Las roscas pueden medirse o verificarse en forma directa o indirecta. Para la medición directa se utilizan generalmente micrómetros con puntas adaptadas que son introducidas en el flanco de las roscas. También puede introducirse un juego de varillas para medir los diámetros medios.

     Para la medición indirecta de las roscas se utilizan varios métodos, como las galgas, que están compuestas de dos partes que permite medir tanto las roscas macho como hembras. Otro tipo de galgas es un juego de plantillas que presentan los pasos de rosca de los diferentes sistemas. En laboratorios de metrología también se usan los proyectores de perfiles, que permiten verificar roscas de precisión.

                     

FALLOS Y DEFECTOS DE LAS ROSCAS

     Las roscas pueden presentar varios defectos. El primero está asociado con su cálculo y diseño. Pueden no haber sido seleccionadas adecuadamente las dimensiones de la rosca, el sistema adecuado y el material adecuado. Esto produce el deterioro prematuro o incluso súbito del apriete.

     La rosca también puede deteriorarse por corrosión u oxidación, lo que produce la pérdida de presión de apriete y podría originar una avería porque se afloje el conjunto. Adicionalmente, si el apriete supera el par de apriete límite del elemento roscado, puede ocasionarse una laminación del componente más lábil del par.

UNIÓN ENTRE PIEZAS

     En la mayoría de los casos, las máquinas, herramientas, útiles y mecanismos están compuestos por varias piezas unidas entre sí para cumplir su función. 

Tipos de uniones

Las uniones pueden ser de dos tipos:

• Desmontables: permiten separar las piezas con facilidad, sin romper el medio de unión ni las propias piezas.
• Fijas o no desmontables: se realizan con piezas cuyo desmontaje no se prevé durante la vida útil de la máquina o estructura o, en otros casos, por seguridad o exigencia del diseño. Para la separación de las piezas necesitamos romper el elemento de unión o, en muchos casos, deteriorar alguna de las piezas.

Uniones Desmontables

- Elementos Roscados

     Los elementos roscados por excelencia son los tornillos y las tuercas, cuya utilización es muy común en todo tipo de máquinas y mecanismos, con una gran variedad de formas y tamaños. Los más comunes son:

• Tornillo Pasante y Tuerca

Un tornillo es un cuerpo cilíndrico con una cabeza en un extremo para su enroscado; el otro extremo sirve para encajar mediante esfuerzos de presión y giro, en una tuerca o en un hueco roscado. Las tuercas tienen el roscado por el interior. La cabeza del tornillo y la tuerca suelen ser hexagonales, aunque pueden tener otras formas. En definitiva, los tornillos constan de dos partes

- Cuerpo: o elemento de unión, que está roscado.

- Cabeza: o elemento de apriete.

• Tornillos de Unión

     Son tornillos semejantes a los anteriores, pero se diferencian en que una de las piezas tiene el agujero roscado, por lo que no se necesita tuerca. Este tipo de unión se utiliza, generalmente, sobre piezas metálicas de un considerable grosor donde practicar el agujero roscado. Un caso particular son los tirafondos, que se utilizan frecuentemente para unir entre sí piezas de madera, proporcionándoles una unión más segura que los clavos.

•  Espárrago

     Es una varilla roscada por ambos extremos con la parte central sin roscar. Se suelen fijar en piezas metálicas grandes o costosas, donde se unen otras más simples que se van a desmontar con cierta regularidad durante la vida del mecanismo. Con ello se consigue que si durante el montaje o desmontaje se deteriora algún elemento, éste sea el espárrago y nunca la rosca de la pieza base. Para llevar a cabo el montaje y desmontaje de un espárrago se coloca una tuerca fijada mediante una contratuerca, haciendo girar ambas simultáneamente mediante llaves de tubo.

• Prisioneros

     Son pequeños tornillos que se enroscan en una pieza, traspasándola y alojándose en un hueco de otra segunda. De esta forma se evita que una pieza pueda girar o desplazarse longitudinalmente respecto a la otra.

• Elementos auxiliares: las arandelas

     Las arandelas son elementos auxiliares que resultan imprescindibles en muchas aplicaciones que emplean tornillos. Una arandela es una corona o anillo metálico que se usa para evitar el roce de las piezas entre las que se coloca y asegurar su inmovilidad.

•  Pernos

     Son elementos roscados que unen varias piezas sirviendo de elemento de articulación o giro, apoyo o anclaje entre las mismas. Dependiendo de la función que realicen reciben distintos nombres:

- Pernos de apoyo

- Pernos de articulación

- Pernos de anclaje

• Pasadores

     Son piezas de forma cilíndrica o cónica que sirven para sujetar elementos de máquinas que van a estar juntos. Los pasadores no están preparados para transmitir grandes esfuerzos. Es más, a veces interesa que se rompan para evitar averías mayores. Ejemplo: pasadores de la cadena de una bicicleta (mantienen unidos los eslabones de la cadena).

• Chavetas

     Son unas piezas prismáticas en forma de cuña de acero que se interponen entre dos piezas para unirlas y transmitir un esfuerzo entre ellas. Para ello es necesario realizar, previamente, un chavetero (ranura) en ambas piezas donde se introduce una chaveta. Las chavetas pueden ser transversales o longitudinales, según su colocación.

•  Lengüetas

     Al igual que las chavetas, son piezas prismáticas de acero que se fijan al chavetero , por medio de tornillos o mediante una forma especial (lengüetas de disco). Las lengüetas permiten el desplazamiento longitudinal de una pieza respecto de la otra ya que no están sujetas, pero no permiten el giro axial.

• Guías

     Son piezas que se emplean en las máquinas y en otros aparatos para permitir que una pieza se desplace en una dirección determinada con respecto a otra que se encuentra fija.

• Ejes Estriados

     Sobre una superficie cilíndrica, interior o exterior, se realizan una serie de ranuras ,cuya finalidad es transmitir grandes esfuerzos de giro entre dos piezas que encajan entre sí.

• Otros elementos

- Botón y ojal: Empleado en prendas textiles de vestir. El ojal es la abertura o corte que se realiza en una de las partes a unir.

- Velcro: Son dos tiras de plástico que se pegan al ponerse en contacto entre sí. Para separarlas basta con tirar de ellas.

- Corchetes: Son dos elementos metálicos que, presionados uno contra otro, permiten la sujeción de dos prendas de vestir.