Tipos de hilos: una guía completa

tipos de hilos

Muchos sistemas de conexión y fijación utilizan roscas. Desde las más sencillas, como pernos y tornillos, hasta las más grandes para maquinaria, existen diferentes tipos de roscas en el mercado. 

Una rosca es una abreviatura de rosca de tornillo, que es una estructura helicoidal en un componente que se utiliza para convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Esta característica parece simple, pero comprende diferentes parámetros geométricos, como el paso, la cresta, la raíz, el flanco de la rosca, el diámetro mayor y el diámetro menor. 

Fabricadas en aluminio, acero endurecido, acero inoxidable y titanio u otros materiales, las roscas encuentran variados usos industriales para montaje y desmontaje, sellado, transmisión de movimiento y muchas otras aplicaciones. 

Este artículo destaca los conceptos básicos del hilo, los tipos para elegir, los métodos básicos de fabricación de hilos y las aplicaciones, entre otros detalles. 

Descubra más en las siguientes secciones. 

¿Qué es un hilo?

Una rosca es una muesca helicoidal perfilada formada en una superficie cónica o cilíndrica. Es una característica común en tuberías y sujetadores roscadosUna rosca está diseñada para derivar movimiento lineal a partir de movimiento rotatorio, específicamente mediante la creación de una ventaja mecánica. Las roscas son de diferentes tipos y formas, y se utilizan en diversas aplicaciones, desde la industria hasta la aeroespacial. 

El siguiente diagrama de un hilo muestra las partes básicas. 

Diagrama de hilo

Parámetros geométricos de un hilo

Diferentes parámetros geométricos definen una rosca. Estos incluyen el diámetro menor (diámetro interior), el diámetro mayor (diámetro exterior), el ángulo de la rosca, el ángulo de la hélice, el ángulo de los dientes, el paso, el número de entradas de rosca, el paso y el diámetro primitivo. La integridad mecánica, la resistencia y el ajuste de una rosca dependen de estos parámetros geométricos. 

Aquí hay más información sobre los parámetros.

Diámetro menor (diámetro interior)

El diámetro menor es el diámetro más pequeño de una tuerca o tornillo. También se denomina diámetro del núcleo en la rosca de un tornillo y diámetro interior en una tuerca. 

Diámetro mayor (diámetro exterior)

El diámetro mayor es el mayor diámetro de una tuerca o tornillo. Se denomina diámetro exterior en la rosca de un tornillo y diámetro total en una tuerca. 

Ángulo de hilo

El ángulo de la rosca es el ángulo entre los lados de la rosca y el plano axial. 

Ángulo de hélice 

El ángulo de hélice es el ángulo entre un plano perpendicular al eje de la rosca y la trayectoria en espiral de la rosca. 

Lidera

El paso es la distancia que recorre una rosca en dirección axial en una vuelta. 

Paso

El paso es la distancia desde un punto de la rosca a otro correspondiente medida paralelamente al eje de la rosca. 

Diámetro de paso

El diámetro de paso es el diámetro de un cilindro imaginario para el cual el espacio entre las roscas es igual al espesor de la rosca. 

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Diferentes tipos de hilos

Las diferentes clasificaciones de roscas son roscas derechas, roscas izquierdas, roscas cónicas, roscas en forma de “V”, roscas estándar británicas y roscas métricas o internacionales. 

Otros diseños que son posibles con roscado CNC Son roscas cuadradas, roscas de vendedor, roscas de nudillo, roscas ACME, roscas de gusano, roscas de contrafuerte e roscas de entrada simple y múltiple. 

Roscas para diestros 

Roscas para diestros

Las roscas de tornillo de giro a la derecha tienen la rosca inclinada hacia arriba y hacia la derecha. Esto implica que el tornillo penetra en el material al girarlo en sentido horario. 

Roscas para zurdos 

Roscas para zurdos

Las roscas de tornillo zurdas tienen una inclinación hacia arriba y hacia la izquierda. Para introducir un tornillo de este tipo en un material, habría que girarlo en sentido contrario a las agujas del reloj.

Este diseño puede parecer extraño, pero es fundamental en áreas sensibles como la plomería, Piezas mecanizadas por CNC, válvulas de suministro de gas y tanques de propano.  

Roscas cónicas 

Las roscas cónicas son tipos de roscas que se producen sobre una superficie cónica. Pueden ser dextrógiras o levógiras y se utilizan comúnmente en ejes. 

Hilos en forma de “V” 

Las roscas en forma de “V” se llaman así porque tienen forma de V. Son ampliamente utilizadas y se pueden fabricar en el torno, fresado de rosca, morir, golpear, etcétera. 

Roscas estándar británicas

El origen de este tipo de roscas es Gran Bretaña, de ahí su nombre. La Norma Británica (BS) es una norma general para las normas del Reino Unido relacionadas con accesorios, tuberías y tornillos. 

Dentro del estándar de roscas BS, existen otras como la rosca paralela de tubería estándar británica (BSPP), la rosca cónica de tubería estándar británica (BSPT) y la BSW – British Standard Whitworth. 

Rosca paralela para tuberías estándar británica (BSPP):Es un estándar adoptado internacionalmente para roscas utilizadas en accesorios de plomería.  

Rosca cónica para tuberías estándar británica (BSPT)Esta norma también se utiliza para accesorios de plomería a nivel internacional. Se define por una rosca cónica de 1°47' y un ángulo de rosca de 55°. 

Los fabricantes tienen una tabla de tamaños de roscas cónicas para tuberías estándar británicas (BSPT) para obtener detalles dimensionales de los tamaños de roscas de tuberías. 

Tabla de tamaños de roscas BSPT

BSW – Estándar británico WhitworthLas roscas estándar BSW son reconocibles por sus flancos de rosca de 55° y radios tanto en las crestas como en las raíces.

Roscas métricas o internacionales

Hilos métricos Se remontan a la década de 1900 y desde entonces han sido adoptados por muchos países. Tienen un ángulo de rosca, cresta, raíz y paso específicos. Las roscas tienen un ángulo de rosca, paso, profundidad, radio y otros parámetros específicos. 

Hilos cuadrados 

Las roscas cuadradas, caracterizadas por su estructura cuadrada, son muy apreciadas por su resistencia. Este tipo de rosca se encuentra en husillos de avance de máquinas, sistemas de transferencia de potencia, elevación de objetos pesados ​​y prensas. 

Rosca de tornillo cuadrada

Hilos del vendedor

También llamadas roscas nacionales americanas, las roscas del vendedor tienen forma de “V” y especificaciones del American Standards Institute. 

Hilos de nudillo

Las roscas de nudillo se caracterizan por su semirredondez en la cresta y la base. Están diseñadas para ser muy resistentes y soportar cargas pesadas. 

Hilos ACME

Las roscas ACME deben su nombre a una empresa llamada ACME Thread Company de finales del siglo XIX. Estas roscas tienen una forma cuadrada cónica con la sección más delgada en la parte superior. Son más resistentes que las roscas cuadradas. 

Hilos de gusano 

Las roscas de tornillo sin fin tienen una forma similar a las roscas ACME, pero presentan un perfil más profundo. El ángulo de la rosca es de 29°. 

Hilos de refuerzo

Una rosca de contrafuerte tiene una forma triangular y una cara plana perpendicular al eje de la rosca. 

Subprocesos de inicio único y múltiple

Un tornillo de una sola rosca se mueve una distancia de una rosca por cada vuelta completa, mientras que un tornillo de rosca de múltiples entradas se mueve una distancia de varias roscas por cada vuelta completa. 

Lecturas adicionales recomendadas: 

Machos de roscar: una guía completa sobre el corte también

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¿Cuál es la diferencia entre roscas NPT y NPTF?

Las roscas NPT y NPTF pueden ser confusas porque a simple vista parecen similares, pero presentan diferencias funcionales. Un análisis más detallado revela que las roscas NPT presentan picos y valles aplanados, mientras que en las roscas NPTF, estas características presentan truncamiento controlado o ajuste por interferencia. 

Gracias a este diseño, se elimina la vía de fuga en las roscas NPTF, por lo que no se requiere sellador. Estas diferencias son la razón por la que las roscas NPTF son ideales para sistemas hidráulicos y de alta presión, mientras que las roscas NPT son ideales para aplicaciones de baja presión y plomería en general. 

¿Qué significa UNF?

UNF es la abreviatura de roscas Unified National Fine, que forman parte de la serie Unified Thread, utilizada en Norteamérica. Su paso es más fino que el de las roscas Unified National Coarse (UNC). 

¿Cuáles son las tres medidas imperiales para hilos?

Las tres medidas imperiales de las roscas son el diámetro mayor, el diámetro de paso y las roscas por pulgada (TPI). Estos elementos son cruciales porque definen el ancho, la profundidad y la finura (grosor) de la rosca. Con estas medidas, se garantiza el ajuste y la función de la rosca. 

Diferentes tipos de materiales para hilos

Existen diferentes materiales para mecanizar hilosLos más comunes son el acero inoxidable, el acero (acero endurecido), el aluminio, el latón, el plástico, las aleaciones de cobre, el titanio, las superaleaciones y el molibdeno. 

Los fabricantes eligen un material de rosca dependiendo de factores esenciales como la resistencia, la resistencia a la corrosión, el peso, la temperatura de operación y la rentabilidad. 

Aquí está la lista de estos materiales junto con sus principales propiedades.:

Acero Inoxidable Las roscas de acero inoxidable se fabrican principalmente en los grados 304/A2 y 316/A4. Este material es resistente a la corrosión, fuerte y económico.

Acero (acero endurecido) – Las roscas de acero endurecido van un paso más allá que las de acero inoxidable en términos de resistencia y resistencia al desgaste.

Aluminio: El aluminio produce sujetadores roscados ligeros y resistentes a la corrosión. No es magnético y es fácil de moldear.  

Latón Compuestas de cobre y zinc, las roscas de latón son resistentes a la corrosión y fáciles de fabricar. Su apariencia dorada las hace ideales para proyectos de electricidad y plomería. 

Plástico Las roscas de plástico son preferibles en aplicaciones que requieren resistencia química y térmica, así como un nivel específico de resistencia. Las opciones incluyen acetal (polioximetileno, POM), polipropileno (PP) y nailon (poliamida). 

Hilos de polipropileno (PP)

Aleación de cobre Los sujetadores roscados de aleaciones de cobre se utilizan ampliamente por su resistencia a la corrosión, robustez y facilidad de fabricación. Además, poseen propiedades decorativas.

Titanium – Los hilos de aleación de titanio son biocompatibles, fuertes, ligeros, resistentes al calor y a la corrosión. 

Superaleaciones – Las roscas de superaleación tienen una resistencia superior a la corrosión, la fluencia, la oxidación y la temperatura. 

Molibdeno – Las roscas de molibdeno tienen una excelente resistencia y resistencia a la temperatura.

Principales métodos de fabricación de roscas

Los principales métodos de fabricación para roscado en la fabricación son torneado de roscas, laminado de roscas, fresado CNCRectificado de roscas y fundición de roscas. Cada uno de estos métodos ofrece ventajas en cuanto a compatibilidad de materiales, velocidad de fabricación, precisión y rentabilidad. 

Aquí hay más detalles sobre los métodos de fabricación de hilos.

Torneado de hilo

El torneado es un método convencional y aún popular para la fabricación de roscas. La pieza de trabajo gira contra una herramienta de corte fija de una sola punta para producir roscas externas.

Formación de hilo – 

El conformado de roscas es una categoría amplia de fabricación de roscas que implica la deformación plástica de la pieza de trabajo mediante moldes o herramientas. Un método popular en esta categoría es...laminado de roscas, en el que rodillos o ruedas presionan contra una pieza de trabajo para producir roscas. 

Matrices de laminado de roscas

El otro método de formación de roscas es el laminado de roscas con matriz plana.  

Fresado de rosca

El fresado de roscas consiste en utilizar una fresa giratoria en un orificio para crear roscas. La fresa penetra en el orificio en espiral y crea las roscas necesarias. Esta técnica es muy precisa. 

Fresado de rosca

Rectificado de hilos

El rectificado de roscas consiste en rectificar la superficie de una pieza para producir roscas. El proceso de rectificado es gradual, pero finalmente genera el perfil de rosca deseado. 

Rectificado de roscas

Fundición de roscas

La fundición de roscas es una técnica de conformación directa de roscas que consiste en colocar una réplica del patrón en un molde para crear una cavidad. Al verter material fundido en la cavidad y dejar enfriar, se forma una rosca. 

Otros métodos de formación de hilos

Otros métodos para hilos que utilizan los fabricantes incluyen:

• Impresión 3D para hilos 
• Moldeo por soplado para roscas de plástico 
• Roscando el hilo
• Brochado de roscas

Consejos para identificar un tipo de hilo

Para identificar un tipo de hilo para Servicios de mecanizado CNC, primero verifique si es una rosca macho o hembra, luego verifique si es cónica o paralela y mida el paso. A continuación, la pregunta es: ¿cuál es el tamaño de la rosca? Es importante determinar el tamaño de la rosca y, finalmente, identificar el estándar de la misma.  Estas comprobaciones paso a paso son eficaces para clasificar todos los subprocesos.

Cómo elegir el tipo de hilo adecuado

Para elegir el tipo de rosca adecuado, tenga en cuenta los requisitos de carga, la compatibilidad del material, los requisitos de montaje/desmontaje y las condiciones ambientales. Por ejemplo, las roscas destinadas a la industria petroquímica deben estar diseñadas para soportar condiciones exigentes.

Hilos para la industria petroquímica

Con estas consideraciones, el hilo elegido debería funcionar de manera óptima durante un período prolongado. 

Aplicaciones de hilos

Las aplicaciones de las roscas que abarcan diversas industrias incluyen sujeción y unión, transmisión de movimiento y potencia, medición, sellado, ensamblaje y desmontaje, y aplicaciones especializadas. 

Aquí hay más información sobre estas aplicaciones.: 

Fijación y unión 

Las roscas en pernos, tuercas y tornillos se utilizan ampliamente para proporcionar conexiones mecánicas fiables en conjuntos. Sus uniones desmontables se encuentran en la industria automotriz, la maquinaria y las estructuras, entre otras áreas. 

Tornillos de fijación para automóviles

Transmisión de movimiento y potencia 

Existen tipos de roscas en los sistemas mecánicos que ayudan a transmitir movimiento y potencia. Algunos ejemplos son los engranajes sinfín y los husillos de avance en automóviles y máquinas CNC, respectivamente.  

Measurement 

La geometría uniforme y el paso en las roscas son útiles en aplicaciones de medición, por ejemplo, en micrómetros y calibres roscados. 

Sellado 

La capacidad de sellado de algunas roscas es necesaria en recipientes a presión, sistemas hidráulicos y sistemas de plomería. La rosca NPT (National Pipe Taper) y otras formas se utilizan ampliamente en estas circunstancias con un rendimiento confiable. 

Montaje y desmontaje 

Dado que las roscas se acoplan y desacoplan mediante rotación, este mecanismo resulta útil en aplicaciones de montaje y desmontaje. Existen numerosos ejemplos en los sectores de la electrónica y la maquinaria industrial. 

Hilos en electrónica

Aplicaciones especializadas

Para agregar a los ejemplos anteriores, la ingeniería de roscas también está presente en varios casos de uso especiales, incluidas válvulas de alivio de presión y tornillos para huesos. 

En resumen 

El valor que los componentes de rosca aportan a la unión y conexión de componentes es innegable. Con la gran variedad de tipos de roscas disponibles, comprender sus fundamentos y categorías es el punto de partida para un proyecto exitoso. 

Los materiales, diseños, estándares y procesos de fabricación contribuyen a la idoneidad de un hilo.

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