AGUJEROS Y PERNOS ROSCADOS
En esta sección hablaremos de cómo representar los agujeros roscados en una pieza 3D y en un plano técnico. Y comentaremos algunos aspectos sobre diseño orientado a la fabricación (en inglés DFM “Design for manufacturing”) relacionados con las roscas tanto en agujeros como en pernos.
¿Cómo representamos los agujeros roscados en una pieza 3D?
A la hora de añadir un agujero roscado a tu pieza 3D no es necesario modelar la rosca. Sólo hace falta dibujar un agujero con el diámetro de la broca que nos marca la norma ISO en función de la métrica del tornillo elegido.
Este diámetro lo calcularemos así:
Diámetro del taladro=Métrica-Paso
Si quisiéramos instalar un tornillo M5 de paso normal tendríamos que hacer un agujero de 4,2 mm (Diámetro=5-0,8).
Si quisiéramos instalar un tornillo M5 de paso fino tendríamos que hacer un agujero de 4,5mm (Diámetro=5-0,5).
Para que no tengas que hacer esta resta puedes consultar en la siguiente tabla los diámetros de broca que corresponden a cada métrica para paso normal y para paso fino.
Con un asterisco* hemos marcado las opciones menos comunes y de las que es más complicado encontrar tornillos comerciales por lo que desaconsejamos su elección.
| Metrico ISO paso normal | Diámetro broca agujero | Metrico ISO paso fino | Diámetro broca agujero |
| M1,4x0,3 | 1,1 | ||
| M1,6x0,35 | 1,25 | ||
| M2x0,4 | 1,6 | ||
| M2,5x0,5 | 2 | ||
| M3x0,5 | 2,5 | M3x0,35 | 2,65 |
| M3,5x0,6 | 2,9 | M3,5x0,35 | 3,15 |
| M4x0,7 | 3,3 | M4x0,5 | 3,5 |
| M5x0,8 | 4,2 | M5x0,5 | 4,5 |
| M6x1 | 5 | M6x0,75 | 5,25 |
| M7x1* | 6 | M7x0,75* | 6,25 |
| M8x1,25 | 6,75 | M8x0,75 | 7,2 |
| M8x1 | 7 | ||
| M9x1,25* | 7,75 | M9x1* | 8 |
| M10x1,5 | 8,5 | M10x0,75 | 9,25 |
| M10x1 | 9 | ||
| M10x1,25 | 8,75 | ||
| M11x1,5* | 9,5 | M11x0,75* | 10,25 |
| M11x1* | 10 | ||
| M12x1,75 | 10,2 | M12x1 | 11 |
| M12x1,25 | 10,75 | ||
| M12x1,5 | 10,5 | ||
| M13x1,75* | 11,25 | M13x1,25* | 11,75 |
| M13x1,5* | 11,5 | ||
| M14x2 | 12 | M14x1* | 13 |
| M14x1,25* | 12,8 | ||
| M14x1,5 | 12,5 | ||
| M14x1,75* | 12,25 | ||
| M15x2* | 13 | M15x1* | 14 |
| M15x1,5* | 13,5 | ||
| M16x2 | 14 | M16x1* | 15 |
| M16x1,25* | 14,75 | ||
| M16x1,5 | 14,5 | ||
| M18x2,5 | 15,5 | M18x1* | 17 |
| M18x1,5 | 16,5 | ||
| M18x2* | 16 | ||
| M20x2,5 | 17,5 | M20x1* | 19 |
| M20 x 1,5 | 18,5 | ||
| M20x2* | 18 | ||
| M22x2,5 | 19,5 | M22x1,5* | 21 |
| M22x1,5* | 20,5 | ||
| M22x2* | 20 | ||
| M24x3 | 21 | M24x1* | 23 |
| M24x1,5* | 22,5 | ||
| M24x2 | 22 | ||
| M25x1* | 24 | ||
| M25x1,5* | 23,5 | ||
| M25x2* | 23 | ||
| M26x1,5* | 24,5 | ||
| M27x3 | 24 | M27x1* | 26 |
| M27x1,5* | 25,5 | ||
| M27x2* | 25 |
¿Cómo de profunda tiene que ser la zona roscada?
Como regla general, a nivel de resistencia y para materiales blandos como el aluminio, es suficiente una profundidad de rosca de dos veces el diámetro de la métrica.
Para aceros estaría en 1,5 veces el diámetro . Es decir para una M6 es suficiente dejar una profundidad roscada de 12 mm si es aluminio. Aquí también influye la longitud del tornillo disponible. Hay veces que no nos cuadra una longitud de tornillo comercial determinada y tenemos que hacer la profundidad roscada mayor. Pero no tiene sentido hacerla más larga de lo necesario (L<3D). Esto no mejorará la capacidad de la unión.
Profundidad del roscado=2 x Métrica
Para materiales blandos
Profundidad del roscado=1,5 x Métrica
Para materiales duros
¿Y la profundidad total del agujero?
Se recomienda que sea mayor que la profundidad roscada en al menos tres veces el paso. Esto es debido a que los primeros filetes de los machos de roscar no suelen ser completos y además así dejamos espacio para las virutas del mecanizado. Así que para un M6x1 con una profundidad roscada de 12 mm deberíamos hacer como mínimo un taladro de profundidad 12+(3*1) =15
Profundidad mínima del taladro= Profundidad del roscado + (3*Paso)
De todas maneras, y para facilitar la fabricación, siempre que podamos es mejor hacer agujeros pasantes y completamente roscados en vez de agujeros ciegos.
También se recomienda que la superficie donde empieza el agujero roscado sea plana y normal (ángulo de 90º) al eje longitudinal del taladro roscado. Esto facilitará la entrada del macho de roscar.
Avellanados
Otra práctica común es avellanar la entrada del agujero roscado. El objetivo es ayudar a iniciar el mecanizado del roscado y también evitará que quede el filete de la rosca muy débil y expuesto al inicio. Desde un punto de vista funcional, facilitará el alineado del tornillo al roscarlo.
Este avellanado debe tener un ángulo de 90º (podría ser de 120º pero es menos común). Y aunque no existe ningún estándar DIN que lo especifique, una regla general es que el diámetro exterior del avellanado sea entre 0,25 y 0,5mm mayor que el diámetro nominal de la rosca.
Avellanado de entrada=Métrica + (+0,25/+0,5mm)
Representación en plano técnico
Ahora hablaremos de cómo representar los taladros roscados en un plano técnico.
En la siguiente imagen tenemos 5 opciones diferentes de taladros que representan la mayoría de las opciones que nos podemos encontrar.
La anotación de los taladros la podemos hacer en una vista superior o en una sección. Nosotros lo hemos puesto por duplicado sólo a modo de ejemplo.
- 1. En taladros ciegos, se debe acotar siempre la longitud roscada que es funcional. La longitud del taladro ciego puede omitirse cuando no sea importante. Cuando la profundidad del taladro ciego no se especifica, esta debe ser igual a 1,25 veces la longitud roscada. Como vemos en el dibujo ,marcamos la Métrica y la profundidad del roscado con el símbolo ↧ (M6↧12). Y el avellanado de entrada lo señalamos con el símbolo ⌵ , el diámetro mayor y el ángulo del chaflán (⌵6,5x90º).
- 2. Cuando la longitud del taladro ciego es funcional, es necesario acotarla. En la vista superior del dibujo en este caso indicamos la información del taladro ciego que consiste en el diámetro Ø y la profundidad ↧ (Ø5,25↧17). Y además indicamos la métrica y la profundidad roscada (M6x0.75↧12). En este caso indicamos también el paso ya que es un paso fino. Cuando es paso normal no hace falta indicarlo. Y otra vez la información del avellanado.
- 3. Si el agujero es pasante pero el roscado no, ponemos la información del diámetro del taladro indicando que es pasante (“THRU ALL” en inglés ) y la métrica y la profundidad roscada (M6↧12).
- 4. Si el agujero es pasante y completamente roscado, sólo tenemos que señalar la métrica indicando que es pasante (M6↧THRU ALL)
- 5. Cuando tenemos varios taladros roscados iguales como en el caso (5) no hace falta acotarlos todos. Podemos acotar uno y poner (4x) si son 4 taladros iguales. Si queremos indicar la tolerancia de la rosca (6H) lo ponemos después de indicar la métrica como puedes ver en el dibujo.
Si no se señala lo contrario todas las roscas serán a derechas.
PERNOS
Si queremos hacer una rosca externa en un perno, simplemente tenemos que dibujar un cilindro de igual diámetro a la métrica. Si quieres fabricar un perno de M12, tienes que dibujar un cilindro de diámetro 12mm.
Para roscas externas en pernos hay que dejar una zona de desahogo en la zona que da a la cabeza o al cambio de diámetro. El diámetro de este desahogo debe ser menor que el diámetro menor del a rosca. Y la altura debe ser al menos de 1,5mm. Puedes ver un ejemplo en la imagen siguiente.
También es buena idea hacer un chalán en la zona inicial de la rosca
