El Estándar Unificado de Roscas ( UTS ) define una forma y una serie de roscas estándar, junto con tolerancias, tolerancias y designaciones, para roscas de tornillo comúnmente utilizadas en los Estados Unidos y Canadá . Es el estándar principal para pernos, tuercas y una amplia variedad de otros sujetadores roscados utilizados en estos países. Tiene el mismo perfil de 60° que la rosca métrica ISO , pero las dimensiones características de cada rosca UTS (diámetro exterior y paso) se eligieron como una fracción en pulgadas en lugar de un valor en milímetros . Actualmente, la UTS está controlada por ASME / ANSI en Estados Unidos.
Cada hilo de la serie se caracteriza por su diámetro mayor D maj y su paso, P . Las roscas UTS constan de una rosca simétrica en forma de V. En cualquier plano que contenga el eje de la rosca, los flancos de la V forman entre sí un ángulo de 60°. El 1 ⁄ 8 más externo y el 1 ⁄ 4 más interno de la altura H de la forma de V se cortan del perfil.
El diámetro mayor D maj es el diámetro del tornillo medido desde el borde exterior de las roscas. El diámetro menor D min (también conocido como diámetro de la raíz) es el diámetro del tornillo medido desde el borde interior de la rosca. El diámetro mayor puede ser ligeramente diferente del diámetro del vástago, que es el diámetro de la parte no roscada del tornillo. Los diámetros a veces se dan aproximadamente en fracciones de pulgada (por ejemplo, el diámetro mayor de un tornillo n.° 6 es 0,1380 pulgadas, aproximadamente 9 ⁄ 64 pulgadas = 0,140625 pulgadas ).
El paso P es la distancia entre los picos del hilo. Para las roscas UTS, que son roscas de entrada simple, es igual al avance , la distancia axial que avanza el tornillo durante una rotación de 360°. Los subprocesos UTS no suelen utilizar el parámetro de paso; en su lugar se utiliza un parámetro conocido como hilos por pulgada (TPI), que es el recíproco del paso.
La relación entre la altura H y el paso P se encuentra usando la siguiente ecuación donde es la mitad del ángulo incluido de la rosca, en este caso 30 grados: [1]
o
En una rosca externa (macho) (por ejemplo, en un perno), el diámetro mayor D maj y el diámetro menor D min definen las dimensiones máximas de la rosca. Esto significa que la rosca exterior debe terminar plana en D maj , pero puede redondearse por debajo del diámetro menor D min . Por el contrario, en una rosca interna (hembra) (por ejemplo, en una tuerca), los diámetros mayor y menor son dimensiones mínimas , por lo tanto, el perfil de la rosca debe terminar plano en D min pero puede redondearse más allá de D maj . Estas disposiciones tienen como objetivo evitar cualquier interferencia.
El diámetro menor D min y el diámetro de paso efectivo D p se derivan del diámetro mayor y el paso como:
La designación estándar para una rosca UTS es un número que indica el diámetro nominal (mayor) de la rosca, seguido del paso medido en roscas por pulgada . Para diámetros menores que1/4pulgadas, el diámetro se indica mediante un número entero definido en la norma; para todos los demás diámetros, se proporciona la cifra en pulgadas.
Este par de números va seguido opcionalmente de las letras UNC, UNF o UNEF (Unificado) si la combinación diámetro-paso es de las series gruesa , fina o extrafina , y también puede ir seguido de una clase de tolerancia.
Ejemplo: #6-32 UNC 2B (diámetro mayor: 0,1380 pulgadas, paso: 32 tpi)
La siguiente fórmula se utiliza para calcular el diámetro mayor de un tornillo numerado mayor o igual a 0: Diámetro mayor = Número de tornillo × 0,013 pulg. + 0,060 pulg. Por ejemplo, el diámetro mayor de un tornillo n.° 10 es 10 × 0,013 pulg. + 0,060 pulg. = 0,190 pulg. Para calcular el diámetro mayor de tornillos de tamaño "cero", cuente el número de ceros adicionales y multiplique este número por 0,013 pulg. y reste 0,060 pulg. Por ejemplo, el diámetro mayor de un tornillo n.° 0000 es 0,060 pulg. − (3 × 0,013 pulg.) = 0,060 pulg. − 0,039 pulg. = 0,021 pulg.
La serie numérica de tornillos para metales se ha ampliado hacia abajo para incluir tornillos #00-90 (0,047 pulg. = 0,060 pulg. − 0,013 pulg.) y #000-120 (0,034 pulg. = 0,060 pulg. − 2 × 0,013 pulg.); [3] sin embargo, el estándar principal para tornillos menores que #0 es la norma ANSI/ASME B1.10 Roscas de tornillo miniatura unificadas. Esto define una serie de tornillos métricos que reciben el nombre de sus diámetros mayores en milímetros, desde 0,30 UNM hasta 1,40 UNM. Los tamaños preferidos son 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 y 1,2 mm, con tamaños definidos adicionales a medio camino entre ellos. [2] : 1861 El paso de rosca estándar es aproximadamente1/4del diámetro mayor. La forma de la rosca se modifica ligeramente para aumentar el diámetro menor y, por tanto, la resistencia de tornillos y machos. El diámetro mayor todavía se extiende hasta dentro1/8H de la V afilada teórica , pero la profundidad total de la rosca se reduce un 4% desde5/8H =5/8 cos(30°) P ≈ 0,541 P a 0,52 P . [2] : 1858–1859 Esto aumenta la cantidad de la V afilada teórica que se corta en el diámetro menor en un 10% de 0,25 H a7/8−0,52/cos 30°≈ 0,27456H .
La serie numérica de tornillos para metales alguna vez incluyó más números impares y llegó hasta el n.° 16 o más. Los esfuerzos de estandarización a finales del siglo XIX y principios del XX redujeron considerablemente la gama de tamaños. Ahora, es menos común ver tornillos para metales de tamaño mayor que el n.° 14 o tamaños de números impares distintos del n.° 1, n.° 3 y n.° 5. Aunque los tornillos n.° 14 y n.° 16 todavía están disponibles, no son tan comunes como los tamaños del n.° 0 al n.° 12. [ cita necesaria ]
A veces se utilizan combinaciones "especiales" de diámetro y paso (UNS), por ejemplo, un diámetro mayor de 0,619 pulgadas (15,7 mm) con 20 hilos por pulgada. Las roscas UNS rara vez se utilizan para pernos, sino más bien en tuercas, orificios roscados y diámetros exteriores roscados. Debido a esto, los grifos UNS están fácilmente disponibles. [4] [5] La mayoría de los hilos UNS tienen más hilos por pulgada que el estándar UNF o UNEF correlativo; por lo tanto, suelen ser el hilo más fuerte disponible. [6] Debido a esto, a menudo se utilizan en aplicaciones donde se encuentran altas tensiones , como husillos de máquinas herramienta [7] o husillos de automóviles . [8]
Un sistema de medición de roscas comprende una lista de características de roscas que deben inspeccionarse para establecer la aceptabilidad dimensional de las roscas en un producto roscado y los calibres que se utilizarán al inspeccionar esas características.
Actualmente este aforo para UTS está controlado por:
Estas normas proporcionan especificaciones y dimensiones esenciales para los calibres utilizados en roscas de tornillo en pulgadas unificadas (forma de rosca UN, UNR, UNJ) en productos con rosca externa e interna. También cubre las especificaciones y dimensiones de los calibres de hilo y el equipo de medición. También se describen el propósito básico y el uso de cada medidor. También establece los criterios para la aceptación de roscas cuando se utiliza un sistema de calibre.
Existe un sistema de clasificación para facilitar la fabricación y la intercambiabilidad de artículos roscados fabricados. La mayoría de los artículos roscados (pero ciertamente no todos) se fabrican según un estándar de clasificación llamado Serie estándar de roscas de tornillo unificadas. Este sistema es análogo a los ajustes utilizados con piezas ensambladas.
El sufijo de letra "A" o "B" indica si las roscas son externas o internas, respectivamente. Las clases 1A, 2A, 3A se aplican a roscas exteriores; Las clases 1B, 2B, 3B se aplican a roscas internas. [9]
La clase de rosca se refiere al rango aceptable de diámetro de paso para cualquier rosca determinada. El diámetro primitivo se indica como Dp en la figura que se muestra arriba. Existen varios métodos que se utilizan para medir el diámetro de paso. El método más común utilizado en producción es mediante un medidor pasa/no pasa .
