Calculadora de Rosques: Calcula la Profunditat i el Diàmetre de la Rosca

Calculadora de rosques per a les mesures de cargols i perns

Una calculadora de rosques determina la profunditat, el diàmetre menor i el diàmetre de pas de la rosca d’un cargol o pern. Funciona a partir del diàmetre major i el pas, o bé del nombre de filets per polzada (TPI). Els torners, els enginyers i els aficionats l’utilitzen per comprovar si un cargol encaixarà amb una femella compatible o amb un forat roscat.

Termes clau de les rosques

• Diàmetre major: el punt més ample d’una rosca, mesurat de cresta a cresta.
• Diàmetre menor: el punt més estret d’una rosca, mesurat de fons a fons.
• Diàmetre de pas: un diàmetre imaginari a mig camí entre els diàmetres major i menor, on la cresta de la rosca i el buit del costat tenen la mateixa amplada.
• Pas: la distància entre dues crestes veïnes de la rosca, mesurada en mil·límetres en les rosques mètriques.
• Filets per polzada (TPI): el nombre de crestes de rosca que hi ha en una polzada d’una rosca del sistema imperial. El pas i els TPI mesuren el mateix en unitats diferents: pas (mm) = 25,4 / TPI.
• Profunditat de rosca: la distància radial entre els diàmetres major i menor, és a dir, la profunditat a què es talla el solc de la rosca.

Sistemes de roscatge mètric i imperial

Les rosques mètriques segueixen la norma ISO. Una mida com M10×1,5 indica un diàmetre major de 10 mm i un pas d’1,5 mm. L’angle de la rosca és de 60°.

Les rosques en polzades segueixen la norma unificada de rosques (UTS), el sistema més habitual als Estats Units. Una mida com 3/8"-16 vol dir un diàmetre major de 3/8 polzades amb 16 filets per polzada. Les rosques en polzades modernes també fan servir un angle de 60°. L’antiga norma britànica Whitworth feia servir 55°.

Com es calcula la profunditat de rosca

La profunditat de la rosca mesura com de profund es talla el solc de la rosca, expressada com un radi i no com un diàmetre.

Per a les rosques mètriques:

h = 0,6134 × P

Per a les rosques en polzades, primer convertiu els TPI en un pas en mil·límetres (P = 25,4 / TPI) i després feu servir la mateixa fórmula:

h = 0,6134 × (25,4 / TPI)

Aquí h és la profunditat de la rosca en mm, P és el pas en mm i TPI són els filets per polzada.

Fórmula del diàmetre menor

La calculadora indica el diàmetre menor de la rosca exterior, el diàmetre d’un pern mesurat al fons de la seva arrel arrodonida. En el sistema mètric ISO s’escriu d₃. Equival al diàmetre major menys dues vegades la profunditat de la rosca:

d₃ = d − 2h = d − 1,226868 × P

d és el diàmetre major i d₃ és el diàmetre menor de la rosca exterior, tots dos en la mateixa unitat que P. El diàmetre menor de la femella corresponent (D₁, la mida del seu forat de broca per roscar) és una mica més gran, d − 1,082532 × P, perquè la cresta d’una femella es talla més plana que l’arrel d’un pern.

Fórmula del diàmetre de pas

d₂ = d − 0,6495 × P

d₂, el diàmetre de pas, se situa aproximadament a mig camí entre els diàmetres major i menor. És la dimensió que comproven amb més precisió els calibres de rosques, perquè determina com d’ajustades encaixen dues peces roscades.

Exemple: rosca mètrica (M10×1,5)

Un pern M10×1,5 té un diàmetre major de 10 mm i un pas d’1,5 mm.

• Profunditat de la rosca: 0,6134 × 1,5 = 0,920 mm
• Diàmetre menor: 10 − 1,226868 × 1,5 = 8,160 mm
• Diàmetre de pas: 10 − 0,6495 × 1,5 = 9,026 mm

Exemple: rosca imperial (3/8"-16)

Un pern de 3/8"-16 té un diàmetre major de 0,375 polzades (9,525 mm) i 16 filets per polzada.

Primer convertiu els TPI en pas: 25,4 / 16 = 1,5875 mm.

• Profunditat de la rosca: 0,6134 × 1,5875 = 0,974 mm
• Diàmetre menor: 9,525 − 1,226868 × 1,5875 = 7,577 mm
• Diàmetre de pas: 9,525 − 0,6495 × 1,5875 = 8,494 mm

La calculadora d’aquesta pàgina mostra els resultats imperials en polzades, amb l’equivalent en mil·límetres al costat, d’acord amb la manera habitual de llegir els calibres de rosques imperials.

Aplicacions dels càlculs de rosques

Els enginyers utilitzen les dimensions de les rosques per triar elements de fixació que encaixin en un forat o una femella determinats. Els torners les fan servir per preparar torns i fresadores per tallar rosques. Els inspectors de qualitat les utilitzen per comprovar que les peces acabades coincideixin amb les especificacions impreses. Els mecànics d’automoció les fan servir per trobar un pern de recanvi compatible quan l’original s’ha perdut o té la rosca malmesa. Els lampistes les utilitzen per fer coincidir accessoris de canonada.

Altres perfils de rosca queden fora de la rosca estàndard en V que cobreixen aquestes fórmules. Les rosques trapezoïdals Acme i les rosques quadrades, utilitzades en visos de transmissió i gats, tenen angles i càlculs de profunditat diferents. Les rosques de canonada són còniques al llarg de la seva longitud, en lloc de mantenir un diàmetre constant. Cadascun d’aquests tipus necessita el seu propi conjunt de fórmules.

Breu història

Abans del segle 19, els cargols es tallaven a mà i rarament eren intercanviables. Henry Maudslay va construir un torn pràctic per tallar rosques el 1797, fet que va permetre obtenir rosques uniformes per primera vegada. El 1841, Joseph Whitworth va proposar la primera norma de roscatge d’ús generalitzat, a la Gran Bretanya, amb un angle de 55°. Als Estats Units, William Sellers va proposar un sistema amb un angle de 60° el 1864, que es va convertir en la norma nord-americana.

L’any 1948, els Estats Units, el Regne Unit i el Canadà van acordar la norma unificada de rosques, que encara s’utilitza avui. L’Organització Internacional de Normalització va establir la norma de rosques mètriques durant els anys 1960. Les rosques mètriques són ara el sistema més habitual arreu del món, tot i que les rosques en polzades continuen sent l’estàndard per a molts elements de fixació als Estats Units.

Preguntes freqüents

Quina diferència hi ha entre el pas i els TPI?

El pas és la distància entre dues crestes de rosca i s’expressa en mil·límetres. Els TPI compten quantes crestes caben en una polzada. Tots dos descriuen la mateixa mesura en unitats diferents: pas (mm) = 25,4 / TPI.

Com puc saber si una rosca és mètrica o imperial?

Les rosques mètriques s’identifiquen amb una M i dos nombres en mil·límetres, com ara M10×1,5. Les rosques imperials s’identifiquen amb un diàmetre en polzades, sovint en forma de fracció, seguit del nombre de TPI, com ara 3/8"-16.

Què és l’acoblament de la rosca?

L’acoblament de rosques és la longitud de contacte entre dues peces roscades acoblades, mesurada al llarg de l’eix del cargol. Una regla habitual per als elements de fixació d’acer és que l’acoblament sigui, com a mínim, igual a un diàmetre major. Els materials més tous, com l’alumini, sovint necessiten 1,5 vegades el diàmetre major per subjectar amb seguretat.

Quina diferència hi ha entre les rosques bastes i les fines?

Les rosques bastes tenen un pas més gran i menys filets per polzada. Resisteixen millor l’encreuament de rosques i funcionen bé en materials tous. Les rosques fines tenen un pas més petit i més filets per polzada. Aguanten millor l’afluixament per vibració i permeten un ajust més precís.

Com puc mesurar el pas o els TPI d’una rosca desconeguda?

Un calibre de pas de rosca, una pinta prima amb perfils de dents tallats segons passos estàndard, es pressiona contra la rosca fins que una dent hi coincideix exactament. També es pot mesurar amb un peu de rei la distància que abasten diversos filets i dividir-la pel nombre de filets comptats.

Què significa l’angle de la rosca?

L’angle de la rosca és l’angle entre els dos costats inclinats d’una sola cresta de rosca. Gairebé totes les rosques mètriques i imperials modernes utilitzen 60°. Les rosques britàniques Whitworth més antigues utilitzaven 55°.

Referències

1. National Bureau of Standards. Screw-Thread Standards for Federal Services, Handbook H28 (1969), Part I. nvlpubs.nist.gov — l’angle bàsic de rosca de 60° de la forma de rosca unificada, i l’acord de 1948 entre el Canadà, el Regne Unit i els Estats Units.