Tipos De Roscas

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Por: • 13/4/2014 • 4.970 Palavras (20 Páginas) • 16.905 Visualizações

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MOD 1 – NOÇÕES BÁSICAS SOBRE ROSCAS

by admin

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O conhecimento básico sobre roscas é essencial para quem trabalha com conexões, adaptadores, engates rápidos, terminais hidráulicos e pneumáticos.

ç MÓDULO 1

Os tipos de roscas mais utilizados são: POLEGADA E MÉTRICA, classificadas da seguinte forma:

As uniões através das roscas têm a função de manter unidos os vários componentes podendo se desfazer estas uniões em qualquer momento sem causar danos nas partes utilizadas, portanto podendo ser reutilizada.

CARACTERÍSTICAS DAS ROSCAS:

Através das características de construção das Roscas, podemos identificar os diversos tipos existentes.

É um processo de usinagem destinado à obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução. A peça ou a ferramenta gira e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetória retilínea paralela ou inclinada ao eixo de rotação. Pode ser interno ou externo. O roscamento interno é realizado com uma ferramenta chamada macho para roscar, geralmente confeccionada em aço rápido. O roscamento externo pode ser executado com uma ferramenta chamada cossinete, confeccionada em aço especial com um furo central filetado, semelhante a uma porca.

Figura 1 - Cossinete

Figura 2 - Tipos de macho para roscar

2 – Princípios 2.1 - Problemas da fabricação de roscas

Existem diversas classes de ajuste e precisão Exige critérios na seleção dos processos e de ferramentas e dos métodos de inspeção. Pelo menos cinco medidas que devem ajustar entre si:

• diâmetros maiores;

• menor e efetivo;

• passo ou ângulo de avanço;

• e ângulo de rosca. 2.2 - Tipos de roscas

• Rosca métrica – normal (DIN 13-1), fina (DIN 13-2.10) • Rosca métrica cônica (DIN 158-1)

• Rosca Whitworth (não recomendada)

• Rosca ISO trapezoidal (DIN 103-1)

• Rosca de dente de serra (DIN 513)

• Roscas UNF (EUA+Inglaterra)

• Roscas Edson

• Roscas especiais

2.3 - Formas de Fabricação

Usinagem • Torneamento com ferramenta simples ou múltipla

• Cabeçotes automáticos com pentes, tangenciais radiais ou circulares

• Turbilhonamento

• Com machos e cossinetes

• Fresagem com fresas simples e múltiplas

• Retificação com rebolos de perfil simples ou múltiplo

Conformação • Laminação entre rolos ou entre placas planas

3 – Tipos e variações 3.1 - Machos para máquinas

Os machos são, geralmente, fabricados em aço rápido e recebem tratamento superficial como a oxigenação e a nitretação. Eles possuem canais ou ranhuras e uma sucessão de filetes, sendo que o corte ocorre pela ação desses filetes. Os filetes e respectivas ranhuras localizam-se em uma das extremidades de uma haste cilíndrica com ponta chanfrada, enquanto a outra extremidade termina em uma cabeça quadrada.

Figura 3 - Partes de um Macho

Existem diferentes tipos de macho para propósitos distintos, sendo classificados de acordo com comprimento e diâmetro das hastes, sentido e tipo de rosca, passo e diâmetros da parte roscada e a forma das ranhuras (ou canais). Em relação à forma dos canais (ou ranhuras) tem-se:

a)Machos de canais retos, que são de uso genérico, mas bastante recomendados para furos cegos ou passantes em materiais que produzem cavacos curtos ou quebradiços, pois os mesmos ficam retidos nos canais, necessitando de uma atenção maior do usuário

Figura 4 - Macho b) Macho de ponta helicoidal, que é utilizado para furo passante em material de cavaco longo, pois o cavaco sai no sentido do avanço da ferramenta, isto é, fora da região de corte e há uma maior resistência devido ao seu maior diâmetro de núcleo, sendo que os canais principais servem apenas de condutores do fluído à região de corte.

Figura 5 - Macho c) Macho de canal helicoidal, que é indicado para furo cego, pelo fato do cavaco sair no sentido contrário ao avanço da ferramenta, tirando-o da região de corte.

Figura 6 - Macho d) Macho sem canais ou macho de conformação, os quais não possuem canais e gumes, não removem cavacos e produzem rosca pela deformação plástica dos materiais.

Figura 7 - Macho 3.2 - Machos manuais

Os machos manuais dividem-se em seriados, fabricados de acordo com as normas alemãs da DIN(Deutsche Industrie Normen), e de perfil completo, fabricados conforme as especificações das normas americanas da ANSI (American National Standard Institute).

Os machos manuais seriados são usados, especialmente, para abertura manual de roscas em furos profundos e em materiais tenazes. São fornecidos em jogos de três peças para roscas normais e de duas para roscas finas, que são usados sucessivamente. O primeiro possui a parte roscada cônica, no segundo o chanfro possui forma cônica e o terceiro é cilíndrico em todo o seu comprimento.

Figura 8 - Macho Manuais Seriados

O macho n° 1 é utilizado para desbaste, ou seja, remove o grosso do material, mas possui diâmetro menor. O macho n° 2 é o intermediário, aprofundando a rosca e o macho n° 3 com 2 a 3 filetes faz o acabamento da rosca.

A execução manual de roscas com os machos manuais seriados apresenta as seguintes características: a) O chanfro comprido de entrada alinha melhor o macho com o furo a ser roscado; b) O esforço de corte é menor, pois ele é distribuído entre os machos do jogo, que são usados sucessivamente, pois apenas o macho de acabamento tem perfil completo de rosca; c) As roscas produzidas apresentam bom acabamento e uniformidade, em virtude da distribuição do corte entre os filetes dos três machos.

Os machos manuais de perfil completo são os mais empregados na produção, pela sua simplicidade e disponibilidade no mercado, mas, apesar do nome, são usados, geralmente, na abertura de roscas a máquina. São fornecidos usualmente em jogos de três, de idênticas dimensões, diferenciados apenas pelo comprimento do chanfro de entrada.

Figura 9 - Machos com Perfis Completos

O primeiro macho possui chanfro longo de 8 a 9 filetes e ângulo de inclinação de 40 e é conhecido como taper. Ele pode ser utilizado para desbaste ou para abrir furos passantes curtos de comprimento, como, por exemplo, em porcas e chapas de aço. Como o corte é distribuído num grande número de filetes, este macho é apropriado para rosqueamento de materiais de difícil usinagem.

O segundo macho, conhecido por plug, possui chanfro médio com 4 a 6 filetes e ângulo de inclinação de 9 a 100. Ele pode ser empregado após o macho taper ou para abrir furos compridos em material de cavaco longo, aço de resistência média, aço de corte fácil e diversos aços Ni-Cr. Note-se que é o tipo de macho de maior emprego.

O terceiro macho é o bottoming com chanfro curto possuindo l a 2 filetes e ângulo de inclinação de 2 a 320. Ele é usado, geralmente, para rosqueamento em furos cegos, preferencialmente, após o uso do macho plug. No entanto, o seu emprego é interessante, também, para executar furos passantes em material de cavaco curto, como ferro fundido, latão, metais leves em geral. Neste caso, um chanfro longo distribuiria o corte num número grande de filetes, o que faria com que o macho não cortasse bem e produzisse rosca alargada por prensagem.

3.3 - Desandadores

Para abrir a rosca manualmente utiliza-se um desandador ou vira-macho, o qual funciona como uma chave para acionar o macho. Desta forma, naturalmente, eles possuem um corpo central com braços e um alojamento fixo quadrado ou circular. Existem três tipos básicos de desandadores para machos, ou seja, os do tipo T fixos ou com castanhas ajustáveis e o plano ou reto (conhecido por desandador para machos, propriamente dito).

Figura 10 - Abertura de rosca com macho e desandador plano.

Figura 1 - Abertura de rosca com macho e desandador tipo “T”.

3.4- Cossinetes

O cossinete é uma ferramenta de corte amplamente utilizada para abrir roscas externas em peças cilíndricas de um determinado diâmetro, tais como parafusos e tubos, inclusive se forem de PVC. Os cossinetes, basicamente, possuem a forma de uma porca, cuja rosca é ranhurada no sentido longitudinal e determinando vários filetes cortantes com ranhuras entre elas para a saída de rebarbas. A periferia externa pode ser redonda, quadrada ou sextavada.

Figura 12 - Cossinetes

O acionamento do cossinete pode ser realizado por meios mecânicos ou manuais. O cossinete deve ser alojado em portacossinete, o qual é um tipo de desandador na operação manual. O conjunto formado pelo cossinete e portacossinete é conhecido por tarraxa.

Figura 13 - Porta Cossinete com Tarracha

Os cossinetes redondos podem ter uma fendacompleta, quando são chamados de abertos ou forma A, ou a fenda é incompleta, denominados por fechados ou forma B.

Figura 14 - Partes de um Cossinete

Nos cossinetes abertos é possível realizar pequenos ajustes no diâmetro da rosca atuando-se em um parafuso na fenda radial ou nos parafusos de fixação do porta-cossinete. O ajuste, entretanto, deve ser apenas para compensar o desgaste e manter a precisão, pois, em caso de regulagem excessiva, há o perigo de quebra e deformação do cossinete. Neste caso, ocorrerá a abertura de rosca com passo errado, filetes defeituosos e com espessura inadequada. Os cossinetes fechados, por outro lado, são mais rígidos e produzem uma abertura de rosca mais precisa, limpa e uniforme.

3.5 - Outros tipos de roscamento 3.5.1 Torneamento com ferramenta simples ou múltipla de filetar

➔ O perfil da rosca e executado com apenas um gume em varias passadas; ➔ São utilizadas ferramentas de aço rápido e de metal duro;

➔ O uso de insertos indexáveis exige altas Vc’s;

➔ Altas Vc’s e altos avanços geram recuos rápidos;

➔ Processo critico na execução de roscas próximas a ressaltos e colares;

➔ Maquinas de comando manual - ferramentas de HSS e pecas com rebaixos longos para a saída da ferramenta; ➔ Ferramentas de metal duro e cerâmicas exigem sistemas automáticos - tornos

CNC (altas Vc’s e retornos rápidos).

Figura 15 - Ferramentas de Roscar

➔ Geometria

• ângulo de incidência (a) - 5 a 10° • ângulo efetivo de incidência (aef) - 3 a 5°

• ângulo de saída (g) - 0° (para evitar a deformação do perfil)

➔ Recomendações para rosqueamento de aços e FoFo

• Velocidade de corte • Em tornos paralelos com ferramentas de aço rápido - Vc < 1/2 Vc de torneamento • Ferramentas de materiais cerâmicos - vc ~ 1500 m/min

• Ferramentas de metal duro

3.5.2 Torneamento de rosca com pentes Generalidades:

➔ Vários gumes em ação simultaneamente;

➔ Cada gume realiza um corte mais profundo que o anterior - a rosca e executada em uma passada; ➔ Os pentes podem ser radiais, tangenciais ou circulares (fabricados em aço rápido); ➔ Para rosca externa direita - pente de rosca esquerda e vice versa;

➔ Para roscas internas - pentes circulares;

Figura 16 - Pentes de Rosqueamento

3.5.3 Rosqueamento com cabeçotes automáticos

Generalidades: ➔ Tipos de cabeçotes

• Estacionários / Giratórios ➔ Tipos de pentes acoplados aos cabeçotes

• Radiais / Tangenciais / Circulares ➔ Atingindo-se o comprimento da rosca os pentes abrem e a ferramenta retorna

➔ Menor desgaste da ferramenta, menor tempo gasto e melhor acabamento

➔ Os pentes são ajustáveis - tolerância dimensional das roscas- facilidade para a reafiação.

Figura 17 - Exemplos de cabeçotes de rosqueamento

3.5.4 Cabeçotes automáticos de pentes radiais

Características: • Os dentes cortantes em cada pente são defasados de acordo com o angulo de hélice da rosca • Pentes largos podem ser usados, permitindo chanfros compridos;

• Podem ser adaptados para desbaste e acabamento;

• Servem para execução de roscas direitas, esquerdas, finas e grossas;

• Vida relativamente curta dos pentes;

• Difícil reafiação;

• A quebra ou o lascamento de um dente leva usualmente a perda total do jogo de pentes.

Figura 18 - Processo de Roscamento Externo

3.5.5 Cabeçotes automáticos de pentes tangenciais

Características: ➔ Os pentes tangenciais são placas planas com perfil de rosca de um lado

➔ São montados no cabeçote de modo que contactem a peca tangencialmente

➔ Filetes retos (círculos concêntricos) ou em hélice

➔ Roscas esquerdas - pentes esquerdos

(Parte 3 de 3)

3.5.6 Turbilhonamento de roscas (tornofresamento)

Características: ➔ Processo de torneamento com corte interrompido

➔ A profundidade total da rosca e obtida por um ou vários gumes - parte interna de uma ferramenta rotativa circular ➔ Uma passada, elevada velocidade de corte P_ Ferramenta montada de forma excêntrica em relação a peca que apresenta um movimento rotativo lento no sentido contrario ao movimento rotativo da ferramenta P_ Roscas externas - a ferramenta e configurada na forma de um cabeçote de fresamento com gumes para dentro P_ Processo executado em maquinas especiais P_ Alto potencial de corte e elevada qualidade superficial P_ Em geral são montadas no cabeçote 4 ferramentas de metal duro defasadas de 90° P_ Duas atuam no fundo da rosca, uma nos flancos e uma na remoção de rebarbas P_ Mínimo aquecimento da peca e da ferramenta P_ Operação realizada em geral a seco

Figura 19 - Turbilhonamento 3.5.7 Fresamento de roscas

Características: ➔ E um processo usado na execução de roscas longas de movimento e de roscas em geral de passo grande; P_ A peca gira lentamente produzindo a velocidade de avanço; P_ O cabeçote porta-fresa se desloca paralelamente ao eixo da peca de um passo para cada volta da peca; P_ Roscas de passo grande ou de varias entradas - o cabeçote porta-fresa deve ter um suporte externo - maior rigidez; P_ As fresas simples de forma podem ser convencionais ou, mais freqüentemente, detalonadas;

Figura 20 - Exemplo de fresamento de roscas 3.5.8 Fresamento de roscas com fresas múltiplas e de forma

Características: P_ E o processo mais rápido e econômico de fresar roscas curtas; P_ A fresa e formada por de uma serie de filetes anelares concêntricos com a forma da rosca; P_ A fresa tem os dentes de talonados e um comprimento igual ao da rosca a executar mais dois passos; P_ Fresas com canais retos ou helicoidais;

➔ Canais helicoidais asseguram corte mais seguro - reduzem a possibilidade de vibrações; P_ Fresas com canais retos são mais econômicas para roscas externas, finas e de pequeno comprimento.

Figura 21 - Exemplo de fresamento de socas com fresas múltiplas

4. Cálculos que se fazem necessários

Nem sempre os parafusos usados nas máquinas são padronizados (normalizados) e, muitas vezes, não se encontra o tipo de parafuso desejado no comércio. Nesse caso, é necessário que a própria empresa faça os parafusos, para isso é preciso saber identificar o tipo de rosca do parafuso e calcular suas dimensões.

Para você resolver os cálculos, é necessário seguir todas as indicações apresentadas nos formulários a seguir.

Rosca métrica triangular (normal e fina)

P = passo da rosca d = diâmetro maior do parafuso (normal) d1 = diâmetro menor do parafuso (Ø do núcleo) d2 = diâmetro efetivo do parafuso (Ø médio) a = ângulo do perfil da rosca f = folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso D = diâmetro maior da porca D1 = diâmetro menor da porca D2 = diâmetro efetivo da porca he = altura do filete do parafuso rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso rri = raio de arredondamento da raiz do filete da porca

Figura 2 – Rosca Triangular

Ângulo do perfil da rosca: a = 60º . Diâmetro menor do parafuso (Ø do núcleo): d1 = d - 1,2268P. Diâmetro efetivo do parafuso (Ø médio): d2 = D2 = d - 0,6495P. Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso: f = 0,045P. Diâmetro maior da porca: D = d + 2f . Diâmetro menor da porca (furo): D1= d - 1,0825P. Diâmetro efetivo da porca (Ø médio): D2= d2. Altura do filete do parafuso: he = 0,61343P . Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso: rre = 0,14434P. Raio de arredondamento da raiz do filete da porca: rri = 0,063P.

Rosca whitworth (triangular normal e fina)

Figura 23 - Rosca Whitworth

O primeiro procedimento para calcular roscas consiste na medição do passo da rosca. Para obter essa medida, podemos usar pente de rosca, escala ou paquímetro. Esses instrumentos são chamados verificadores de roscas e fornecem a medida do passo em milímetro ou em filetes por polegada e, também, a medida do ângulo dos filetes.

Figura 24 - Pente de Roscas

As roscas de perfil triangular são fabricadas segundo três sistemas normalizados: o sistema métrico ou internacional (ISO), o sistema inglês ou whitworth e o sistema americano. No sistema métrico, as medidas das roscas são determinadas em milímetros. Os filetes têm forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.

Figura 25 - Demonstração dos Filetes

No sistema whitworth, as medidas são dadas em polegadas. Nesse sistema, o filete tem a forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz arredondadas.

O passo é determinado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em uma polegada.

No sistema americano, as medidas são expressas em polegadas. O filete tem a forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.

Nesse sistema, como no whitworth, o passo também é determinado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em uma polegada.

Nos três sistemas, as roscas são fabricadas em dois padrões: normal e fina. A rosca normal tem menor número de filetes por polegada que a rosca fina.

No sistema whitworth, a rosca normal é caracterizada pela sigla BSW (british standard whitworth - padrão britânico para roscas normais). Nesse mesmo sistema, a rosca fina é caracterizada pela sigla BSF (british standard fine – padrão britânico para roscas finas).

No sistema americano, a rosca normal é caracterizada pela sigla NC (national coarse) e a rosca fina pela sigla NF (national fine).

Cálculos de roscas triangulares - métrica normal

Procedimentos para determinar o passo da rosca ou o número de fios por polegada. Vamos usar o pente de rosca.

Verificar qual das lâminas do pente da rosca se encaixa perfeitamente nos filetes da rosca. A lâmina que se encaixar vai indicar-lhe o passo da rosca ou o número de fios por polegada.

Vimos que, no lugar do pente de rosca, você pode usar uma escala e medir, por exemplo, 10 filetes da rosca. Você divide a medida encontrada por 10 para encontrar o passo da rosca. Isto, se a rosca for do sistema métrico. Se ela for do sistema inglês, você deve verificar quantos filetes cabem em uma polegada da escala. O resultado, portanto, será o número de fios por polegada.

Medir o diâmetro externo da rosca com paquímetro. Tendo a medida do diâmetro e a medida do passo, ou o número de fios por polegada, você vai consultar a tabela para obter as demais medidas da rosca. Também, em vez de consultar a tabela, você pode fazer os cálculos das dimensões da rosca.

5. Aplicações

Os filetes das roscas apresentam vários perfis. Esses perfis, sempre uniformes, dão nome as roscas e condicionam sua aplicação. Temos os seguintes perfis das roscas:

Triangular:Parafusos e porcas de fixação na união de peças. Ex.: Fixação da roda do carro.

Trapezoidal: Parafusos que transmitem movimento suave e uniforme. Ex.:

Fusos de máquinas.

Redonda: Parafusos de grandes diâmetros sujeitos a grandes esforços. Ex.:

Equipamentos ferroviários.

Quadrada: Parafusos que sofrem grandes esforços e choques. Ex.: Prensas e morsas.

Dente de Serra: Parafusos que exercem grande esforço num só sentido Ex.: macacos de catraca.

6.Exemplos

Figura 26 - Exemplos de Roscas 7. Bibliografia

- Processos de Usinagem, Rodrigo Lima Stoeterau,UFSC -Noções de usinagem,MRN

seguinte endereço:http://w.brasfuso.com.br/osg.htm;

- Vicente Chiaverini - Tecnologia Mecânica Vol. I - Processos de Fabricação e Tratamento - Ferramentas OSG – “Machos – Manual Técnico”disponível na Internet no -Processos de usinagem de roscas: w.hlam.com.br

Figura 01 – roscas ........... 16

Figura 02 – passo e hélice da rosca...........................................................................................16

Figura 03 – rosca fina (rosca de pequeno passo)......................................................................16

Figura 04 – rosca média (normal).............................................................................................17

Figura 05 – rosca de transporte ou movimento.........................................................................17

Figura 06 – perfil da rosca - triangular .....17

Figura 07 – perfil da rosca - trapezoidal...................................................................................18

Figura 08 – perfil da rosca - redondo........................................................................................18

Figura 09 – perfil da rosca – dente de serra..............................................................................18

Figura 10 – perfil da rosca - quadrado......................................................................................18

Figura 11 – rosca à esquerda .....19

Figura 12 – rosca à direita.........................................................................................................19

Figura 13 – rosca métrica de perfil triangular...........................................................................20

Figura 14 – rosca americana normal NC..................................................................................20

Figura 15 – rosca americana fina NC.......................................................................................20

Figura 16 – rosca whitworth normal (inglesa) ....21

Figura 17 – rosca whitworth gás (BSP) contínua.....................................................................21

Figura 18 – rosca whitworth gás (BSP) conclusão...................................................................21

Figura 19 – rosca trapezoidal americana “Acme”....................................................................22

Figura 20 – rosca trapezoidal métrica.......................................................................................22

Figura 21 – rosca quadrada.......................................................................................................22

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................04

2 DESENVOLVIMENTO.....................................................................................................04

2.1 Descrição............................................................................................................................04

2.2 Passo e hélice da rosca......................................................................................................04

2.3 Rosca fina (rosca de pequeno passo)...............................................................................05

2.4 Rosca média (normal).......................................................................................................05

2.5 Rosca de transporte ou movimento.................................................................................06

3 PERFIL DA ROSCA (SECÇÃO DO FILETE)...............................................................06

3.1 Triangular..........................................................................................................................06

3.2 Trapezoidal........................................................................................................................06

3.3 Redondo.............................................................................................................................07

3.4 Dente de Serra...................................................................................................................07

3.5 Quadrado...........................................................................................................................07

4 SENTIDO DE DIREÇÃO DO FILETE...........................................................................07

2.1 À Esquerda........................................................................................................................07

2.2 À Direita.............................................................................................................................07

5 SIMBOLOGIA DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DE UMA ROSCA........................07

6 PRINCIPAIS SISTEMAS DE ROSCAS...........................................................................08

6.1 Rosca métrica de perfil triangular..................................................................................08

6.2 Rosca americana normal NC............................................................................................09

6.3 Rosca americana fina – NC..............................................................................................10

6.4 Rosca whitworth normal (inglesa)...................................................................................11

6.5 Rosca Whitworth gás (BSP) CONTÍNUA......................................................................11

6.6 Rosca Whitworth gás (BSP).............................................................................................11

6.7 Rosca trapezoidal americana “Acme”............................................................................12

6.8 Rosca trapezoidal métrica................................................................................................12

6.9 Rosca quadrada.................................................................................................................13

7 CONCLUSÃO......................................................................................................................14

REFERÊNCIAS.....................................................................................................................15

APÊNDICES...........................................................................................................................16

1 INTRODUÇÃO

O objetivo deste trabalho é explanar sobre os tipos de roscas, bem como propor o aproveitamento da disciplina em nosso curso, pois às vezes é necessário que a própria empresa faça os parafusos. Para isso é preciso pôr em prática alguns conhecimentos, como saber identificar o tipo de rosca do parafuso e calcular suas dimensões.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 Descrição

Rosca é uma saliência de perfil constante, helicoidal, que se desenvolve de forma uniforme, externa ou internamente, ao redor de uma superfície cilíndrica ou cônica. Essa saliência é denominada filete. (Figura 01)

2.2. Passo e hélice da rosca

Quando há um cilindro que gira uniformemente e um ponto que se move também uniformemente no sentido longitudinal, em cada volta completa do cilindro, o avanço (distância percorrida pelo ponto) chama-se passo e o percurso descrito no cilindro por esse ponto denomina-se hélice. (Figura 02)

O desenvolvimento da hélice forma um triângulo, onde se têm:

α = ângulo da hélice

P (passo) = cateto oposto

hélice = hipotenusa

D2 (diâmetro médio) = cateto adjacente.

Podem-se aplicar, então, as relações trigonométricas em qualquer rosca, quando se deseja conhecer o passo, diâmetro médio ou ângulo da hélice:

ângulo da hélice = tg α = P / D2 . π

P (passo) = tg α . D2 . π

Quanto maior for o ângulo da hélice, menor será a força de atrito atuando entre a porca e o parafuso, e isto é comprovado através do paralelogramo de forças. Portanto, deve-se ter critério na aplicação do passo da rosca. Para um aperto adequado em parafusos de fixação, deve-se manter α < 15º.

FA = força de atrito

FN = força normal

FR = força resultante

2.3 Rosca fina (rosca de pequeno passo)

Frequentemente é usada na construção de automóveis e aeronaves, principalmente porque nesses veículos ocorrem choques e vibrações que tendem a afrouxar a porca.

É utilizada também quando há necessidade de uma ajustagem fina ou uma maior tensão inicial de aperto e, ainda, em chapas de pouca espessura e em tubos, por não diminuir sua secção.

Parafusos com tais roscas são comumente feitos de aços-liga e tratados termicamente.

Observação: Devem-se evitar roscas finas em materiais quebradiços. (Figura 03)

2.4 Rosca média (normal)

Utilizada normalmente em construções mecânicas e em parafusos de modo geral, proporciona também uma boa tensão inicial de aperto, mas deve-se precaver quando do seu emprego em montagens sujeitas a vibrações, usando, por exemplo, arruelas de pressão. (Figura 04)

2.5 Rosca de transporte ou movimento

Possui passo longo e por isso transforma o movimento giratório num deslocamento longitudinal bem maior que as anteriormente citadas. É empregada normalmente em máquinas (tornos, prensas, morsa, etc.) ou quando as montagens e desmontagens são frequentes.

O material do furo roscado deve ser diferente do aço para evitar a solda a frio (engripamento). Também é desaconselhável sua montagem onde as vibrações e os choques são frequentes.

Quando se deseja um grande deslocamento com filetes de pouca espessura, emprega-se a rosca múltipla, isto é, com dois filetes ou mais. (Figura 05)

3 PERFIL DA ROSCA (SECÇÃO DO FILETE)

3.1 Triangular

É o mais comum. Utilizado em parafusos e porcas de fixação, uniões e tubos. (Figura 06)

3.2 Trapezoidal

Empregado em órgãos de comando das máquinas operatrizes (para transmissão de movimento suave e uniforme), fusos e prensas de estampar (balancins mecânicos). (Figura 07)

3.3 Redondo

Emprego em parafusos de grandes diâmetros e que devem suportar grandes esforços, geralmente em componentes ferroviários. É empregado também em lâmpadas e fusíveis pela facilidade na estampagem. (Figura 08)

3.4 Dente de serra

Usado quando a força de solicitação é muito grande em um só sentido (morsas, macacos, pinças para tornos e fresadoras). (Figura 09)

3.5 Quadrado

Quase em desuso, mas ainda utilizado em parafusos e peças sujeitas a choques e grandes esforços (morsas). (Figura 10)

4 SENTIDO DE DIREÇÃO DO FILETE

4.1 À esquerda

Quando, ao avançar, gira em sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (sentido de aperto à esquerda). (Figura 11)

4.2 À direita

Quando, ao avançar, gira no sentido dos ponteiros do relógio (sentido de aperto à direita). (Figura 12)

5 SIMBOLOGIA DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DE UMA ROSCA

D = diâmetro maior da rosca interna (nominal)

d = diâmetro maior da rosca externa (nominal)

D1 = diâmetro menor da rosca interna

d1 = diâmetro menor da rosca externa

D2 = diâmetro efetivo da rosca interna

d2 = diâmetro efetivo da rosca externa

P = passo

A = avanço

N = número de voltas por polegada

n = número de filetes (fios por polegada)

H = altura do triângulo fundamental

he = altura do filete da rosca externa

hi = altura do filete da rosca interna

i = ângulo da hélice (α)

rre = arredondamento do fundo da rosca do parafuso

rr1 = arredondamento do fundo da rosca da porca

6 PRINCIPAIS SISTEMAS DE ROSCAS

6.1 Rosca métrica de perfil triangular ISO - ABNT - NB97 (Figura 13)

d = nominal

d1 = d - 1,2268 . P

he = 0,61343 . P

rre = 0,14434 . P

D = d ÷ 2a

D1 = d - 1,0825 . P

h1 = 0,5413 . P

rri = 0,063 . P

d2 e D2 = d - 0,64953 . P

A = 0,045 . P

H = 0,86603 . P

i = tg ∝ = P / dπ . 1

Designação:

• M10 (normal)

• M20 x 1,5 (passo fino)

6.2 Rosca americana normal NC ISO - ABNT - NB97 (Figura 14)

P = 1” ÷ número de filetes por polegada

H = 0,866p

he = 0,6495p

h = 0,6134p

h1 = 0,54125p

d1 = d - 2he

d2 = d - he

D = d + 0,2222he

D1 = d - 1,7647

e1 = p/8

e2 = p/24

6.3 Rosca americana fina – NC (Figura 15)

P = 1” ÷ número de filetes por polegada

H = 0,866P

he = 0,6495P

h = 0,6134P

h1 = 0,54125P

d1 = d - 2he

d2 = d - he

D = d + 0,2222he

D2 = d - 1,7647

e1 = p/8

e2 = p/24

6.4 Rosca whitworth normal (inglesa) (Figura 16)

P = 1” ÷ número de filetes por polegada

H = 0,9605 . P

h1 = 0,6403 . P

d1 = d - 2 . h1

rre = rri = 0,1373 . P

d2 = d1 + h1

Designação

Normal: Indica-se somente pelo ∅ maior → 2”

Fina: Diâmetro maior x passo → w84 x 1/16”

6.5 Rosca Whitworth gás (BSP) - ABNT - NB202 ISO - R7 (continua) (Figura 17)

H = 0,960491 . P

h = 0,640327 . P

r = 0,137329 . P

6.6 Rosca Whitworth gás (BSP) - ABNT - NB202 ISO - R7 (conclusão) (Figura 18)

H = 0,960237 . P

h = 0,640327 . P

r = 0,137278 . P

Designação T4”

6.7 Rosca trapezoidal americana “Acme” (Figura 19)

= 29º

h = 0,5 . P + 0,254

h1 = h

c = 0,3707 . P

f = 0,3707 . P - 0,132

d1 = d - 2h

d2 = d - P / 2

D = d + 0,508

D1 = d - P

tg i = P / Dπ . 2

Exemplo: 1 1/8” x 5

Designação

• Diâmetro externo (em polegada) x número de fios por polegada.

6.8 Rosca trapezoidal métrica (Figura 20)

P = variável

d1 = d - 2h1

D = d + 2a

D1 = d - 2(h1 - a)

d2 = d - 0,5 . P

h = 1,866 . P

h1 = 0,5 . P + a

h2 = 0,5 . P + a - b

H = 0,5 . P + 2a - b

= 30º

Ângulo da hélice ( i ) = tg i = P / dπ . 2

Exemplo:

Diâmetro maior x passo → Tr 48 x 8

6.9 Rosca quadrada (Figura 21)

folga = 0,05h

h = 0,5P

a = 0,5P

P(métrico) = 0,2D

Designação:

Quadrada ∅ maior x passo

Exemplo: Quadrada 50 x 4

7 CONCLUSÃO

A rosca é formada por um ou mais ﬁletes em forma de hélice. Podemos deﬁnir a hélice como sendo uma curva descrita num cilindro através de um ponto animado de dois movimentos uniformes: movimento de rotação em torno do eixo do cilindro; movimento de translação paralelo ao eixo do cilindro.

Podemos resumir as propriedades de uma rosca da seguinte maneira: a qualquer instante as distâncias percorridas em rotação e translação são proporcionais; duas roscas tendo os mesmos avanços, sentido de giro e diâmetro podem coincidir e correr uma sobre a outra girando no cilindro gerador.

Podemos classiﬁcar as roscas de quatro maneiras: pela forma do perﬁl; pelo sentido da hélice (rosca direita ou esquerda); pelo numero de hélices independentes e paralelas (rosca simples de uma entrada ou rosca múltipla de duas ou mais entradas); pela localização da rosca na peça (roscas externas ou roscas).

REFERÊNCIAS

Parafusos – Tipos de roscas. Disponível em < http://mecanica-blog. blogspot. com. br /2010 /04/parafusos-tipos-de-rosca.html >. Acesso em: 24 de agosto de 2013.

Noções Básicas de Elementos de Máquinas. Disponível em <http://www.perdiamateria. eng.br/ Mecanismos/Elementos%20de%20M%C3%A1quinas%202.pdf>. Acesso em 23 de agosto de 2013.

Apêndice A – Lista de ilustrações

Figura 1: roscas