Rosca de tornillo métrica ISO

La rosca métrica ISO es el tipo de rosca de uso general más común en todo el mundo. ^{[ 1 ]} Fueron uno de los primeros estándares internacionales acordados cuando se creó la Organización Internacional de Normalización (ISO) en 1947.

La designación "M" para tornillos métricos indica el diámetro exterior nominal de la rosca, en milímetros . Este diámetro también se denomina diámetro mayor en la información que se presenta a continuación. Indica el diámetro del orificio de pared lisa por el que un componente con rosca externa (por ejemplo, un perno ) pasará fácilmente para conectarse a un componente con rosca interna (por ejemplo, una tuerca ) en el otro extremo. Por ejemplo, un tornillo M6 tiene un diámetro exterior nominal de 6 milímetros y, por lo tanto, encajará perfectamente en un orificio de 6 mm de diámetro.  

Los principios de diseño de las roscas métricas de uso general ISO (roscas de la serie "M") se definen en la norma internacional ISO 68-1. ^{[ 2 ]} Cada rosca se caracteriza por su diámetro mayor , D ( D _maj en el diagrama), y su paso , P. Las roscas métricas ISO consisten en una rosca simétrica en forma de V. En una sección transversal a lo largo del eje de la rosca, los lados de la V tienen un ángulo de 60° entre sí. La profundidad de la rosca es 0,54125 × paso. El 1/8 más externo y el 1/4 más interno de la altura H de la forma de V se cortan del perfil.

La relación entre la altura H y el paso P se encuentra utilizando la siguiente ecuación donde θ es la mitad del ángulo incluido de la rosca, en este caso 30°: ^{[ 3 ]}

${\displaystyle H={\frac {1}{\tan \theta }}\cdot {\frac {P}{2}}={\frac {\sqrt {3}}{2}}\cdot P\approx 0.8660\cdot P}$

o

${\displaystyle P=2\tan \theta \cdot H={\frac {2}{\sqrt {3}}}\cdot H\approx 1.1547\cdot H}$

Debido a que solo se corta 5/8 de esta altura, la diferencia entre los diámetros mayor y menor es 5/4 × 0,8660 × P = 1,0825 × P , por lo que el tamaño de la broca para roscar se puede aproximar restando el paso de la rosca del diámetro mayor.

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 externa 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 las dimensiones mínimas ; por lo tanto, el perfil de la rosca debe terminar plano en D _min , pero puede redondearse más allá de D _maj . En la práctica, esto significa que se puede medir el diámetro sobre las roscas de un perno para hallar el diámetro nominal D _maj , y el diámetro interior de una tuerca es D _min .

El diámetro menor D _min y el diámetro efectivo de paso D _p se derivan del diámetro mayor y el paso como

${\displaystyle {\begin{aligned}D_{\text{min}}&=D_{\text{maj}}-2\cdot {\frac {5}{8}}\cdot H=D_{\text{maj}}-{\frac {5{\sqrt {3}}}{8}}\cdot P\approx D_{\text{maj}}-1.082532\cdot P\\[3pt]D_{\text{p}}&=D_{\text{maj}}-2\cdot {\frac {3}{8}}\cdot H=D_{\text{maj}}-{\frac {3{\sqrt {3}}}{8}}\cdot P\approx D_{\text{maj}}-0.649519\cdot P\end{aligned}}}$

Las tablas de las dimensiones derivadas para los diámetros y pasos de rosca definidos en la norma ISO 261 se proporcionan en la norma ISO 724 .

Una rosca métrica ISO se designa con la letra M seguida del valor del diámetro nominal D (el diámetro máximo de la rosca) y el paso P , ambos expresados ​​en milímetros y separados por un guion o, a veces, por el signo de multiplicación × (p. ej., M8-1.25 o M8×1.25). Si el paso es el paso "grueso" de uso común que figura en las normas ISO 261 o ISO 262, se puede omitir (p. ej., M8). ^{[ 4 ] : 17}

La longitud de un tornillo o perno de máquina se indica con una × y la longitud se expresa en milímetros (por ejemplo, M8-1.25×30 o M8×30). ^{[ 5 ]}

Las clases de tolerancia definidas en la norma ISO 965-1 pueden añadirse a estas designaciones, si es necesario (por ejemplo, M500–6g en roscas externas). Las roscas externas se designan con la letra minúscula g o h. Las roscas internas se designan con la letra mayúscula G o H. ^{[ 4 ] : 17}

La norma ISO 261 especifica una lista detallada de combinaciones preferidas de diámetro exterior D y paso P para roscas métricas ISO. ^{[ 6 ] [ 7 ]} La norma ISO 262 especifica una lista más corta de dimensiones de rosca, un subconjunto de la norma ISO 261. ^{[ 8 ]}

Los valores de rosca se derivan de la serie de Renard redondeada . Se definen en ISO 3, donde los tamaños de "primera opción" pertenecen a la serie Rˈˈ10 y los tamaños de "segunda opción" y "tercera opción" son los valores restantes de la serie Rˈˈ20. ^{[ 6 ]}

El paso grueso es el paso predeterminado comúnmente utilizado para un diámetro dado. Además, se definen uno o dos pasos finos más pequeños, para su uso en aplicaciones donde la altura del paso grueso normal sería inadecuada (por ejemplo, roscas en tuberías de paredes delgadas). Los términos grueso y fino no tienen (en este contexto) relación con la calidad de fabricación de la rosca. ^{[ 9 ]}

Además de las roscas gruesas y finas, existe otra división de roscas extrafinas o superfinas , con un paso muy fino. Las roscas métricas de paso superfino se utilizan ocasionalmente en componentes automotrices, como amortiguadores, y son comunes en la industria aeronáutica. Esto se debe a que las roscas extrafinas son más resistentes a aflojarse por vibraciones. ^{[ 10 ]} Las roscas finas y superfinas también tienen un diámetro menor mayor que las roscas gruesas, lo que significa que el perno o espárrago tiene una mayor área de sección transversal (y, por lo tanto, una mayor capacidad de carga) para el mismo diámetro nominal.

Japón contaba con una norma JIS (Estándar Industrial Japonés) para roscas métricas que seguía en gran medida la norma ISO, pero con algunas diferencias en el paso y el tamaño de la cabeza. (Esto podría explicar por qué algunos tornillos métricos no parecen encajar en una motocicleta o un automóvil).

En abril de 1967, la norma JIS se modificó para que coincidiera con los pasos de rosca de la norma ISO. ^{[ 14 ]}

A continuación se muestran algunos tamaños comunes de llaves para roscas métricas. Los anchos de cabeza hexagonal (generalmente abreviados como "hex") ( ancho entre caras , tamaño de llave) corresponden a tuercas hexagonales DIN 934 ^{[ 15 ]} y pernos de cabeza hexagonal. Pueden existir otros tamaños (generalmente más pequeños) para reducir el peso o el costo, incluidos los pernos de brida de la serie pequeña definidos en ISO 4162 ^{[ 16 ]} , que normalmente tienen tamaños de cabeza hexagonal que corresponden al tamaño de rosca de primera elección más pequeño (por ejemplo, los pernos de brida de la serie pequeña M6 tienen  cabezas hexagonales de 8 mm, como se encontraría normalmente en los pernos M5). ^{[ 17 ]}

• Diagramas y tablas de muchas series de roscas. En alemán.
• DIN 931: Tornillos de cabeza hexagonal M1,6 a M39 (grados de producto A y B) Archivado el 10 de diciembre de 2022 en Wayback Machine (1987)
• Perfil de rosca métrica, dimensiones y tolerancias
• Tamaños, roscas y materiales de pernos métricos
• Hilo francés