Referencia de Tornillos

¿Cómo se determinan las dimensiones de tornillos métricos?

Las dimensiones de los tornillos métricos siguen las normas ISO 261 e ISO 262, que definen la geometría de la rosca con base en un perfil de ángulo de rosca de 60°. El diámetro mayor, el paso y el diámetro menor están relacionados matemáticamente mediante las ecuaciones del perfil básico de rosca. El paso grueso es el predeterminado; el paso fino se usa cuando se necesita resistencia a la vibración o ajuste fino.

El tamaño de la broca para roscar se calcula a partir del diámetro menor para lograr aproximadamente un 75% de acoplamiento de rosca — el estándar de la industria que equilibra la resistencia de la rosca (alcanzando ~90% de la resistencia de rosca completa) con un par de roscado razonable. Los agujeros pasantes se especifican en ajustes cerrado (H12), medio (H13) y libre (H14) según ISO 273.

Los tamaños comunes van de M1.6 a M64 para ingeniería general. Los valores de paso siguen una progresión geométrica estandarizada: M6×1.0 (grueso), M8×1.25, M10×1.5, M12×1.75. Las versiones de paso fino (p. ej., M10×1.0, M10×1.25) se usan en automoción, aeroespacial e instrumentos de precisión.

La longitud de acoplamiento de rosca es crítica para el diseño de agujeros roscados: en acero, 1.0-1.5× el diámetro nominal proporciona la resistencia completa de la rosca. En materiales más blandos como aluminio o hierro fundido, use 1.5-2.0× el diámetro. Más allá de estos límites, añadir más filetes aporta una resistencia adicional insignificante, porque el perno fallará en tracción antes de que las roscas se desgarren.

Formula: Diámetro menor = Diámetro mayor − 1.0825 × Paso Diámetro de paso = Diámetro mayor − 0.6495 × Paso Broca para roscar = Diámetro mayor − Paso (para ~75% de acoplamiento)

Ejemplo de cálculo

Para una rosca M10×1.5 (gruesa): diámetro menor = 10 − 1.0825 × 1.5 = 8.376 mm. Diámetro de paso = 10 − 0.6495 × 1.5 = 9.026 mm. Broca para roscar = 10 − 1.5 = 8.5 mm. Agujero pasante de ajuste cerrado = 10.5 mm.

Cuándo usar esta calculadora

• Programar un ciclo de roscado CNC y necesitar el tamaño correcto de broca para la rosca especificada
• Diseñar una unión atornillada y seleccionar el tamaño apropiado de agujero pasante para el ensamble
• Reemplazar un sujetador dañado en campo y necesitar identificar la especificación de la rosca a partir de mediciones
• Crear planos técnicos que requieren la designación completa de la rosca con las dimensiones del diámetro menor y el diámetro de paso

Errores comunes a evitar

• Confundir el paso grueso y el fino para el mismo tamaño nominal — M10×1.5 (grueso) y M10×1.25 (fino) requieren brocas para roscar diferentes y no son intercambiables
• Usar agujeros pasantes de ajuste libre donde se necesita ajuste cerrado — el juego excesivo permite movimiento del perno que puede causar falla por fatiga de la unión bajo carga cíclica
• Olvidar que el tamaño de la broca para roscar asume un 75% de acoplamiento de rosca — especificar 100% de acoplamiento aumenta drásticamente el par de roscado y la tasa de rotura de machos con una ganancia de resistencia insignificante
• No considerar la diferencia entre el tamaño de la broca y el tamaño real del agujero — las brocas cortan ligeramente sobredimensionado (típicamente +0.02-0.05 mm), lo que afecta el porcentaje de acoplamiento de rosca

Cómo interpretar los resultados

• El valor de la broca de roscado apunta a aproximadamente un 75% de engrane de rosca — el estándar de la industria que proporciona cerca del 90% de la resistencia de la rosca completa con un torque de roscado manejable; redondea a la broca estándar disponible más cercana, prefiriendo el tamaño mayor
• El diámetro menor es la dimensión del fondo de la rosca — úsalo para el área de tensión de tracción y los cálculos de arrancamiento de rosca, no como el tamaño de la broca de roscado
• Los agujeros de holgura ajustada ubican el sujetador con precisión; la holgura libre permite la acumulación de tolerancias de posición en patrones de varios agujeros — elige según la tolerancia de posición del patrón y el método de ensamblaje
• El paso grueso y el fino comparten el mismo diámetro nominal, pero todas las dimensiones derivadas (paso, diámetro menor, broca de roscado) difieren — confirma el tipo de paso con la indicación del plano antes de taladrar
• Todos los valores son dimensiones básicas ISO 261/262 — las roscas de producción llevan tolerancias de clase (típicamente 6H/6g), así que usa los límites del calibre de rosca para las decisiones finales de aceptación

Normas y referencias relacionadas

• ISO 261 — Roscas métricas ISO de uso general — plan general
• ISO 262 — Roscas métricas ISO de uso general — tamaños seleccionados para uso general
• ISO 273 — Elementos de fijación — agujeros pasantes para pernos y tornillos
• ISO 68-1 — Roscas ISO de uso general — perfil básico

Tabla de referencia de tamaños de tornillos métricos — Paso grueso

Dimensiones de cada designación estándar a paso grueso, calculadas por esta calculadora. Las cifras están en milímetros.

Preguntas frecuentes

¿Cuándo debo usar paso fino en lugar de paso grueso?

Use paso fino cuando: (1) la unión está sometida a vibración y debe resistir el aflojamiento (p. ej., tuercas de eje automotrices), (2) se necesita un ajuste fino (p. ej., micrómetros, dispositivos de precisión), (3) el espesor de pared es limitado y conviene tener menos filetes profundos, o (4) se requiere mayor resistencia a la tracción por filete. El paso grueso es preferible para el ensamble general por su instalación más rápida y mayor tolerancia a filetes dañados.

¿Cuál es la longitud de acoplamiento de rosca recomendada?

Para acero en acero, de 1.0× a 1.5× el diámetro nominal proporciona la resistencia completa de la rosca. Para agujeros roscados en aluminio o hierro fundido, use de 1.5× a 2.0× el diámetro. Más allá de 1.5D en acero, agregar más filetes aporta una resistencia adicional insignificante porque el vástago del perno fallará antes de que los filetes se desgarren.

¿Cuál es el acoplamiento de rosca mínimo para evitar el desgarre de los filetes?

En conexiones acero con acero, 0.5× el diámetro nominal proporciona aproximadamente el 75% de la resistencia a la tracción del perno en resistencia al desgarre. A 1.0× el diámetro, la resistencia al desgarre iguala la resistencia a la tracción del perno. La recomendación práctica es 1.0-1.5× el diámetro para acero, 1.5-2.0× para aluminio y 2.0-2.5× para plásticos.