4 RUGOSITÀ DISEGNO TECNICO E-36

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1 E-36 4 RUGOSITÀ 4.1 Indicazione dello stato delle superfici (UNI EN ISO 1302) La rugosità è l'insieme delle irregolarità superficiali, relativamente piccole, dovute al metodo di produzione e/o alle lavorazioni subite da un oggetto. L'importanza della rugosità delle superfici è legata all'aspetto estetico dell'oggetto e alla sua funzionalità. La rugosità delle superfici deve essere prevista in fase di progetto e deve essere indicata sul disegno tecnico assieme alla quotatura. La prescrizione della rugosità è effettuata in funzione dei seguenti fattori: - aspetto estetico della superficie del pezzo; - tolleranze dimensionali assegnate; - tipo di contatto fra le superfici (fisso o mobile); - usura prevista fra le superfici striscianti; - estensione delle superfici di contatto; - pressione esercitata sulle superfici di appoggio; - sollecitazione presente sui pezzi. Si riportano, di seguito, alcune definizioni che servono a identificare gli elementi di una generica superficie utili alla determinazione della rugosità (fig. E.56). Figura E.56 Definizione dei parametri caratteristici della rugosità.

2 RUGOSITÀ E-37 - Superficie geometrica o ideale: superficie teorica che delimita un corpo separandolo dall'ambiente e rappresentata con il disegno. - Superficie reale: superficie del pezzo effettivamente realizzata con la lavorazione. - Superficie rilevata: superficie rilevata con gli strumenti di misura che rappresenta con buona approssimazione quella reale. - Linea media: linea di riferimento che divide il profilo in modo che, all'interno della lunghezza di valutazione, la somma dei quadrati degli scostamenti del profilo stesso, a partire da questa linea, sia minima. - Sezione normale trasversale: sezione che si ottiene dall'intersezione fra la superficie e un piano perpendicolare, detto piano di rilievo, alla direzione delle irregolarità superficiali. - Sezione normale longitudinale: sezione che si ottiene dall'intersezione fra la superficie e un piano parallelo alla direzione delle irregolarità superficiali. - Profilo reale: linea risultante dall'intersezione del piano di rilievo con la superficie reale Altre definizioni sono deducibili dalla figura E.57. Figura E.57 Definizione i parametri alternativi di rugosità. - Lunghezza di valutazione: è la distanza fra il punto d'inizio e fine delle misurazioni del profilo; questa lunghezza è ancora suddivisa in 5 lunghezze più piccole (lunghezze di base) per evitare che valori anomali, localizzati, possano influire su tutto il profilo (fig. E.58). Figura E.58 Lunghezza di valutazione e di base.

3 E-38 - Linea di picco: linea parallela alla linea media e passante per il picco più alto riscontrato nella lunghezza di base. - Linea di valle: linea parallela alla linea media e passante per il fondo valle più basso riscontrato nella lunghezza di base. - Ra: media aritmetica dei valori assoluti degli scostamenti del profilo all'interno della lunghezza di base L (fig. E.59). n y i i = 1 1 Ra = = -- y dx n L - Rp: altezza massima di picco. - Rv: profondità massima di valle. - Rz: altezza massima del profilo, (Rv + Rp), valutata nella lunghezza di base. - Rc: media fra i valori assoluti dei picchi e delle valli. - Rq: valore quadratico medio degli scostamenti del profilo. È valida la relazione Rq=1,11Ra, (fig. E.59). - Rt: altezza massima del profilo, (Rv + Rp), calcolata nella lunghezza di valutazione. L L 1 Rq = -- y 2 x dx L 0 0 Figura E.59 Valutazione della rugosità Ra nella lunghezza di valutazione e di base. 4.2 Indicazione della rugosità L'indicazione della rugosità sulle superfici è effettuata con dei segni grafici convenzionali. - Segno grafico di base: è quello rappresentato nella figura E.60, non deve essere utilizzato da solo se non per quelle superfici il cui stato è specificato da una nota.

4 RUGOSITÀ E-39 Figura E.60 Segno grafico di base. - Segni grafici ampliati: nella figura E.61a è indicato il simbolo utilizzato per indicare che, per ottenere la superficie, è necessaria l'asportazione di truciolo. Senza indicazioni significa superficie da lavorare. Nella figura E.61b è riportato il simbolo indicante che l'asportazione del materiale è vietata. È utilizzato anche per indicare che la superficie deve essere lasciata nello stato risultante da un precedente processo di lavorazione. (a) (b) Figura E.61 Segni grafici ampliati: a) necessità di asportare materiale; b) asportazione di materiale vietata. - Segni grafici completi: i segni grafici completi sono indicati nella figura E.62. Il significato è il seguente: d) qualsiasi processo di fabbricazione è ammesso; e) ci deve essere asportazione di materiale; f) non è ammessa l'esportazione di materiale. (a) (b) (c) Figura E.62 Segni grafici completi. Sul segno grafico completo utilizzato per l'indicazione dello stato delle superfici, oltre all'indicazione della rugosità obbligatoria, si possono apporre altre prescrizioni, disposte nelle rispettive zone, indicate nella figura E.63, il cui significato è di seguito spiegato. Figura E.63 Composizione del segno grafico completo con le rispettive zone e caratteristiche indicate.

5 E-40 Tabella E.7 Segni grafici indicanti la direzione dei solchi di lavorazione (zona d, fig. E.63). Segno grafico Solchi paralleli al piano di proiezione della vista sulla quale è applicato il segno grafico. Interpretazione Solchi perpendicolsari al piano di proiezione della vista sulla quale è applicato il segno grafico. X Solchi incrociati in due direzioni oblique rispetto al piano di proiezione della sulla quale è applicato il segno grafico. M Solchi multidirezionali C Solchi approssivamente cirolari rispetto al centro della superficie sulla quale è applicato il segno grafico. R Solchi approssivamente radiali rispetto al centro della superficie sulla quale è applicato il segno grafico. P Solchi protuberanti, non direzionati N.B. Direzioni dei solchi non conformi a questi simboli, devono essere indicate sul disegno con apposite note

6 RUGOSITÀ E-41 Posizione a: indica, quando manca l'indicazione di b, il valore dei parametri della superficie (es. Ra, Rz ecc). Posizione a e b: sono individuati due parametri della stessa superficie (es. Ra max e Ra min ). Se si deve indicare un terzo parametro il segno deve essere ingrandito nella direzione verticale per fare spazio alla terza linea di informazione. Posizione c: sono indicati i metodi li lavorazione, i trattamenti termici ecc. Posizione d: è riportato un simbolo grafico indicante la forma dei solchi di lavorazione (tab. E.7). Posizione e: eventuale sovrametallo di lavorazione in mm. - Segno grafico valido per tutte le superfici del pezzo: quando tutte le superfici di un pezzo hanno lo stesso stato superficiale, a uno dei segni grafici della figura E.62 deve essere aggiunto un cerchietto come indicato nella figura E.64. Il segno può essere posizionato sul profili del pezzo, presso una vista o nel riquadro delle iscrizioni (fig. E.63). Figura E.64 Segno grafico generale. 4.3 Posizione sui disegni dei segni grafici Lo stato di una superficie deve essere indicato una sola volta e, se possibile, nella stessa vista dove sono anche indicate le quote e le tolleranze. La regola generale prevede che il segno grafico debba essere orientato in modo che le informazioni siano leggibili dal basso o dal lato destro del disegno (fig. E.65). Figura E.65 Posizione dei segni di lavorazione sul disegno.

7 E-42 La norma UNI EN ISO 1302 permette, ove non ci sia il rischio di errata interpretazione, di posizionare il segno grafico come indicato nella figura E.66a. Nel caso in cui siano presenti indicazioni di tolleranze geometriche il segno grafico può essere anche posizionato come nella figura E.66b. (a) Figura E.66 Posizione dei segni di lavorazione in casi particolari. Nel caso in cui su alcune superfici del pezzo occorra prevedere rugosità diverse, la designazione avviene riportando i rispettivi simboli sulle superfici interessate e, in prossimità della tabella, il simbolo grafico generale con accanto, tra parentesi, quelli relativi alle altre superfici (fig. E.67). (b) Figura E.67 Indicazione della rugosità con un segno generale e più segni particolari. Nella figura E.68 è riportato un esempio d'indicazione della rugosità con un segno generale, indicante che tutte le superfici del pezzo sono caratterizzate dalla stessa rugosità superficiale. Per evitare di ripetere un'indicazione complicata, o in uno spazio limitato, per un numero elevato di superfici del pezzo in lavorazione, si può utilizzare il metodo semplificato adottato nella figura E.69. Si adotta un'indicazione semplificata sulla superficie a condizione che il significato sia illustrato accanto al disegno o nello spazio previsto per le note generali. Nella tabella E.8 sono riportati i valori della rugosità in funzione delle varie applicazioni; si consiglia di adottare valori compresi nella serie R10 dei numeri normali. Si ricorda che il costo di produzione di un particolare meccanico cresce con l'aumentare del grado di finitura superficiale richiesto; è conveniente, quindi, assegnare valori della rugosità più alti possibile.

8 RUGOSITÀ E-43 Figura E.68 Indicazione della rugosità di tutte le superfici con un segno generale. Figura E.69 Attribuzione delle prescrizioni ai segni utilizzati. Tabella E.8 Valori di rugosità nelle varie applicazioni. Rugosità m in Applicazioni 0,025 0, Piani di appoggio di micrometri, specchi e blocchi di riscontro, facce di calibri d'officina, piani di appoggio e comparatori. 0,1 0,2 4 8 Facce di calibri a corsoio, perni di articolazione, utensili di precisione, cuscinetti super finiti, accoppiamenti stagni ad alta pressione a tenuta di liquido, superfici levigate di tenuta senza guarnizione, superfici lappate senza segni di lavorazione visibile, sopporti di alberi a gomiti e alberi a camme, perni di biella, cilindri pompe idrauliche, cuscinetti precisi, guide di macchine utensili. 0,4 16 Alberi scanalati, cuscinetti per alberi motori, stantuffi, gambo valvola, perni di albero a gomito, cuscinetti di metallo bianco, pattini di scorrimento e relative guide. 0,8 32 Superfici rettificate, finite bene d'utensile a placchetta, con tracce di lavorazione appena visibili, tamburi per freni, fori brocciati, bronzine, cuscinetti, denti ingranaggi. 1,6 63 Facce ingranaggi e loro fori, alberi, teste cilindro, facce di pistoni, superfici di tenuta di flange con guarnizioni metalliche. 3,2 125 Superfici finite d'utensile normale, con tracce di lavorazione visibili, superfici di accoppiamento di parti fisse smontabili, perni e cuscinetti per trasmissioni a mano. 6,3 250 Superfici di tenuta di flange con guarnizioni comuni. 12,5 500 Superfici sgrossate. La tabella E.9 indica le rugosità Ra più probabili per la varie lavorazioni.

9 E-44 Tabella E.9 Relazione fra il tipo di lavorazione e la rugosità Ra.

10 RUGOSITÀ E-45 Nella tabella E.10 sono riportate le rugosità consigliate in funzione del grado di tolleranza richiesto. Tabella E.10 Relazione fra tolleranza di lavorazione e rugosità. Superfici cilindriche con diametri in mm Grado di tolleranza Superfici piane Rugosità Ra [ m] IT6 0,2 0,32 0,5 0,8 1,25 0,5 IT7 0,32 0,5 0,8 1,25 2 0,8 IT8 0,5 0,8 1,25 2 3,2 1,25 IT9 0,8 1,25 2 3,2 5 2 IT10 1,25 2 3, ,2 IT11 2 3, ,5 5 IT12 3, , IT , ,5 IT , La tabella E.11 riporta un indicazione sulle lunghezze di valutazione e di base da prendere in considerazione per la misura della rugosità Ra. Tabella E.11 Lunghezze di base e di valutazione per la misura di Ra. Ra [ m] Lunghezza di valutazione Lunghezza di base [mm] da oltre [mm] 0,005 0,02 0,08 0,4 0,02 0,10 0,25 1,25 0,10 2,0 0,8 4 2,0 10 2,5 12, Altri parametri previsi dalla normativa Nella figura E.70 sono riportati i profili che possono essere presi in considerazione nelle analisi di laboratrio. Il profilo primario o profilo complessivo può comprendere due tipi di errori microgeometrici: - profilo di ondulazione, W; - profilo di rugosità, R. a) b) c) P W R λ f λ c λ c λ s d) e) λ f = 0,0025 mm λ c = 0,8 mm λ s = 8,0 mm R Figura E.70 Profili:a) primario; b) di ondulazione; c) di rugosità.

11 E-46 Per ottenere dal profilo complessivo i profili di ondulazione e di rugosità, occorre far uso di appositi filtri in grado di escludere le lunghezze d onda indesiderate. Per il profilo R si utilizzano un filtro a onde lunghe ( c = 0,8 mm, fig E.15e) e un filtro a onde corte ( s = 0,0025 mm, fig E.70e). La designazione del valore di esclusione della banda di trasmissione del profilo W, ( f - c ), non prevede alcun valore predefinito. Valori accettabili sono riportati nella figura E.70. Nella tabella E.12 sono riportati esempi di designazione della rugosità. Tabella E.12 Esempi di segni grafici con indicazione dello stato della superficie. Segno grafico Significato Non è permesso rimuovere materiale. Banda di trasmissione predefinita. Rz 0,5 Profilo R, altezza massima della rugosità 0,5 m. Lunghezza di valutazione uguale a 5 volte la lunghezza di base. Il processo deve rimuovere materiale. Banda di trasmissione predefinita. Rzmax 0,3 Profilo R, altezza massima della rugosità 0,3 m. Lunghezza di valutazione uguale a 5 volte la lunghezza di base. Il processo deve rimuovere materiale. Banda di trasmissione 0,008-0,8 mm. 0, / Ra 3,1 Profilo R, rugosità Ra = 3,1 m. Lunghezza di valutazione uguale a 5 volte la lunghezza di base. Il processo deve rimuovere materiale. Lunghezza di campionamento 0,8-08 / Ra3 3,1 mm ( s = 0,0025 mm). Profilo R, rugosità Ra = 3,1 m. Lunghezza di valutazione uguale a 3 volte la lunghezza di base. U Ra 3,1 L Ra 0,8 Il processo deve rimuovere materiale. Banda di trasmissione predefinita. Profilo R, rugosità Ra max = 3,1 m e rugosità Ra min = 0,8 m. Lunghezza di valutazione uguale a 5 volte la lunghezza di base. 5 ZIGRINATURE 5.1 Dimensioni e forme Si definisce zigrinatura una particolare finitura superficiale, ottenuta mediante deformazione plastica con rulli zigrinatori, avente lo scopo di rendere più ruvide le superfici di manovra per migliorarne l aderenza. I parametri principali sono: - passo p: è la distanza fra due rigature successive, espresso in millimetri e scelto tra quelli previsti dalla UNI 149 (in neretto quelli consigliati): 0,5-0,6-0, ,2-1,5-1,6-2 - angolo del profilo : è l angolo del profilo zigrinato in una sezione perpendicolare alle rigature; viene indicato nella designazione solo se diverso da 90 ; - diametro nominale d 1 : è il diametro esterno del pezzo che si ottiene dopo aver effettuato la zigrinatura; - diametro di rullatura d 2 : è il diametro del pezzo prima dell esecuzione della zigrinatura, calcolato con le relazioni riportate nella tabella E.13; - forma: è definita dall orientamento delle rigature e identificata con una lettera maiuscola. Nella tabella E.13 sono riportati: nella prima colonna i simboli letterali; nella seconda colonna il diametro di rullatura d 2 con le relative formule per la sua determinazione in funzione del diametro nominale d 1 e il passo p; nella terza colonna le denominazioni delle diverse forme di zigrinatura; nella quarta colonna le rappresentazioni grafiche e nella quinta le applicazioni più comuni delle zigrinature.