Tolleranze dimensionali, Rugosità e Tolleranze geometriche

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1 Knowledge Aided Engineering Manufacturing and Related Technologies DISEGNO TECNICO INDUSTRIALE Tolleranze dimensionali, Rugosità e Tolleranze geometriche Ing. Davide Russo Dipartimento IGIP 1

2 Lezioni di SOlidedge tav 1- Solid Edge 1) 13/4 dalle 8.30 alle (A-L) 2) venerdì 15/4 dalle alle (M-Z) tav 2- SE 3) venerdì 22/4 dalle alle (A-L) 4) 27/4 dalle 8.30 alle (M-Z) tav 3- SE 5) 25/5 dalle 8.30 alle (A-L) 6) 1/6 dalle 8.30 alle (M-Z) 11 e 18 Maggio 2

3 ... nella precedente lezione Quotatura Linee di quotatura e quote Disposizione delle linee di quotatura Disposizione e leggibilità delle quote Classificazione 3

4 ... in questa lezione Tolleranze dimensionali Finitura superficiale e rugosità Tolleranze geometriche 4

5 Errori di lavorazione ERRORI DI REALIZZAZIONE DI PEZZI ERRORI DIMENSIONALI Deviazione delle dimensioni reali da quelle nominali ERRORI GEOMETRICI Deviazione delle superfici reali da quelle nominali TOLLERANZE DIMENSIONALI ERRORI MICROGEOMETRICI ERRORI MACROGEOMETRICI RUGOSITA TOLLERANZE GEOMETRICHE 5

6 Errori dimensionali Definizione Tolleranza e Lavorazione Tipi di accoppiamenti Sistema ISO di tolleranze ed accoppiamenti Indicazione delle quote con tolleranza 6

7 Dimensioni Scostamnento sup. Scostamnento inf.... alcune definizioni Dimensione nominale valore di riferimento per una data dimensione e rappresenta dalla quota ideale Linea dello zero (vd. rappr. grafica) linea retta rappresentante la dimensione nominale Dimensioni limite, minima e massima le due dimensioni estreme ammissibili di un pezzo Scostamento differenza algebrica tra dimensione effettiva e nominale Scostamento inferiore differenza algebrica tra la dimensione minima e la dimensione nominale Scostamento superiore differenza algebrica tra la dimensione massima e la dimensione nominale Zona di tolleranza 7 Linea dello zero

8 Dim. min Dim. max Dimensioni Tolleranza Scostamnento sup. Scostamnento inf. Dimensioni La tolleranza Definizione differenza tra la dimensione massima e minima (cioè intervallo entro il quale può oscillare la dimensione effettiva): differenza algebrica tra scostamento superiore ed inferiore Zona di tolleranza Linea dello zero Linea dello zero 8

9 Tolleranza e lavorazione N. pezzi N. pezzi Dimensioni -b -a +a +b Dimensioni 9

10 Tolleranza e lavorazione N. pezzi Dimensioni 10

11 Tipi di accoppiamenti con interferenza con gioco incerto INTERFERENZA GIOCO 11

12 Ø10 Ø9,7 Ø10,1 Ø10,3 Accoppiamento con gioco G min = D min - d max = = 0.1 mm G max = D max - d min = = 0.6 mm Gioco MINIMO: differenza tra dimensione minima del foro e dimensione massima dell albero Gioco MASSIMO: differenza tra dimensione massima del foro e dimensione minima dell albero 12

13 Ø20,3 Ø20 Ø19,7 Ø19,9 Accoppiamento con interferenza I min = d min - D max = = 0.1 mm I max = d max - D min = = 0.6 mm Interferenza MINIMA: valore assoluto della differenza tra dimensione massima del foro e dimensione minima dell albero Interferenza MASSIMA: valore assoluto della differenza tra dimensione minima del foro e dimensione massima dell albero 13

14 Ø20,3 Ø19,9 Ø20 Ø20,4 Accoppiamento incerto Interferenza? Gioco? G max = D max - d min = = 0.5 mm I max = d max - D min = = 0.3 mm Gioco MASSIMO: differenza tra dimensione massima del foro e dimensione minima dell albero Interferenza MASSIMA: valore assoluto della differenza tra dimensione minima del foro e dimensione massima dell albero 14

15 Riassumendo 15

16 Sistema ISO di tolleranze ed accoppiamenti UNI adotta Sistema ISO di tolleranze ed accoppiamento insieme di tolleranze e scostamenti unificati e di accoppiamenti tra alberi e fori foro albero Una tolleranza del sistema ISO viene detta tolleranza fondamentale e viene indicata con IT Caratteristiche fondamentali dalle quali dipende la tolleranza dimensione nominale qualità della lavorazione posizione della zona di tolleranza 16

17 Gruppi dimensionali Il valore della tol. dipende dalle dimensioni limitate tra 1 e 3150 mm suddivise in due campi da 1 a 500 mm oltre 500 fino a 3150 mm suddivisi in gruppi: principali intermedi 17

18 Gradi di tolleranza normalizzate (1/2) Qualità della lavorazione 18

19 Gradi di tolleranza normalizzate (2/2) 19

20 Dimensioni Posizione della tolleranza (1/3) Rispetto alla dimensione nominale Designazione mediante una lettera o due maiuscola per fori pos H detta foro base minuscola per alberi pos h detta albero base Scostamento fondamentale Linea dello zero 20

21 Posizione della tolleranza (2/3) E i E s 21

22 Posizione della tolleranza (3/3) e i e s 22

23 Scostamenti fondamentali Scostamenti da a ad h Scostamenti da k ad zc Alberi e i = e s - IT da a ad h e s = e i + IT da j ad zc Fori Regola generale E s = E i +IT E i = E s - IT Regola speciale E s = -e i + da A ad H da J ad ZC = ITn- IT(n-1) e i e s e s scostamento fondamentale negativo Scostamenti da A ad H E i E s E i scostamento fondamentale positivo E i e i e s e i scostamento fondamentale positivo Scostamenti da K ad ZC E s E s scostamento fondamentale negativo 23

24 35 h7 Indicazione delle quote con tolleranza (1/2) mediante la simbologia ISO posizione 35 h 7 dimensione nominale qualità mediante gli scostamenti limite

25 Indicazione delle quote con tolleranza (2/2) mediante il simbolo della zona di tolleranza ISO e gli scostamenti limite F7( ) mediante le dimensioni finite

26 Accoppiamenti nel sistema ISO (1/3) 28 H7/h6 28 H h6 28 H7( ) h6( )

27 Accoppiamenti nel sistema ISO (2/3) Sistema di accoppiamento foro base: insieme sistematico di accoppiamenti ottenuti combinando alberi aventi diverse zone di tolleranza con un foro base avente posizione H Esempio: 18 H6/g5 27

28 Accoppiamenti nel sistema ISO (3/3) Sistema di accoppiamento albero base: insieme sistematico di accoppiamenti ottenuti combinando fori aventi diverse zone di tolleranza con un albero base avente posizione h Esempio: 40 G7/h6 28

29 Sistema ISO di tolleranze ed accoppiamenti 29

30 Dimensioni Esempio Accoppiamento: 45 H8/g7 Dimensione nominale: 45 mm foro albero Tolleranza fondamentale foro IT8 = 39 mm = mm Scostamento fondamentale foro: E i = 0 Scostamento superiore foro: E s = E i + IT = mm = mm Dimensione minima foro: 45 + E i = 45 mm Dimensione massima foro: 45 + E s = = mm Linea dello zero Tolleranza fondamentale albero IT7 = 25 mm = mm Scostamento fondamentale albero: e s = 9 mm = mm Scostamento inferiore albero: e i = e s IT = 9 (+25) = 34 mm = 0.034mm Dimensione massima albero: 45 e s = mm Dimensione minima albero: 45 e i = mm Gioco minimo: D min - d max = = mm Gioco massimo: D max - d min = = mm 30

31 Dimensioni Esempio albero Accoppiamento: 30 H7/p6 Dimensione nominale: 30 mm foro Linea dello zero Tolleranza fondamentale foro IT7 = 21 mm = mm Scostamento fondamentale foro: E i = 0 mm Scostamento superiore foro: E s = E i + IT = mm = mm Dimensione minima foro: 30 mm Dimensione massima foro: mm Tolleranza fondamentale albero IT6 = 13 mm = mm Scostamento fondamentale albero: e i = 0,022 mm Scostamento superiore albero: e s = 0,035 mm Dimensione massima albero: 30,035 mm Dimensione minima albero: 30,022 mm Interferenza minima: d min D max = = mm Interferenza massima: d max - D min = = mm 31

32 Gli accoppiamenti raccomandati Alberi a11, b11, c11, d8, d9, d10, e7, e8, e9, f6, f7, f8, g5, g6, h5, h6, h7, h8, h9, h11, js5, js6, is7, k5, k6, k7, m5, m6, m7, n5, n6, n7, p5, p6, p7, r5, r6, r7, s5, s6, s7, t5, t6, t7, u7 Fori A11, B11, C11, D9, D10, E8, E9, E10, F6, F7, F8, F9, G6, G7, H6, H7, H8, H9, H10, H11, JS6, JS7, JS8, K6, K7, K8, M6, M7, M8, N6, N7, N8, P6, P7, P8, R6, R7, R8, S6, S7, T6, T7 32

33 Errori di lavorazione ERRORI DI REALIZZAZIONE DI PEZZI ERRORI DIMENSIONALI Deviazione delle dimensioni reali da quelle nominali ERRORI GEOMETRICI Deviazione delle superfici reali da quelle nominali TOLLERANZE DIMENSIONALI ERRORI MICROGEOMETRICI ERRORI MACROGEOMETRICI RUGOSITA TOLLERANZE GEOMETRICHE 33

34 Finiture superficiali e rugosità Definizioni Indicazione della rugosità Esempi Criteri per la scelta 34

35 Definizioni Rugosità: insieme delle irregolarità superficiali, che si ripetono con passo relativamente piccolo, lasciate dal processo di lavorazione e/o da altri fattori influenti Superficie geometrica o ideale: superficie teorica rappresentata sul disegno Superficie reale: superficie effettiva ottenuta con la lavorazione Piano di rilievo: piano ortogonale alla superficie nominale del pezzo Profilo ideale: linea risultante dall intersezione del piano di rilievo con la sup. geometrica Profilo reale: linea risultante dall intersezione del piano di rilievo con la sup. reale 35

36 Rugosità (1/2) Fig. 58 R a y1 y2 y3... yn R = Roughness n a = arithmetical average 36

37 Rugosità (2/2) Fig. 59 R a 1 L L 0 y dx Rugosità di una superficie: valore massimo di Ra tra quelli rilevati su zone di esplorazione diverse 37

38 Indicazione della rugosità (2/9) Segni grafici e indicazioni complementari sullo stato delle superfici Segno grafico di base Superficie lavorata per asportazione truciolo Superficie da non lavorare con asportazione 39

39 Indicazione della rugosità (3/9) Per indicare delle caratteristiche specifiche Tutte le superfici devono avere lo stesso stato 40

40 Indicazione della rugosità (4/9) Indicazioni complementari a valore della rugosità in micrometri preceduto dal simbolo Ra b lavorazione, trattamento c altezza dell ondulazione in micrometri preceduta dalla lunghezza di base in millimetri d irregolarità della superficie e sovrammetallo di lavorazione f valore di rugosità diverso da Ra preceduto dal simbolo (es. Ry) 41

41 Indicazione della rugosità (5/9) Indicazione numerica (in mm) Per precisare un limite inferiore e uno superiore 42

42 Indicazione della rugosità (6/9) Il segno grafico deve poter essere letto dal basso o da destra 43

43 Indicazione della rugosità (7/9) Indicazione di caratteristiche particolari dello stato delle superfici lavorazione m.u. trattamento superficiale (prima e dopo tratt.) 44

44 Indicazione della rugosità (9/9) Conversione dei vecchi simboli di rugolsità nei valori Ra 46

45 Esempio 48

46 Errori di lavorazione ERRORI DI REALIZZAZIONE DI PEZZI ERRORI DIMENSIONALI Deviazione delle dimensioni reali da quelle nominali ERRORI GEOMETRICI Deviazione delle superfici reali da quelle nominali TOLLERANZE DIMENSIONALI ERRORI MICROGEOMETRICI ERRORI MACROGEOMETRICI RUGOSITA TOLLERANZE GEOMETRICHE 52

47 Tolleranze geometriche Classificazione Indicazione Elementi di riferimento Esempi 53

48 Tolleranze geometriche (1/2) UNI 7226 (ISO 1101) stabilite in funzione delle esigenze funzionali, di forma e dimensione vincoli di rettilineità dell asse cilindricità della superficie 54

49 Tolleranze geometriche (2/2) Principio di indipendenza ciascuna prescrizione dimensionale o geometrica specificata su un disegno deve essere rispettata in se stessa in modo indipendente, salvo, non sia prescritta, sul disegno, una relazione particolare. Pertanto, in mancanza di indicazioni specifiche, le tolleranze geometriche si applicano senza tener conto delle dimensioni dell elemento, e le sue prescrizioni (dimensionali e geometriche) devono essere trattate come esigenze tra loro indipendenti Le tolleranze geometriche limitano lo scostamento di un elemento in rapporto alla sua forma od al suo orientamento od alla sua posizione, considerati teoricamente esatti, senza tener conto delle dimensioni dell elemento 55

50 Classificazione (1/2) Tolleranze di forma stabiliscono i limiti di variazione di una superficie o una singolarità dalla forma ideale (es. rettilineità) Tolleranze di orientamento stabiliscono i limiti di variazione di una superficie o una singolarità rispetto ad uno o più elementi assunti come riferimento (es. parallelismo) Tolleranze di posizione stabiliscono i limiti di variazione di una superficie o una singolarità rispetto ad una posizione ideale ed ad uno o più elementi assunti come riferimento (es. concentricità) Tolleranze di oscillazione stabiliscono i limiti di variazione di una superficie o una singolarità rispetto ad una forma stabilita nel disegno durante una rotazione della parte attorno ad un elemento di riferimento 56

51 Classificazione (2/2) 57

52 Indicazione delle tolleranze geometriche (1/2) Riquadro suddiviso in due o tre caselle Simbolo della tolleranza geometrica Il valore della tolleranza Elementi di riferimento forma orient. Posizione 58

53 Indicazione delle tolleranze geometriche (2/2) LINEA O SUPERFICIE linea del contorno dell elemento o su una linea di prolungamento ASSE O PIANO MEDIANO in corrispondeza della linea di misuta 59

54 Elementi di riferimento 60

55 60 59,9 60,1 Tolleranze di forma: Esempi Rettilineità linea, ma anche sup. piane e cilindriche 0,03 Planarità 0,1 Circolarità Cilindricità 61

56 Tolleranze di orientamento: Esempi Parallelismo di un asse rispetto ad un asse di un asse rispetto ad un piano di una superficie rispetto ad un asse di una superficie rispetto ad un piano Perpendicolarità di una linea o asse rispetto ad una linea di rif. di una linea o asse rispetto ad un piano di una superficie rispetto ad una retta di una superficie rispetto ad un piano Inclinazione 62

57 Tolleranze di posizione: Esempi Localizzazione: scostamento consentito rispetto ad una posizione teoricamente esatta Simmetria: Gli elementi sono disposti simmetricamente rispetto ad un asse od un piano mediano Concentricità 63

58 Tolleranze di oscillazione: Esempi limiti di variazione di una superficie o una singolarità rispetto ad una forma stabilita nel disegno durante una rotazione della parte attorno ad un elemento di riferimento Due tipi di controllo: totale circolare 64

59 ... riassumendo Tolleranze dimensionali Rugosità Tolleranze geometriche 65

60 La prossima lezione Filettature Concetti generali Elementi di una filettatura Tipi di filettature Rappresentazione degli elementi filettati 66

61 Documentazione Manuali UNIMI: Norme per il Disegno Tecnico, Vol I. e Vol. II, U.N.I., Milano E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Vol. 1, 2, Edizioni Il Capitello, Torino,