DISEGNO TECNICO INDUSTRIALE Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Prof. Ing. Alfredo Liverani

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1 DISEGNO TECNICO INDUSTRIALE Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Prof. Ing. Alfredo Liverani 1- INTRODUZIONE SUPPORTI E STRUMENTI TRADIZIONALI PER IL DISEGNO Carte e unificazione dei formati, riproduzione dei disegni (UNI 936). Piegatura dei fogli (UNI 938). Riquadro delle iscrizioni (UNI 8187). Scale di rappresentazione (UNI 3967). Matite e mine. Righe e squadre. Compassi, curvilinei, mascherine. Riga parallela e tecnigrafo. LINEE E SCRITTURAZIONI UNIFICATE L'unificazione relativa ai tipi di linee e loro impiego (UNI 3968), caratteri letterali e numerici (UNI 7559), consigli pratici. 2 - LA RAPPRESENTAZIONE COSTRUZIONE GEOMETRICHE ELEMENTARI Bisezione di un segmento, di un arco, di un angolo. Perpendicolare ad un segmento (ad una retta) da un punto assegnato: esterno, appartenente ad esso (centrale o di estremità). Parallela ad una retta assegnata (ad una distanza assegnata, per un punto esterno dato). Operazioni relative ad angoli. Trisezione dell'angolo retto e dell'angolo piatto. Divisione di un segmento in parti uguali. Tangenti ad una circonferenza da un punto esterno od appartenente. Circonferenza di raggio dato tangente ad una retta in un suo punto. Tangenti interne ed esterne a due circonferenze. Circonferenza per tre punti, raccordi di rette e circonferenze con archi di raggio assegnato. Poligoni regolari: triangolo, quadrato, pentagono, esagono e ottagono con lato assegnato o con circonferenza circoscritta. Costruzione di un poligono con un numero di lati qualunque noti il lato o la circonferenza circoscritta. Curve piane (ellisse, parabola, iperbole, ovale, ovolo, evolvente di circonferenza). IL METODO DELLE PROIEZIONI ORTOGONALI Rappresentazione mediante proiezione ortogonale su due piani ortogonali di punti, rette, piani. Condizioni di appartenenza di punto e retta, retta e piano, punto e piano. Condizioni di complanarità, incidenza e parallelismo tra rette; di parallelismo tra piani. Il terzo piano di proiezione: determinazione della terza proiezione di punti, rette, piani, curve. Proiezione ortogonale di figure piane e solidi. Criteri relativi alla individuazione ed alla rappresentazione delle linee in vista e non. Determinazione della terza vista di pezzi meccanici note le altre due. SEZIONI Scopo delle sezioni: piano ideale di sezione. Sezioni piane di prismi e piramidi. Sezioni dei solidi di rivoluzione (cilindro, cono, sfera, toro). Determinazione delle linee di contorno delle sezioni: metodo delle generatrici e metodo dei piani di sezione ausiliari. Solidi ricavati mediante piani di sezione (tronco di piramide, di cono, di cilindro obliquo, ecc...). VERA FORMA DI SUPERFICI PIANE Generalità. Metodo del ribaltamento. Ribaltamenti di punti, rette, segmenti, figure piane giacenti su piani perpendicolari ai piani di proiezione principali. COMPENETRAZIONI DI SOLIDI Generalità. Compenetrazioni di prismi e piramidi. Impieghi particolari dei piani di sezione ausiliari. Determinazione della linea di intersezione relativa alla compenetrazione di solidi di rivoluzione: metodo delle generatrici, metodo dei piani di sezione ausiliari, metodo delle sfere ausiliarie. SVILUPPI DI SUPERFICI Generalità. Sviluppi in base al criterio del taglio di lunghezza minima di prismi, piramidi, cilindri,

2 coni retti e non. Sviluppi di solidi ricavati mediante piani di sezione (tronco di piramide, tronco di cono, cilindro obliquo, ecc ). Sviluppi di parti di raccordo tra condotte di sezione differente. Sviluppi approssimati di sfere. Sviluppi di innesti tra cilindri e cilindri, cilindri e coni con assi concorrenti e non, normali e non. PROIEZIONI ASSONOMETRICHE OBLIQUE ED ORTOGONALI Fattori di riduzione. Assonometria obliqua unificata (cavaliera; UNI 4819). Prospettiva parallela ortogonale o assonometria ortogonale. Assonometria isometrica unificata (UNI 4819). Rappresentazione in assonometria di superfici piane, prismi, piramidi; rappresentazioni esatte ed approssimate di circonferenze, curve e solidi di rivoluzione. Criteri pratici per la rappresentazione in assonometria di pezzi meccanici. 3 - DISEGNO TECNICO: NORME E QUOTATURA NORME Generalità e cenni storici sugli Enti di normazione nazionali ed internazionali (UNIM, UNI, ISA, ISO, CEN, CECA). Metodi di proiezione (UNI 3969). Viste: metodi del primo diedro (E) e del terzo diedro (A), metodo delle frecce, delle viste particolari, delle viste parziali, delle viste locali, dei ribaltamenti (UNI 3970). Sezioni secondo un piano, secondo due o più piani consecutivi, secondo piani paralleli, secondo superfici cilindriche di direttrice assegnata; sezioni parziali e sezioni di parti simmetriche; sezioni ribaltate in luogo o in vicinanza; sezioni successive; parti che non si sezionano (UNI 3971). Tratteggi per la rappresentazione dei materiali nelle sezioni (UNI 3972). Convenzioni particolari di rappresentazione (UNI 3977). Criteri per la rappresentazione di parti raccordate. QUOTATURA Criteri generali, linee di quotatura e riferimento, disposizione e lettura delle quote (UNI 3973). Sistemi di quotatura (in serie, in parallelo, a quote sovrapposte, quotatura combinata, in coordinate, in coordinate polari: UNI 3974). Convenzioni particolari di quotatura (solidi di rivoluzione, cerchi, superfici sferiche, quadri, smussi ed arrotondamenti, elementi regolarmente od irregolarmente disposti, ecc...: UNI 3975). Criteri di scelta degli elementi di riferimento e norme generali per una corretta quotatura. Disposizione delle quote in assonometria. Quotatura di pezzi normalizzati (UNI 4820). TIPI DI DISEGNO Disegno d'assieme, di gruppo o sottoinsieme, di progetto, di montaggio, di installazione, esploso (UNI 9121). Numeri di posizione (UNI 8411). Distinta dei componenti (UNI ISO 7573). Disegno di prodotto finito (disegno tecnico: UNI 4820). Ricerca delle condizioni funzionali, catene di quote e criteri per la quotatura funzionale. Disegno costruttivo (di fabbricazione o di controllo). INFLUENZA DEL SISTEMA PRODUTTIVO SU DISEGNO E QUOTATURA Formatura e fonderia. Lavorazioni plastiche e lavorazioni delle lamiere (fucinatura, laminazione, stampaggio, estrusione, trafilatura, tranciatura, punzonatura, ricalcatura, imbutitura, piegatura). Lavorazioni con asportazione di truciolo: tornitura, fresatura, rettifica, trapanatura, alesatura, brocciatura, stozzatura, limatura, piallatura (breve descrizione di macchine e utensili, moti di lavoro e di alimentazione, principali tipi di lavorazioni eseguibili). Gole di scarico (UNI ISO 4755, UNI 5709, UNI 5710, UNI ). Cenni su unità operatrici, macchine speciali, linee a trasferimento e centri di lavorazione. Quotatura di fabbricazione. Trasferimento da quotatura funzionale a quotatura di fabbricazione o controllo. 4 - MATERIALI Prove tecnologiche: trazione, durezza, resilienza. Sistema di classificazione e designazione dei materiali: metodo analogico e metodo sequenziale. Classificazione di acciai, ghise, leghe del rame, leghe dell'alluminio, del magnesio, ecc... Cenno ai

3 trattamenti termici principali. Impiego nei disegni di particolare e d'assieme delle norme dimensionali, qualitative, stato di fornitura. Criteri per la scelta dei materiali ed esempi (Manfè, Pozza, Scarato, Vol III, tavola 5.1, pag. 255). 5 - NUMERI NORMALI, TOLLERANZE, RUGOSITA' Generalità: serie aritmetiche e serie geometriche, definizione di ragione. Serie di Renard (UNI 2016 e 2017). Tolleranze dimensionali: introduzione, definizioni, sistema ISO di tolleranze (UNI ISO 286). Indicazione nei disegni delle tolleranze (UNI 3976) e delle tolleranze generali (UNI ISO 2768). Criteri di selezione delle tolleranze. Sistema albero base e foro base. Problemi di accoppiamento e applicazioni. Accoppiamenti raccomandati (UNI ). Serie di quote tollerate e valutazione della tolleranza della quota risultante. Criteri per la determinazione di alcuni scostamenti e tolleranze in catene di quote funzionali, noti i valori limite della condizione funzionale o criteri per la valutazione della tolleranza della condizione funzionale, note le dimensioni limite delle quote costituenti la catena. Errori microgeometrici e macrogeometrici (discorso introduttivo). Rugosità: definizioni, relazione tra il tipo di lavorazione e la rugosità (UNI ISO 4287 Parte 1, UNI ISO 468, UNI ISO 4288). Indicazione dello stato della superficie (UNI 4600). Tolleranze geometriche: generalità (UNI ISO 7226/1), riferimenti (UNI ISO 5459), segni grafici (UNI ISO 7083), principi per la loro attribuzione (UNI ISO 8015). Principio del massimo materiale (UNI ISO 7226/2). 6 - COLLEGAMENTI Generalità sui tipi di collegamento rigidi ed elastici (per attrito, per ostacolo, per attrito ed ostacolo, per fusione ed incollaggio). Collegamenti filettati; definizioni (UNI ISO 5408); principali filettature unificate (metrica: UNI 4534, 4535, 4536; per tubazioni a tenuta stagna sul filetto e non: UNI ISO 7, UNI ISO 228; Whitworth: UNI 2708 e 2709); norme per la rappresentazione e quotatura di viti, dadi, bulloni, fori ciechi filettati (UNI 3979); esempi di collegamenti: viti passanti, mordenti e prigioniere, ecc...; tolleranze per accoppiamenti filettati (UNI 5541); bulloneria e classi di resistenza (UNI ISO 4759, UNI 3740). Filettatura incompleta e gole di scarico per filettature interne ed esterne (UNI 5709, UNI 5710, UNI ISO 4755). Fori passanti per viti (UNI ISO 273). Dispositivi contro lo svitamento spontanteo. Collegamenti mediante chiodatura a caldo (UNI 141). Collegamenti albero-mozzo mediante elementi conici; conicità ed angoli di cono (UNI ); Quotatura ed indicazione delle tolleranze su elementi conici (UNI 7618); cenni sistemi di tolleranze di conicità (UNI 7826); esempi di applicazione (coni Morse, ecc...). Collegamenti diretti di forza. Collegamenti mediante anelli di serraggio (calettatori), chiavette trasversali, spine, anelli compensatori. Collegamenti mediante chiavette (ribassate e non, diritte e arrotondate, concave, con nasello, tangenziali). Collegamenti mediante linguette (ribassate e non, diritte e arrotondate, a disco). Estremità d'albero cilindriche e coniche (UNI ISO 775). Collegamenti mediante profili scanalati cilindrici con fianchi paralleli a centraggio interno (UNI 8953) e profili scanalati cilindrici con fianchi ad evolvente (UNI ISO 4156). Rappresentazione completa e semplificata (UNI ISO 6413), tolleranze (UNI 8953 e UNI ISO 4156). Collegamenti mediante anelli elastici. Collegamenti mediante chiodature a freddo (UNI , UNI 7619, UNI 9063). Collegamenti mediante saldatura (UNI 11001, UNI 1307, UNI 1310).

4 7 - ARTICOLAZIONI E GUIDE Articolazioni e guide: introduzione e prime definizioni. Articolazioni [attorno ad un asse (a forcella e a sbalzo), attorno ad un punto (articolazioni sferiche)]. Guide del moto rettilineo a strisciamento (guide prismatiche) e metodi per la registrazione del gioco (lardoni). Guide del moto rettilineo a rotolamento (pattini piani a rullini, guide per slitte a rulli incrociati e a sfere, manicotti a sfere, pattini a rullini Tychoway-Rotax, sopporti a rulli Roundway) Guide del moto rotatorio: cuscinetti di strisciamento. Criteri di scelta dei materiali. Influenza sul disegno delle condizioni di lavoro e di lubrificazione. Metodi di lubrificazione delle guide di strisciamento del moto rotatorio (alimentazione discontinua: oliatori con chiusura a sfera, ingrassatori Stauffer ed a testa esagonale; alimentazione continua: ingrassatori a molla, oliatori a goccia e a stoppino). Sistemi chiusi (lubrificazione a sbattimento, ad anello, a circolazione forzata). Guide del moto rotatorio a rotolamento: cuscinetti volventi. Generalità, nomenclatura dei tipi unificati e loro designazione. Criteri di scelta del tipo di cuscinetto, delle tolleranze di accoppiamento (dimensionali) con le sedi. Criteri per la valutazione delle tolleranze geometriche e delle rugosità. Problemi di montaggio. Montaggio di cuscinetti a sfere e a rulli, montaggio di cuscinetti obliqui a sfere e a rulli conici, montaggio di cuscinetti assiali a semplice effetto e a doppio effetto. Criteri per la lubrificazione e la protezione dei cuscinetti volventi e loro influenza sul disegno. 8 - ORGANI DI TENUTA Tenute statiche: a tenuta diretta (ogivale, a coltello e conica), mediante elementi riportati (guarnizioni piane, toroidali, sagomate, rivestite, ecc..). Tenute dinamiche: a tenuta diretta (macchine prova materiali), mediante elementi riportati a contatto circolare (O ring, H-ring, anelli BK, anelli di tenuta meccanica Angus, ecc..), mediante elementi riportati a contatto piano-frontale (V ring, ecc..) e senza contatto (lamierini a Z, ecc..). Tenute a labbro per movimenti alternativi. 9 - TRASMISSIONI MECCANICHE Giunti rigidi (a manicotto, a gusci, Sellers, a dischi, a flange). Giunti elastici (giunto a perni rivestiti in gomma, giunto Pomini, giunto a tasselli o blocchi elastici, giunto Periflex, giunto Giubo, giunto Falk o Citroen). Giunti mobili [movimenti relativi consentiti: assiali (giunti di dilatazione, giunti a denti), angolari (giunti cardanici), radiali (giunti di Oldham), in rotazione (giunti di sicurezza), assiali ed angolari (giunti flessibili)]. Innesti non automatici (a denti, a frizione monodisco o a dischi multipli, elettromagnetici). Innesti automatici (centrifughi, di sopravanzo). Trasmissioni mediante cinghie e pulegge (definizioni, unificazione, criteri di disegno e di progettazione per cinghie piatte e trapezoidali, esempi di applicazione). Trasmissioni mediante catene e cinghie dentate (definizioni, unificazione, criteri di progettazione, esempi di applicazione). Trasmissione per mezzo di ruote di frizione. Trasmissioni per mezzo di ruote dentate (definizioni, rappresentazione convenzionale, unificazione ed esempi di applicazione). Filettature metriche trapezoidali (UNI ISO 2901 e 2904). Trasmissioni mediante coppia vitemadrevite, camme, biella-manovella (definizioni, unificazione, rappresentazione, esempi di applicazione).

5 Il materiale didattico e le date delle verifiche finali saranno disponibili in rete al sito: Gli esercizi saranno svolti in aula con l'assistenza del docente (nelle ore di esercitazione) e dei suoi collaboratori o realizzati autonomamente con attrezzature proprie. Tutte le tavole dovranno tassativamente essere consegnate al termine del corso, pena l'esclusione dall'esame. LIBRI DI TESTO Disegno Meccanico, Manfè, Pozza, Scarato, Principato Editore, 3 volumi. Disegno Tecnico Industriale, Chirone, Tornincasa, Edizioni Il Capitello. Disegno, Progettazione e Organizzazione Industriale, Straneo, Consorti, Principato Editore. Lucidi vari delle lezioni disponibili presso il sito ESAME FINALE La prova si svolgerà in tre fasi: 1. esecuzione di una tavole di particolare estratto da un complessivo (il disegno finale dovrà essere completo di quotature, rugosità e tolleranze); 2. risposta ad alcune domande di teoria (quiz); 3. breve colloquio orale. Le prime due prove nella data dello scritto e l ultima in quella dell orale. Viene ammesso all'orale chi supera la sufficienza nella media ponderata delle prime due prove.

6 REGOLAMENTO DEL CORSO E DELL ESAME 1. L'attestazione di frequenza viene data d'ufficio, a fine corso, a tutti gli allievi iscritti al primo anno di Ingegneria Meccanica (L-Z). 2. Ogni esercitazione consiste nell'esecuzione, in aula di disegno, di un esercizio grafico. 3. Possono venire assegnati anche esercizi grafici che l'allievo è tenuto a svolgere a domicilio. 4. Chi non potesse eseguire in aula uno o più disegni è comunque tenuto a svolgerli a domicilio. 5. La presenza alle esercitazioni verrà testimoniata da una firma apposta dallo studente in apposito registro. 6. Agli studenti che frequentano le esercitazioni viene rilasciato una firma di frequenza sulla tavola che hanno ultimato o su una tavola che si trovi ad un sufficiente livello di avanzamento. 6. Una percentuale di presenza maggiore è uguale all'80% comporta valutazione aggiuntiva all'esame. 7. Gli studenti vengono seguiti durante l anno e vengono fornite loro tutte le informazioni necessarie per il corretto completamento delle tavole durante le esercitazioni; formalmente, però, gli esercizi di cui ai punti 2, 3, 4 vengono corretti al momento dell'esame. 8. Tutti gli esercizi grafici, salvo diverso avviso, devono venire eseguiti a matita su fogli di carta bianca opaca formato A3 o A4, squadrati e con la tabella compilata con inchiostro nero. 9. I testi di tutti gli esercizi assegnati durante l'a.a. in corso saranno disponibili presso la Signora addetta alle fotocopie (I piano - Biblioteca), nonché in rete presso il sito del docente ( 10. L'esame consiste in una prova scritta ed in una orale. Le date di esame sono disponibili presso il sito: Le liste d'esame saranno disponibili all'ingresso del Dipartimento e saranno in forma cartacea. 12. Il candidato è tenuto a svolgere accuratamente, conservare durante l anno e consegnare alla commissione esaminatrice, in occasione della prova orale, tutti gli esercizi assegnati, sia quelli da eseguire in aula, sia quelli da svolgere a domicilio. 13. Una volta superata la prova scritta, lo studente è tenuto a presentarsi alla prova orale entro e non oltre la fine dell'anno solare in corso; nel caso lo studente non si presenti, sarà tenuto a ripetere anche la prova scritta (esattamente come nel caso di insuccesso alla prova orale stessa). 14. Coloro che hanno frequentato il Corso in anni accademici precedenti, potranno scegliere se presentarsi all'esame con le tavole relative all'a.a o con quelle dell'anno accademico di frequenza. In quest'ultimo caso dovranno, comunque, essere in regola con il programma prescritto dal Docente nell' A.A Ovviamente un'opzione esclude l'altra, cioè, non sarà possibile portare parte delle tavole di anni accademici precedenti e parte dell'attuale o simili.

7 STRUMENTI - Due o più matite di diversa durezza (si consigliano portamine con mine di durezza compresa fra le seguenti: 2H, H, F, HB. Le durezze H e HB sono, si solito le più indicate); una gomma morbida non colorata (da matita); un'asticella con tela smeriglio per affilare le mine. - Una squadra scalena (cateto maggiore di circa 45 cm) e una isoscele (cateti di circa 25 cm) [oppure, in alternativa, una squadra scalena più piccola, una isoscele (cateti di circa 25 cm) ed una riga di circa 50 cm di lunghezza]; almeno un compasso; un curvilineo (opzionale). - Fogli di carta bianca liscia, preferibilmente già squadrati (formato A3 ed A4). TESTI CONSIGLIATI - UNI Ml, "Norme per il Disegno tecnico", Vol. 1 (*), 2 (*), Pubblicato a cura dell'ente Nazionale Italiano di Unificazione. Piazza Armando Diaz 2, Milano (tel ). - MANFE', POZZA, SCARATO, "Disegno Meccanico", Vol. 1 (*), 2 (*), 3 (*), Ed. Principato, Milano. - CHIRONE, TORNINCASA, "Disegno Tecnico Industriale", Vol. 1 (*), 2 (*), Ed. Capitello, Torino. - STRANEO, CONSORTI, "Disegno di Costruzioni Meccaniche, Vol. 1, 2, Ed. Principato, Milano. - SOBRERO, "Corso di Disegno", esclusivamente Vol. 1, Ed. Pitagora, Bologna. - CONTI, "Disegno Tecnologico", esclusivamente Vol. 1 (*) e 2 (*), Ed. Pitagora, Bologna. - FILIPPI, "Disegno di Macchine", Vol. 1, 2, Ed. Hoepli, Milano. - BIGGIOGGERO, GIANNATTASIO, Disegno Industriale", CLUP, Milano. - BIGGIOGGERO, ROVIDA, "Disegno di Macchine", CLUP, Milano. I volumi contrassegnati con (*) sono considerati particolarmente utili.