A cosa serve il disegno? La rivoluzione dell insegnamento del disegno: le nuove normative ISO e ASME Analisi della nuova normativa ISO e ASME. Gli effetti e le ricadute sulla didattica Prof. Stefano Tornincasa 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 1 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 2
Trasferire le informazioni del prodotto Product and Manufacturing Information (PMI) Inglobare nel modello 3D tutte le informazioni per la fabbricazione: dimensionamento GD&T, note, rugosità, trattamenti termici e materiali. 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 3 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014
Norme di riferimento: ASME Y14.41, ISO 16792 Al disegno viene oggi affidato un ruolo contrattuale tra chi progetta e chi produce o chi deve controllare i prodotti.
La rivoluzione nell insegnamento del disegno: il disegno funzionale Quota di posizione Riferimento implicito Quota di grandezza 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 7 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 8
Pezzo ideale e reale Geometria perfetta Errori orientamento Errori di forma 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014
0,566 a 0,4 b 0,4 Si controlla lo spostamento dell asse che è diverso in ogni direzione! 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 11 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 12
Controlliamo il bordo rispetto all asse del foro o l asse del foro rispetto al bordo? Quale è il metodo più efficace per dimensionare e tollerare? Priorità basata sulla funzionalità ed il controllo Priorità basata sulla fabbricazione Quotatura funzionale Quotatura tecnologica 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 13 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 14
Funzionamento CAD (Computer Aided Design) Scopo: Fabbricazione Sviluppare e comunicare la geometria dei componenti da fabbricare
Per molti progettisti GD&T significa.. Grande Dispendio ditempo Che cosa è il GD&T? Per altri il GD&T è uno strumento.. Gravoso, Depressivo & Traumatico 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 17 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 18
Greatest Design Tool Geometric Dimensioning & Tolerancing Geometric Dimensioning & Tolerancing È l unico strumento che consente di gestire la geometria imperfetta perfettamente! 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 19 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 20
GAD (GD&T Aided Design) CAD (Computer Aided Design) Il CAD è uno strumento di progettazione che ha lo scopo di generare, manipolare e comunicare la geometria delle parti da produrre Il GAD è uno linguaggio simbolico per specificare i limiti di imperfezioni tollerati in modo da garantire montaggi corretti, funzionalità e controlli univoci e ripetibili delle parti da produrre. 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 21 CAD without GAD is very BAD! Il montaggio dei componenti non è garantito La funzionalità e le prestazioni dei prodotti sono ridotte e scadenti Il controllo delle parti è pura «invenzione». La produzione dei pezzi è un gioco d'ipotesi basato su equivoci e indicazione ambigue. Le catene di tolleranze sono impossibili o non affidabili 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 22
Gli step per codificare un componente con la metodologia GD&T 1) Definizione per ogni feature della zona e del valore di tolleranza 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 23 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 24
2) Localizzazione e orientamento zone di tolleranza Come vengono specificati gli assi cartesiani? Datum 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 25 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 26
2) Specificazione dei riferimenti per orientare e localizzare le zone di tolleranza 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 27 Con la nuova normativa è possibile indicare gli assi cartesiani nel disegno! 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 28
3) Specificazione delle quote riquadrate per localizzare e orientare le zone di tolleranze rispetto ai datum 4) Utilizzo del linguaggio GD&T per definire le tolleranze (tipo e dimensione) 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 29 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 30
Riepilogo dei concetti esposti sulla progettazione funzionale Diametro 0,6 57% tolleranza in più (zona gialla) 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 31 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 32
Il concetto fondamentale della progettazione funzionale Sistema di riferimento gli elementi reali del pezzo devono trovarsi in un intorno della loro localizzazione teorica, cioè di quella che hanno nel pezzo ideale Definizione zone di tolleranza 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 33 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 34
Disegno 2D A, B, C origine 0 A, B asse X A, C asse Y B, C asse Z 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 35 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 36
Alternativa Zone di tolleranze chiare e univoche 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 37 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 38
Feature of size 25/05/2014
CAD + GAD OK! 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 42
Geometric Dimensioning & Tolerancing È l unico strumento che consente di gestire la geometria imperfetta perfettamente! I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 43 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 44
Zone di tolleranza I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 45 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 46
Definizione datum feature: Gli elementi di riferimento sono particolari superfici fisiche di parti reali etichettati e imperfetti, che servono a limitare i gradi di libertà (di rotazione e traslazione) durante i processi di assemblaggio. I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 47 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 48
Datums (riferimenti) Punti Assi e linee Piani Piani mediani I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 49 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 50
I riferimenti simulati sono concettualmente perfetti, o fisicamente quasi perfetti, e rappresentano il ponte tra il mondo reale imperfetto dei datum feature e il mondo immaginario perfetto dei Datum I riferimenti simulati 51 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 52
I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T Datum Reference Frame 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 53 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 54
I 6 step per ottenere il sistema di riferimento DRF 1) Decodifica Controllo A = Superficie piana B = Foro C = Slot 2) Identificare Datum features 3) Costruire Datum features simulatori Esempio 5) Trasferimento del DRF al pezzo accoppiando i datum features con i simulatori 5) Usare i Datum per costruire il sistema di assi cartesiani 4) Estrarre i datum dai simulatori 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 56
I riferimenti simulati hanno l obiettivo di estrarre i datum, stabilire i DRF e infine trasferire i sistemi cartesiani al componente reale. Il datum reference framea,becoriginailsistemacartesianodestrorso X, Y e Z, mentre il DRF A, D e E definisce il sistema X, Y e Z.
I riferimenti nella nuova norma ASME Y14.5-2009 Identificazione del datum reference frame 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 61 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 62
Multiple superfici per specificare un riferimento Personalizzazione del sistema di riferimento 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 63 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 64
Scelta dei riferimenti 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 65 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 66
Scelta dei riferimenti I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 67 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 68
Le quote riquadrate I componenti del mondo immaginario del GD&T Zone di tolleranza Datum features (elementi di riferimento) Datums (riferimenti) Datum feature simulators (Elementi di riferimento simulati) Datum reference frame (DRF) Dimensioni teoricamente esatte Linguaggio simbolico del GD&T 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 70
GD&T toolkit Codifica
Decodifica feature control frame Il controllo di posizione richiede che l asse del foro possa spostarsi all interno di una zona di tolleranza cilindrica di diametro 0,5 mm a MMC (2,7) che può aumentare fino a 1,1 mm quando il diametro viene prodotto a LMC. La zona di tolleranza viene localizzata e orientata con le quote teoricamente esatte in un sistema di riferimento stabilito dal piano A, dall asse B simulato con mobilità a dimensioni costanti (virtuali) 9,3 mm e dal piano mediano C simulato con mobilità a dimensioni costanti (virtuali) 5,25 mm Differenza tra la normativa americana ed Europea (ISO)
ISO ASME ISO 1101 ISO 2592 ISO 5459 ISO 5460 ISO 463 ISO 8015
Norme di riferimento ISO 14660-1 Geometrical features ISO 8015 Geometrical product specifications (GPS) ISO/TS 17, orientation and location ISO 1101 Geometrical tolerancing -- Tolerances of form, orientation, location and run-out ISO 1119 Series of conical tapers and taper angles ISO 2692 Geometrical tolerancing -- Maximum material requirement (MMR), least material requirement (LMR) and reciprocity requirement (RPR) ISO 3040 Dimensioning and tolerancing -- Cones ISO 5458 Geometrical tolerancing -- Positional tolerancing ISO 5459 Geometrical tolerancing -- Datums and datum systems ISO 10578 Tolerancing of orientation and location -- Projected tolerance zone ISO 10579 Dimensioning and tolerancing -- Non-rigid parts ISO 14405/1,2 Linear sizes e non linear size 25/05/2014
Modalità di indicazione localizzazione di features Alcune nuove norme ISO La nuova norma sulle linee del disegno La nuova norma sulle sezioni La nuova norma sulla quotatura Norme sulla rugosità 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 82
N. Descrizione Applicazione Esempio ISO 128-24 (2014) posizioni intermedie ed estreme di parti mobili N. Descrizione Applicazione Esempio 05.1 Linea mista a 2 tratti brevi 04.2 Mista spessa Tracce dei piani di sezione contorni iniziali, eliminati con successiva lavorazione parti situate anteriormente ad un piano di sezione Indicazione di aree limitate 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 83
Nuove norme sulle sezioni (2001) ISO 128-40 ISO 128-44 ISO 128-50 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 85 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 86
Technical drawings Indication of dimensions and tolerances Part 1: General principles ISO 129-1:2004 sarà sostituita e integrata da 129-2 (Dimensioning on mechanical engineering drawings) e 129-6 (Simplified dimensioning for mechanical engineering drawings 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 87 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 88
La norma ISO 1302 sulla rugosità Quotatura semplificata 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 89 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 90
Le contraddizioni ISO sulle tolleranze generali Nuova proposta ISO 1101 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 91 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 92
Giornata Nazionale ADM 2014 93 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 94 25/05/2014
Preferire le ASME? 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 95 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 96
Le nuove norme ISO 14405/1 e 2 La norma 14405/1 del 2010 (Dimensional tolerancing-linear sizes) e la 14405/2 (Dimensions other than linear sizes) propongono una nuova filosofia per documentare il prodotto, più adatta alle esigenze della attuale realtà produttiva e improntando le norme del disegno tecnico sui principi che sono alla base del modo più moderno di misurare. 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 97 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 98
Giornata Nazionale ADM 2014 99 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 100 25/05/2014
1) Valore nominale 2) Mediana 3) Media 4)Valore massimo 5) Valore minimo 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 101 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 102
Il modificatore della quota di sinistra indica che le dimensione della feature of size deve essere ottenuta col metodo dei minimi quadrati (GG) e si applica sia per la dimensione massima ammissibile che per quella minima. Nella quota di destra vengono specificati due modificatori diversi per ognuno dei limiti. 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 103 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 104
Giornata Nazionale ADM 2014 105 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 106 25/05/2014
Quotatura funzionali di disegni tecnici 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 107 25/05/2014 Giornata Nazionale ADM 2014 108