B1.4 TOLLERANZE DIMENSIONALI
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Nuovo Corso di Tecnologia Meccanica 1 – Cataldo Di Gennaro, Anna Luisa Chiappetta, Antonino Chillemi • Copyright © Ulrico Hoepli Editore S.p.A. B1.4 TOLLERANZE DIMENSIONALI Per comprendere le parole Aggiustaggio: ritocco degli elementi da accoppiare con il loro adattamento reciproco al momento del montaggio. Intercambiabilità: possibilità di sostituire uno o entrambi i pezzi che rendono possibile la connessione con altri simili, prodotti anche in tempi e luoghi diversi, che presentino le stesse caratteristiche di accoppiamento. Figura B1.17 Errori e tolleranze. Il progetto di un elemento qualsiasi presuppone che se ne stabiliscano forma e dimensioni e si proceda quindi alla sua rappresentazione grafica. In fase esecutiva, indipendentemente dai processi e dalle modalità di fabbricazione seguite, solo in casi eccezionali le dimensioni effettive coincidono in maniera rigorosa con quelle nominali, corrispondenti alle quote del disegno. Le cause di errore nella realizzazione dei pezzi sono imputabili sia a fattori tecnici (per esempio i limiti di precisione delle macchine e la loro usura, le imprecisioni connesse agli stessi strumenti di misura e di controllo) sia a fattori umani (ovvero la specializzazione e l’abilità dell’operatore). Non sono da trascurare però i fattori economici poiché, com’è ovvio, attraverso tempi di esecuzione più lunghi, conseguenti a una maggiore cura della lavorazione dei pezzi, l’errore, o meglio lo scarto, tra le dimensioni effettive e quelle teoriche potrebbe essere sensibilmente ridotto. La spesa sostenuta per minimizzare a priori tali errori è di norma piuttosto elevata, pertanto è più conveniente fissare i limiti entro i quali possono variare le dimensioni o la forma dei pezzi, senza che ne sia compromessa la funzionalità e tutelandone gli aspetti generali di qualità. Il problema è di notevole importanza considerando che, nella maggior parte dei casi, i pezzi meccanici sono destinati all’accoppiamento. Una prima soluzione può essere l’aggiustaggio. Tuttavia questo metodo comporta alcuni inconvenienti: tempi di esecuzione e costi elevati e impiego di manodopera specializzata. Inoltre non è garantita l’intercambiabilità, per tale motivo ogni oggetto deve essere prodotto entro precise dimensioni limite, in modo da poter essere accoppiato con altri senza ulteriori operazioni di adattamento. Le variazioni relative alle caratteristiche dimensionali e geometriche, che possono essere ammesse (quindi tollerate) per ciascun elemento, vanno fissate sui disegni, seguendo un sistema codificato dalla normativa internazionale, sulla base dello schema riportato nella figura B1.17. ERRORI DI REALIZZAZIONE DEI PEZZI ERRORI DIMENSIONALI deviazione delle dimensioni reali da quelle nominali tolleranze dimensionali ERRORI GEOMETRICI deviazione delle superfici reali da quelle nominali errori microgeometrici errori macrogeometrici rugosità tolleranze geometriche Nella tabella B1.9 vengono riportati i simboli e le denominazioni relativi alle tolleranze. 1 Metrologia dei materiali, dei prodotti e dei processi produttivi B1 Tabella B1.9 Simboli e denominazioni relativi alle tolleranze Nuovo Corso di Tecnologia Meccanica 1 – Cataldo Di Gennaro, Anna Luisa Chiappetta, Antonino Chillemi • Copyright © Ulrico Hoepli Editore S.p.A. Simboli Denominazioni Dmax, Dmin Dimensione massima e minima del foro dmax, dmin Dimensione massima e minima dell’albero ES, EI Scostamento superiore e inferiore del foro es, ei Scostamento superiore e inferiore dell’albero Gmax Giuoco massimo Gmin Giuoco minimo Imax Interferenza massima Imin Interferenza minima IT Zona di tolleranza IT = Dmax - Dmin = ES - EI per i fori IT = dmax - dmin = es - ei per gli alberi Come si traduce... italiano inglese Tolleranza Tolerance Come si traduce... italiano inglese Dimensione Nominal size nominale Dimensione Actual size effettiva La tolleranza rappresenta la massima ampiezza dell’errore che si può commettere nell’esecuzione di un pezzo. Ciò implica che una dimensione, per essere accettata, deve variare entro determinati limiti definiti dimensione massima (limite superiore) e dimensione minima (limite inferiore). Un manufatto è considerato buono, quindi accettato dal controllo qualità, quando è in tolleranza. La dimensione teorica riportata sui disegni, che funge da riferimento, è definita dimensione nominale. Nella rappresentazione grafica delle tolleranze (4Fig. B1.18 ), tale valore corrisponde alla cosiddetta linea dello zero, secondo la quale a una dimensione effettiva maggiore di quella nominale corrisponde un errore positivo; al contrario, a una dimensione effettiva minore di quella nominale corrisponde un errore negativo. Figura B1.18 Rappresentazione grafica delle tolleranze. 2 Metrologia dei materiali, dei prodotti e dei processi produttivi B1 Come si traduce... italiano inglese Scostamento Deviation Zona Tolerance di tolleranza zone Foro Hole Albero Shaft Dimensioni Limit limite dimensions Accoppiamento Clearance fit con giuoco (loose fit) Accoppiamento Interference fit con interferenza(tight fit) Nuovo Corso di Tecnologia Meccanica 1 – Cataldo Di Gennaro, Anna Luisa Chiappetta, Antonino Chillemi • Copyright © Ulrico Hoepli Editore S.p.A. Come si traduce... italiano inglese Accoppiamento Transition fit incerto In generale, la differenza algebrica fra una dimensione effettiva e quella teorica corrispondente è detta scostamento o scarto (positivo oppure negativo): se essa è relativa alla dimensione massima, si ha lo scostamento superiore (“ES” oppure “es”); nel caso della dimensione minima, si ha lo scostamento inferiore (“EI” oppure “ei”). Graficamente, la distanza tra i due scostamenti rappresenta la zona di tolleranza, che è dunque un valore assoluto, non affetto da segno (IT). Due pezzi meccanici (non necessariamente di forma cilindrica) possono essere accoppiati fra di loro se presentano la stessa dimensione nominale. L’elemento cavo dell’accoppiamento è definito convenzionalmente foro (dimensione interna), mentre l’elemento pieno è detto albero (dimensione esterna). La connessione tra due pezzi può essere differente in base alla posizione reciproca tra le dimensioni limite dei pezzi stessi; si definiscono pertanto tre tipi di accoppiamento di seguito elencati. — Con giuoco: la dimensione minima del foro è maggiore rispetto a quella massima dell’albero (in tal caso la zona di tolleranza del foro è al di sopra di quella dell’albero). Tra i due elementi vi è una porzione di spazio vuoto, per cui si parla anche di accoppiamento mobile o libero (4Fig. B1.19 a). — Con interferenza: la dimensione minima dell’albero è maggiore rispetto a quella massima del foro (in tal caso la zona di tolleranza dell’albero è al di sopra di quella del foro). Per realizzare l’accoppiamento è necessario intervenire con una forza o con una variazione di temperatura, che consenta per esempio una temporanea dilatazione del foro, pertanto l’accoppiamento è anche detto stabile, forzato o bloccato (4Fig. B1.19 b). — Incerto: si possono verificare entrambi i casi precedenti, in quanto le zone di tolleranza di albero e foro sono, anche solo parzialmente, sovrapposte (4Fig. B1.19 c). Figura B1.19 Esempi di accoppiamenti tra albero e foro: a) con giuoco; b) con interferenza; c) incerto. 3 Metrologia dei materiali, dei prodotti e dei processi produttivi B1
