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.
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Metrologia dei materiali, dei prodotti e dei processi produttivi
B1
Tabella B1.9 Simboli e denominazioni relativi alle tolleranze
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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.
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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)
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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.
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