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Tolleranze di lavorazione
Disegno meccanico e CADMod. 6 – U.F. 11
ing. Consuelo Rodriguez
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Errori e Tolleranze
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Perché le tolleranze?
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Tolleranze dimensionali
Concetti generali UNI ISO 28/b1
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Le dimensioni
Dimensione nominale (dn e Dn): quota riportata sul disegno
Dimensione massima (dmax e Dmax): maggiore misura ammessa per quella quota dalla funzionalità del pezzo o dell’accoppiamento
Dimensione minima (dmin e Dmin): minore misura ammessa per quella quota dalla funzionalità del pezzo o dell’accoppiamento
Dimensione effettiva (deff e Deff): dimensione rilevata dagli strumenti di misura
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Attenzione!
- Si utilizzano le lettere minuscole (dn, dmin, dmax, es, ei,…) tutte le volte che si fa riferimento ad un albero
- Si utilizzano le lettere MAIUSCOLE (Dn, Dmin, Dmax, Es, Ei,…) tutte le volte che si fa riferimento ad un foro
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Nella rappresentazione grafica è la linea corrispondente alla dimensione nominale
La linea dello zero
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La tolleranza
Dal momento che è impossibile costruire oggetti che abbiano le dimensioni teoriche 8°nominali) previste dal disegno, è necessario stabilire l’errore massimo ammesso per le dimensioni stesse.
Ciò equivale a individuare i valori massimi e minimi entro i quali ciascuna dimensione dell’oggetto deve trovarsi, affinchè possa definirsi accettabile
Dmin < Deff < Dmaxdmin < deff < dmax
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La differenza tra la dimensione massima e minima ammissibile viene definita tolleranza (IT) e rappresenta il massimo errore dimensionale permesso in un oggetto, affinché possa essere accettato.
IT = Dmax – Dmin per i foriIT = dmax – dmin per gli alberi
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Affinché una dimensione corrisponda al suo scopo funzionale è sufficiente che sia contenuta entro due dimensioni limite ammissibile: la tolleranza è la differenza tra questi due valori.La tolleranza assume particolare importanza in presenza di accoppiamenti tra elementi meccanici.
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Parametri che caratterizzano le tolleranze degli alberi
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Gli scostamenti
Scostamento superiore (es, Es): Differenza algebrica fra la dimensione massima e la linea dello zero (può essere + o -)
Scostamento inferiore (ei, Ei): Differenza algebrica fra la dimensione minima e la linea dello zero (può essere + o -)
Scostamento fondamentale (ef, Ef): scostamento più vicino alla linea dello zero
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Scostamento superiore ES = Dmax – Dn per i fories = dmax – dn per gli alberi
Scostamento inferiore EI = Dmin– Dn per i foriei = dmin – dn per gli alberi
Poiché le differenze sono algebriche gli scostamenti possono essere positivi o negativi
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Dagli scostamenti si ricavano le dimensioni massime e minime in funzione dei diametri nominali
Dmax = Dn + ES Dmin = Dn + EI
dmax = dn + es d min = dn + ei
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Tolleranze dimensionali:
Il sistema di tolleranze ISO
UNI ISO 286
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Sistema di tolleranze ISO
Ogni quota con tolleranza potrà essere completamente definita da tre parametri mentre gli altri saranno calcolabili di conseguenza:
Noti: Dn, EI e IT sarà: Dmin= Dn + EI Dmax = Dmin + IT
Noti: dn, es e IT sarà: dmax= dn + esdmin = dmax – IT
Noti: Dn, EI e ES sarà: Dmin= Dn + EI Dmax = Dn + ES
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Gradi di Tolleranza normalizzati ITn
Le tabelle UNI ISO 286 prevedono 20 diversi posizioni delle tolleranze dette “gradi di tolleranza”.
I gradi di tolleranza vengono designati con la sigla IT seguita da un numero.
Diciotto gradi di tolleranza (da IT1 a IT18) sono di uso generale per la gamma di dimensioni nominali da 0 a 3150 mm
Due gradi (IT01 e IT0) di uso non generale per la sola gamma di dimensioni nominali da 0 a 500 mm
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La lavorazione è tanto piùprecisa quanto più
piccola è la tolleranza concessa (grado)
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![Page 22: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/22.jpg)
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Posizione delle tolleranze
Può capitare che fori con le stesse dimensioni nominali e uguale grado di tolleranza abbiano dimensioni minime e massime diverse.Tale diversità è dovuta ad una diversa posizione della tolleranza.Nel sistema ISO la posizione della tolleranza viene designata da una o più lettere, maiuscole per i fori (A…ZC) e minuscole per gli alberi (a…zc). Ad ogni posizione corrisponde un valore dello scostamento fondamentale (minima distanza della tolleranza dalla linea dello zero).
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Designazione di classe di tolleranza
Una classe di tolleranza deve essere designata con una o più lettere, rappresentanti lo scostamento fondamentale, e un numero, rappresentante il grado di tolleranza normalizzato.
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Esempi di calcolo di tolleranze
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![Page 32: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/32.jpg)
Rappresentazione di un albero con
tolleranza
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Accoppiamenti con tolleranze
ISO
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Gli accoppiamenti
Alberi e fori possono essere accoppiati far loro per dare origine a oggetti più complessi (accoppiamenti).
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Designazione di un accoppiamento
Nel sistema ISO gli accoppiamenti vengono designati convenzionalmente indicando:
- La dimensione nominale comune ai due pezzi accoppiati
- La posizione ed il grado di tolleranza rispettivamente del foro e dell’albero
Ø60 H8/f7 Ø50 P7/h6
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Attenzione!
Nell’esecuzione degli accoppiamenti, soprattutto se precisi, occorre tener presente che si lavorano più facilmente le dimensioni esterne (alberi) e meno facilmente quelle interne (fori).
Per tale motivo, ipotizzando la stessa accuratezza di lavorazione, si accoppia un albero con grado di tolleranza ITn con un foro di grado IT(n+1)
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Con il sistema di tolleranze ISO è possibile combinare tra di loro alberi e fori con posizione della tolleranza qualsiasi, ottenendo un numero elevato di accoppiamenti, che richiederebbero molti calibri di controllo
Per evitare tale inconveniente, sono usati i sistemi di accoppiamento “foro base” e “albero base”
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Tipologie di accoppiamenti
Gli accoppiamenti potranno essere:Con Giuoco (G): le dimensioni dell’albero sono
sempre minori di quelle del foro (accoppiamento libero)
Con Interferenza (I): le dimensioni dell’albero sono sempre maggiori di quelle del foro (accoppiamento bloccato o stabile)
Incerti quando potrà risultare con giuoco o con interferenza, a seconda delle dimensioni assunte da albero e foro
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Sistema di accoppiamento “albero base”
Insieme di accoppiamenti nei quali la dimensione massima dell’albero coincide sempre con la dimensione nominale
Posizione h, es=0, dmax=dn
I diversi accoppiamenti si ottengono variando la posizione ed il grado di tolleranza del foro.
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![Page 42: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/43.jpg)
Sistema di accoppiamento “foro base”
Insieme di accoppiamenti nei quali la dimensione minima del foro coincide sempre con la dimensione nominale
Posizione H, EI=0, Dmin=dn
I diversi accoppiamenti si ottengono variando la posizione ed il grado di tolleranza dell’albero.
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Accoppiamenti con GiuocoD min≥ d maxGmax = Dmax – dminGmin = Dmin - dmax
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Accoppiamenti con Interferenzad min≥ D maxImin = dmin - DmaxImax = dmax - Dmin
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Accoppiamenti Incerti
Gmax = Dmax - dminImax = dmax - Dmin
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Controllo delle dimensioni tollerate
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Relazione fra tolleranza e
rugosità
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Relazione fra tolleranza e rugosità
La finitura superficiali dei pezzi dipende dalla funzione cui sono destinati.
Al fine di garantire la funzionalità dell’accoppiamento dovrà essere considerata anche la finitura superficiale dei pezzi ossia la rugosità.
Se la rugosità è elevata, eventuali creste superficiali (risultato delle lavorazioni) si usurano rapidamente facendo aumentare il giuoco. In tal caso non viene garantita, nel tempo, la funzionalitàdell’accoppiamento.
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Il valore da attribuire alla rugosità superficiale cresce con l’aumentare sia della tolleranza sia delle dimensioni del pezzo.
E’ opportuno ricordare che il costo di produzione aumenta con il diminuire del grado di superficialità richiesto. Di conseguenza compatibilmente con le tolleranze applicate, sarà bene prescrivere per la lavorazione, il massimo valore di rugosità possibile.
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Tolleranze geometriche
UNI 7226/1 – ISO 1101
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Classificazione e segni grafici
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simbolo
valore numerico
Riferimento/i
tolleranza applicata ad un asse o ad una linea mediana
tolleranza applicata ad una linea o ad una superficie
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Tolleranze di forma
La norma UNI 7226/1 : ISO 1101 definisce le tipologie di tolleranze geometriche; nello specifico quelle di forma sono:
Le prime quattro sono relative ad elementi singoli mentre le ultime due ad elementi singoli o associati
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Tolleranze di forma: Tolleranza di rettilineità (1)
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Tolleranze di forma: Tolleranza di rettilineità (2)
![Page 77: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/77.jpg)
Tolleranze di forma: Tolleranza di rettilineità (3)
![Page 78: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/78.jpg)
Tolleranze di forma: Tolleranza di planarità
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Tolleranze di forma: Tolleranza di circolarità
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Tolleranze di forma: Tolleranza di Cilindricità
E’ opportuno che la tolleranza di cilindricità sia non superiore alla metà della tolleranza dimensionale associata
![Page 81: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/81.jpg)
Tolleranza di forma su una lineaLa zona di tolleranza è limitata da due linee di inviluppo dei cerchi di diametro t i cui centri sono situati sulla linea avente la forma geometrica corretta
Tolleranza di forma su una superficieLa zona di tolleranza è limitata da due superfici di inviluppo delle sfere di diametro t i cui centri sono situati sulla superficie avente la forma geometrica corretta
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Tolleranze di orientamento
La norma UNI 7226/1 : ISO 1101 definisce le tipologie di tolleranze geometriche; nello specifico quelle di orientamento sono:
![Page 83: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/83.jpg)
Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di parallelismo di una linea rispetto ad una retta
di riferimento (1)
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di parallelismo di una linea rispetto ad una retta
di riferimento (2)
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di parallelismo di una linea rispetto ad una retta
di riferimento (3)
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di parallelismo di una linea rispetto ad una
superficie di riferimento
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di parallelismo di una superficie rispetto ad una
retta di riferimento
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di parallelismo di una superficie rispetto ad una
superficie di riferimento
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di perpendicolarità di una linea rispetto
ad una retta di riferimento
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di perpendicolarità di una linea rispetto
ad una retta di riferimento (1)
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di perpendicolarità di una linea rispetto
ad una superficie di riferimento (2)
![Page 92: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/92.jpg)
Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di perpendicolarità di una superficie
rispetto ad una retta di riferimento
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Tolleranze di orientamento:
Tolleranza di perpendicolarità di una superficie
rispetto ad una superficie di riferimento
![Page 94: Disegno meccanico e CAD Mod. 6 – U.F. 11consuelorodriguez.it/wp-content/uploads/2017/05/10-Il-sistema-di... · Rappresentazione di un albero con tolleranza. Accoppiamenti con tolleranze](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022012909/5e20cec4c5aebb3f2f030824/html5/thumbnails/94.jpg)
Tolleranza di localizzazione
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Tolleranza di concentricità
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Tolleranza di simmetria
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Tolleranza di oscillazione circolare radiale
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Tolleranza di oscillazione circolare assiale
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Tolleranza di oscillazione totale (assiale e radiale)