Gary R. Bertoline, Eric N. Wiebe - Fondamenti di comunicazione grafica - PARTE II by McGraw-Hill Education (Italy)

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi Un’immagine mostra immediatamente ciò che, in un libro, viene spiegato con una dozzina di pagine. Ivan S. Turgenev, Padri e ﬁgli, 1862

Introduzione e obiettivi Le immagini ottenute con metodi proiettivi rappresentano un tipo di illustrazione tecnica che mostra contemporaneamente varie facce di un oggetto. Tali disegni vengono utilizzati da tutte le industrie che progettano, vendono, producono, riparano, installano o che effettuano la manutenzione di un prodotto. I disegni assonometrici ortogonali e obliqui fanno parte delle proiezioni parallele e vengono di solito usati nei documenti tecnici, nella documentazione per la vendita, nei manuali per la manutenzione, e nei supplementi di documentazione dei disegni tecnici. I disegni prospettici fanno invece parte delle proiezioni centrali e vengono utilizzati più frequentemente nei disegni architettonici per la loro efﬁcacia nel deﬁnire, con maggiore illusione realistica, i rapporti spaziali. I disegni prospettici rappresentano, infatti, il tipo di disegno più realistico utilizzato nell’ingegneria e nella tecnologia. Un disegno prospettico crea una rappresentazione di un oggetto che somiglia a ciò che si vede. È il miglior metodo per rappresentare un oggetto in tre dimensioni. Le immagini ottenute con metodi prospettici, infatti, non hanno la limitazione dei disegni multivista, che mostrano solo due dimensioni dell’oggetto in ciascuna vista e vanno combinati mentalmente per formare un’immagine tridimensionale dell’oggetto. Nel capitolo viene considerata la teoria delle proiezioni e le pratiche standard usate per

Capitolo 7

360

CAPITOLO 7

getto ruotando l’oggetto su un asse relativo a una proiezione, o piano di proiezione (Figura 7.1). La proiezione assonometrica è una delle quattro tecniche di proiezione principali: a vista multipla, assonometrica ortogonale e obliqua e prospettica (Figura 7.2). Nella proiezione a vista multipla e assonometrica l’osservatore è posto in teoria a distanza infinita dal piano di proiezione. Inoltre, per le proiezioni a vista multipla e assonometriche ortogonali, le linee di proiezione risultano perpendicolari al piano di proiezione; quindi sono considerate entrambe proiezioni ortografiche. Un disegno a vista multipla si differenzia da un disegno assonometrico perché nel primo, in ciascuna vista sono visibili solo due dimensioni di un oggetto ed è necessaria più di una vista per definire l’oggetto. In un disegno assonometrico, invece, l’oggetto viene ruotato intorno a un asse per mostrare tutte e tre le dimensioni, ed è necessaria solo una vista. La proiezione assonometrica viene prodotta da linee di proiezione parallele multiple perpendicolari al piano di proiezione, con l’osservatore all’infinito e l’oggetto ruotato intorno a un asse per produrre una vista illustrativa (Figura 7.2B).

creare disegni assonometrici, ortogonali e obliqui, e disegni prospettici. Alla fine di questo capitolo il lettore sarà in grado di: 1. Definire la proiezione assonometrica, isometrica, dimetrica e trimetrica. 2. Spiegare la differenza tra una proiezione e uno schizzo isometrico. 3. Creare uno schizzo isometrico. 4. Applicare la teoria della proiezione obliqua per creare schizzi obliqui. 5. Creare uno schizzo prospettico. 6. Descrivere la teoria della proiezione prospettica a uno, due e tre punti. 7. Definire la linea d’orizzonte, il centro di vista, il piano di proiezione, il punto di fuga e la linea di terra. 8. Descrivere le viste dall’occhio di un uccello, di una persona, della terra e di un verme. 9. Descrivere le quattro variabili prospettiche che si determinano prima di creare uno schizzo prospettico.

7.1.1

7.1

Assonometrie ortogonali

I disegni assonometrici vengono classiﬁcati in base agli angoli fra i tre spigoli principali comprendenti gli assi assonometrici. Gli assi assonometrici sono quelli che costituiscono la struttura di riferimento per gli oggetti da rappresentare in assonometria. La Figura 7.3 mostra gli

Proiezione assonometrica

La parola greca axon signiﬁca asse e metric misurare. La proiezione assonometrica è una tecnica di proiezione parallela usata per creare un disegno illustrativo di un og-

PIA

Linee di proiezione parallele

Immagine proiettata

Oggetto ruotato intorno a un asse Y

Figura 7.1 Proiezione assonometrica Si crea una vista assonometrica ruotando l’oggetto intorno a uno o più assi.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

Linee di proiezione parallele tra loro e perpendicolari al piano di proiezione

PIA

361

PIA

B A

D C

DI E N EA LIN IEZIO O R P

D C

E OR VATO R E T S OS NFINI 'I ALL

B D D

E OR VATO R E T S OS NFINI 'I ALL (A) Proiezione a vista multipla

Linee di proiezione parallele tra loro ed oblique rispetto al piano di proiezione

(B) Proiezione assonometrica ortogonale

Linee di proiezione convergenti in un punto

PIA

A B

LINEA DI PROIEZIONE

DI E N EA LIN IEZIO O PR

Occhio dell’osservatore (centro di vista)

A A

A B

D C

D OSSERVATORE ALL'INFINITO

C C

Osservatore a una distanza finita dall’oggetto

PIA

(D) Proiezione prospettica

Figura 7.2 Tecniche di proiezione: a vista multipla, assonometrica, ortogonale e obliqua, e prospettica La tecnica prospettica è l’unica a non usare linee di proiezione parallele.

assi assonometrici su di un oggetto e contiene tre diverse viste assonometriche dell’oggetto. Sebbene ci sia un numero inﬁnito di posizioni utilizzabili per creare un disegno come quello di Figura 7.4, solo poche di queste risultano utili. Quando tutti e tre gli angoli sono diversi (le dimensioni parallele ai tre assi subiscono riduzioni diverse tra loro) si dice che l’assonometria è trimetrica. I disegni trimetrici sono i più appaganti per l’occhio, ma anche i più difﬁcili da realizzare. Quando due dei tre angoli sono

uguali (cioè solo due dimensioni subiscono la stessa riduzione), l’assonometria è dimetrica. I disegni dimetrici sono meno appaganti per l’occhio, ma più facili da realizzare rispetto ai disegni trimetrici. Quando tutti gli angoli sono uguali (le dimensioni parallele ai tre assi subiscono tutte la stessa variazione) si ha l’assonometria isometrica (misura uguale). La isometrica è la meno appagante rispetto alle altre due, ma rappresenta il modo più facile per disegnare e quotare, ed è quella che verrà perciò descritta nei paragraﬁ seguenti.

362

CAPITOLO 7 Assi assonometrici Z

A M

Z A

DIMETRICO Gli angoli A e C sono uguali le lunghezze MY e MX sono uguali

TRIMETRICO Angoli differenti lunghezze differenti

ISOMETRICO Gli angoli A, B e C sono uguali le lunghezze MZ, MY e MX sono uguali

Figura 7.3 Angoli che determinano il tipo di disegno assonometrico prodotto

AZIMUTH 0

-15°

-30°

-45°

-60°

90°

75°

ELEVAZIONE

60°

45°

35°-16'

Figura 7.4 Diverse posizioni per creare il disegno di un pezzo, ottenute ruotando intorno a due degli assi

-75°

-90°

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

363

Immagine proiettata

A A A

A A

B A, B

A B B

Asse

A, B

80%

Linea AB ridotta a un punto

35°16' B

Asse isometrico

B A

A Diagonale AB

Figura 7.5 Teoria della proiezione isometrica L’oggetto viene ruotato di 45° gradi intorno ad un asse e di poco più di 35° gradi attorno a un altro asse.

7.2

Proiezioni in assonometria isometrica

L’assonometria isometrica di un oggetto viene realizzata ruotando l’oggetto di 45° gradi intorno a un asse verticale, poi inclinando l’oggetto (in questo caso un cubo) in avanti (angolo di 35°1 ) ﬁno a che la diagonale (AB) non si riduca a un punto in vista frontale (Figura 7.5). I tre assi, che si incontrano in A e B e che formano angoli uguali a 120°, sono chiamati assi isometrici. Ciascuno spigolo del cubo risulta parallelo a uno degli assi isometrici. Qualsiasi linea parallela a uno degli assi isometrici è una linea isometrica. I piani delle facce del cubo e tutti i piani a essi paralleli sono piani isometrici. L’inclinazione in avanti del cubo comporta che gli spigoli e i piani del cubo diventino prospettici nel momento in cui esso viene proiettato sul piano di proiezione. Le lunghezze delle linee proiettate risultano uguali al coseno di 35°16 , o 0,81647 volte la lunghezza reale. In altre parole, le lunghezze proiettate sono approssimativamente l’80% delle lunghezze reali. Un disegno prodotto usando una scala di 0,816 viene chiamato proiezione isometrica. Comunque, se il disegno viene prodotto usando una scala intera, viene indicato come disegno isometrico, con le stesse proporzioni di una proiezione isometrica, ma in realtà si ha un ingrandimento lineare dato dal rapporto

1/0,816 = 1,22 (Figura 7.6): l’assonometria isometrica dà, cioè, un’immagine dell’oggetto piuttosto ingrandita rispetto al pezzo reale. I disegni isometrici sono quasi sempre preferiti alla proiezione isometrica per i disegni tecnici, perché sono più facili da realizzare. La Figura 7.7 mostra una scala isometrica prodotta posizionandosi a 45° gradi e proiettando le linee verticalmente su di una linea a 30° gradi. Ciò rende prospettiche le distanze reali, creando una scala isometrica lungo la linea a 30° gradi, che può essere usata per creare una proiezione isometrica reale di un oggetto. Si può utilizzare anche una scala a 3⁄4 per avvicinarsi a una scala isometrica. Con il CAD, le viste isometriche di un modello tridimensionale possono essere create automaticamente usando delle rotazioni di 45° attorno a un asse e di 35◦ 16 attorno a un altro asse per cambiare il punto di vista.

Esercizio pratico 7.1 Disporre un foglio di plastica chiara e rigida o di vetro tra sé e un cubo. Posizionare il cubo in modo che una delle facce sia parallela al vetro. Tracciare il contorno del cubo sul vetro, usando un marcatore ad acqua. Spostare il cubo di qualche centimetro più a destra o a sinistra, ruotarlo di 45° gradi in-

CAPITOLO 7

364

45°

Disegno isometrico a scala intera

5 2

Proiezione isometrica all’80%

RIC

M 3 SO AI AL

Figura 7.6 Scale diverse di una proiezione isometrica e di un disegno isometrico

30°

1 0

Proiezione isometrica

Figura 7.7 Creazione di una scala isometrica

30°

Disegno isometrico più grande di circa il 20%

120° 120° 30°

120°

30°

Figura 7.8 Confronto delle lunghezze tra disegno isometrico e proiezione isometrica reale

(A) Isometrica regolare

60°

torno a un asse verticale, poi inclinarlo in avanti di circa 30 gradi, usando come guida una squadra a 30/60 gradi. Spostare il cubo nella sua nuova posizione e tracciare il contorno del cubo sul vetro. Questa procedura consente di realizzare una proiezione isometrica del cubo. Confrontare le lunghezze delle linee verticali nella proiezione isometrica con quelle nella proiezione originale. La proiezione isometrica dovrebbe essere leggermente più piccola della proiezione originale (a vista multipla).

7.2.1

Disegni assonometrici isometrici

Come già detto in precedenza, un disegno isometrico è un disegno assonometrico in cui l’angolo tra gli assi è di 120° gradi e la scala usata è intera (Figura 7.8). Gli assi isometrici possono essere posizionati in vari modi per creare diverse viste dello stesso oggetto. La Figura 7.9A rappresenta un’assonometria isometrica regolare, in cui gli assi a 30° vengono tracciati verso l’alto. L’isometrica regolare è il tipo di disegno isometrico più diffuso.

(B) isometrica ad asse rovesciato

60°

(D) Isometrica ad asse lungo

Figura 7.9 Posizioni degli assi isometrici e loro effetto sulla vista realizzata

Nell’assonometria isometrica ad asse rovesciato, mostrata nella Figura 7.9B, gli assi a 30° sono orientati verso il basso. Nell’assonometria isometrica ad asse lungo (Figure 7.9C e 7.9D) un asse viene tracciato a 60°. In un disegno isometrico le dimensioni reali possono essere misurate solo lungo le linee isometriche, ossia le linee parallele agli assi isometrici. Qualsiasi linea che risulta essere non parallela all’asse isometrico è detta linea non isometrica (Figura 7.10). Le linee non isometriche includono le linee inclinate e oblique e non possono essere misurate direttamente. Devono invece essere create, individuando due estremità.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

365

Linee isometriche Linee non isometriche

Piani isometrici

Asse isometrico

Assi isometrici

Figura 7.11 Piani isometrici relativi agli assi isometrici

Figura 7.10 Linee isometriche e linee non isometriche

Piano non isometrico

Piano isometrico

Assi isometrici

Figura 7.12 Piano non isometrico Figura 7.13

La Figura 7.11 rappresenta un disegno isometrico di un cubo. Come detto in precedenza, le tre facce del cubo che risultano parallele alle superﬁci isometriche individuate da due assi isometrici, sono piani isometrici. I piani non paralleli a nessun piano isometrico sono detti piani non isometrici (Figura 7.12).

7.2.2

Linee nascoste, assi di simmetria e quotatura

Nei disegni isometrici, così come prescritto dalla norma UNI 4819, le linee nascoste vengono omesse a meno che non siano strettamente necessarie per una descrizione completa dell’oggetto. La maggior parte dei disegni isometrici non presenta linee nascoste. Per evitare il loro impiego, occorre scegliere un punto di vista quanto più descrittivo possibile. Comunque, quando non è possibile trovare un punto di vista che illustra chiaramente tutte le

Un disegno isometrico con linee nascoste per rappresentare dettagli altrimenti non visibili

feature principali, si possono utilizzare le linee nascoste (Figura 7.13). Gli assi di simmetria dell’oggetto non devono essere tracciati se non nel caso che risultino necessari (per esempio per quotare il disegno). I disegni isometrici, infatti, vengono di solito utilizzati per comunicare con il personale non tecnico e per scopi non ingegneristici (Figura 7.14). I disegni isometrici quotati usati per scopi di produzione devono essere conformi agli standard UNI 4819-1984 (Figura 7.15). La norma UNI 4819 stabilisce inoltre che per la quotatura e per le tolleranze devono essere applicati i princìpi generali indicati nelle apposite norme UNI. Molte delle ﬁgure alla ﬁne dei Capitoli 5 e 10 rappresentano degli esempi di quotatura in assonometrie isome-

366

CAPITOLO 7 Dimensioni in mm

Figura 7.14 Assi di simmetria utilizzati per quotare il disegno

triche. Per ulteriori approfondimenti, si vedano, inoltre, le esercitazioni su quotatura e tolleranze presenti nel Capitolo 9. Figura 7.15 Esempio di quotatura in un’assonometria isometrica

7.3

Schizzo isometrico

Uno schizzo isometrico è un tipo di proiezione parallela che consente di rappresentare tutte e tre le dimensioni in un’unica immagine. Sebbene ci siano molti modi per orientare un oggetto in modo da rappresentare tutte e tre le dimensioni, le illustrazioni isometriche hanno un orientamento standard che rende particolarmente facile la realizzazione di schizzi.

Creazione di uno schizzo isometrico Creare uno schizzo isometrico dell’oggetto mostrato nella Figura 7.16.

dicata come punto 4; e la parte superiore della linea rappresentativa dell’altezza viene indicata come punto 3. Le lunghezze di queste linee non sono importanti, dal momento che verranno trattate come linee di costruzione, ma dovrebbero essere piuttosto lunghe per consentire di rappresentare le dimensioni dell’oggetto. Considerare la larghezza, l’altezza e la profondità complessiva dell’oggetto utilizzando le tecniche di valutazione descritte nel Paragrafo 1.15. Utilizzare queste dimensioni per realizzare uno schizzo di un blocco che racchiuda completamente l’oggetto.

Disegnare l’oggetto Fare uno schizzo dell’asse isometrico Fase 1. Gli schizzi isometrici cominciano con la deﬁnizione di un asse isometrico, costituito da tre linee, una verticale e due disegnate a 30° gradi. Queste tre linee dell’asse isometrico rappresentano le tre dimensioni primarie dell’oggetto: larghezza, altezza e profondità. Sebbene siano disegnate a soli 60° gradi l’una dall’altra, esse rappresentano reciprocamente delle linee perpendicolari in uno spazio tridimensionale. Fase 2. Cominciare lo schizzo estendendo gli assi isometrici rappresentati nella fase 1, Figura 7.16. Indicare con 1 l’origine degli assi; l’estremità della linea rappresentativa della larghezza viene indicata come punto 2; l’estremità della linea rappresentativa della profondità viene in-

Fase 3. Fare uno schizzo della faccia anteriore dell’oggetto tracciando una linea parallela e uguale in lunghezza alla dimensione della larghezza e passante per il punto 3. Tracciare poi una linea parallela e uguale in lunghezza alla linea verticale (1-3) attraverso i punti 5-2. La faccia frontale dell’oggetto è così completa Fase 4. Dal punto 3, disegnare la faccia superiore dell’oggetto, tracciando una linea parallela e uguale in lunghezza alla linea 1-4. Tale linea viene indicata come 3-6. Tracciare una linea parallela e uguale in lunghezza alla linea 3-5, dal punto 6. Tale linea viene indicata come 6-7. Tracciare una linea dal punto 5 al punto 7. Tale linea dovrebbe essere parallela e uguale in lunghezza alla linea 3-6. Disegnare la faccia laterale destra tracciando una linea dal punto 6 al punto 4, che risulta parallela alla linea 1-3.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

367

4 La

rgh

30°

ità

ofo

1 Fase 2

Fase 1 Asse isometrico

Fase 3 Faccia frontale

7 12

12 17

22 23

21 2

16 10

14 11

19 20

8 18

1 Fase 4 Facce superiore e laterale

1 Fase 5

Fase 6

Fase 7

Figura 7.16 Le fasi basilari utilizzate per realizzare uno schizzo isometrico di un oggetto

Aggiungere dettagli al blocco isometrico Fase 5. Cominciare valutando le dimensioni che consentono di eliminare alcune regioni del blocco. Tracciare l’altezza lungo la faccia frontale creando una linea parallela alla linea 1-2; indicarla come 8-9. Tracciare linee a 30° gradi dal punto 8 e dal punto 9 e indicarle come 9-10 e 8-11. Tracciare poi una linea dal punto 10 al punto 11. Tracciare

le linee verticali dai punti 10 e 11 e indicarle come 10-12 e 11-13. Tracciare una linea dal punto 12 al punto 13, per completare la parte frontale. Con un semplice schizzo, si possono tracciare tutte le linee di costruzione prima di dover ricalcare le linee nella fase ﬁnale. In schizzi più complessi, la presenza di numerose linee di

Richiami storici Thomas Ewing French (1871-1944) Come tanti altri uomini di talento, Thomas E. French ebbe molteplici interessi: le incisioni, la scrittura di libri e articoli, i viaggi e tanti altri. Il più importante dei suoi interessi probabilmente fu il disegno tecnico. Fu sia scrittore sia professore in questo campo. French nacque e crebbe nell’Ohio. Lì frequentò la scuola Cooper Academy e il Miami Business College. Mentre frequentava le scuole superiori, si iscrisse a un corso serale di disegno meccanico e ottenne la qualiﬁca di disegnatore. Fu assunto presso la società Smith-Vale e presto divenne disegnatore capo. Ma French decise di seguire una strada un po’ diversa. Mentre lavorava per la Smith-Vale insegnava disegno alla YMCA, e ciò lo aiutò a decidere di frequentare la Ohio State University. French si distinse all’Università assistendo uno dei suoi professori nella stesura di un libro sulla meccanica e appena laureato fu assunto come professore; quando l’Università creò un Dipartimento di Disegno Tecnico, ne divenne il direttore a soli 35 anni. French continuò a scrivere libri e a collaborare a libri di testo. Il primo libro fu un Manuale di Disegno Tecnico, scritto per la neonata casa editrice McGraw-Hill. Un altro libro cui diede il proprio contributo fu Disegno Meccanico per le scuole superiori, scritto per aiutare a standardizzare l’insegnamento del disegno tecnico nel sistema scolastico. Questi sono solo due dei numerosi libri che scrisse. Thomas E. French fu autore, insegnante e uomo molto inﬂuente. I suoi studenti lo trovavano un insegnante meravi-

costruzione può causare confusione nello stabilire le linee appartenenti a ogni feature. In uno schizzo isometrico, in cui le linee rappresentano tre dimensioni piuttosto che due, la confusione potrebbe aumentare. Quindi, nella fase 5, bisogna cominciare a marcare quelle linee che rappresentano la forma finale. Fase 6. Valutare le distanze e segnare i punti come mostrato in fase 5. Dal punto segnato sulla linea 11-13, tracciare una linea a 30° sul retro del blocco fino a incontrare la linea 4-6. Indicare questa nuova linea come 14-15. Dal punto segnato sulla linea 12-13, tracciare una linea a 30° sul retro del blocco fino a incontrare la linea 6-7. Indicare questa nuova linea come 16-17. Tracciare poi una linea dal punto 14 al punto 16 e dal punto 15 al punto 17. Le linee 14-16 e 15-17 vengono indicate come linee non isometriche, perché non sono parallele agli assi isometrici. Valutare le distanze per la scanalatura da ricavare nella parte frontale del blocco e segnare questi punti come mostrato nella fase 5. Tracciare le linee verticali dai punti segnati sulla linea 1-2 e 8-9. Indicare queste linee come 18-19 e 20-21, come nella fase 6. Fare uno schizzo delle linee a 30° dai pun-

368

(Cortesia dell’Ohio State University Photo Archives.)

glioso e i suoi libri furono molto apprezzati. Dopo la sua morte, la famiglia decise di indire una borsa di studio post-laurea per il Dipartimento di Graﬁca Tecnica presso la Ohio State University per consentire ai laureati di lavorare nella graﬁca tecnica.

ti 19, 20 e 21 verso le profondità valutate della scanalatura. Lungo la superﬁcie superiore della scanalatura, connettere le estremità delle linee a 30° e indicare questa nuova linea come 22-23. La linea a 30° che si estende dal punto 20 termina quando interseca la linea 18-19, come mostrato nella fase 6. Per completare la parte posteriore della scanalatura, tracciare una linea verticale dal punto 22, come in fase 6. Tale linea termina nel punto di intersezione della linea 19-23. Lo schizzo isometrico approssimativo del blocco è completo. Si noti che non si è fatto riferimento a caratteristiche geometriche nascoste, relative a dettagli coperti da superﬁci in vista. Le convenzioni del disegno per gli schizzi isometrici, infatti, prevedono che le feature nascoste siano omesse, a meno che risultino essenziali alla descrizione dell’oggetto. Fase 7. Ricalcare tutte le linee in vista per completare lo schizzo isometrico.

7.4

Ellissi isometriche

Le ellissi isometriche sono un tipo particolare di ellissi utilizzate per rappresentare fori e parti cilindriche nei di-

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi Piano superiore o orizzontale

369

Asse maggiore Asse minore

Asse maggiore

Asse maggiore Asse minore

Asse minore Piano frontale 60°

30°

60°

30°

Piano di profilo

(A) Corretto

(B) Errato

Figura 7.17 Rappresentazione isometrica di cerchi Le feature circolari vengono rappresentate da ellissi negli schizzi isometrici. L’orientamento dell’ellisse viene stabilito secondo la faccia su cui il cerchio giace. L’orientamento corretto viene mostrato in (A) mentre in (B) sono mostrati orientamenti non corretti.

segni isometrici. In un disegno isometrico, l’oggetto viene visto secondo un certo angolo, che mostra i cerchi come ellissi. Quando si fa lo schizzo di un’ellisse isometrica, è molto importante posizionare correttamente l’asse minore e maggiore. Nella Figura 7.17 viene rappresentato un cubo isometrico con ellissi disegnate sulle tre superﬁci visibili: superiore, di proﬁlo e frontale. Memorizzare la Figura 7.17A, in quanto essa contiene le tre posizioni di ellissi isometriche che si trovano nella maggior parte degli schizzi e disegni isometrici. Le feature chiave dell’ellisse isometrica su ciascun piano sono: ■

■

gli assi minore e maggiore sono sempre perpendicolari tra loro; sul piano superiore, l’asse maggiore è orizzontale e l’asse minore è verticale; sui piani frontale e di proﬁlo, gli assi maggiori vengono misurati a 60° gradi; l’asse maggiore è sempre perpendicolare all’asse passante per il centro del foro o del cilindro.

Schizzo di un’ellisse isometrica La Figura 7.18 mostra le fasi per la realizzazione di un’ellisse isometrica. Si noti che le fasi sono molto simili a quelle necessarie per realizzare lo schizzo di un cerchio come spiegato nel Paragrafo 1.14. La differenza sta nell’orientamento e nella proporzione degli assi. Fase 1. Ellisse isometrica disegnata sul piano frontale: disegnare un quadrato isometrico i cui lati siano uguali al diametro del cerchio.

Fase 2. Tracciare le diagonali del quadrato. La diagonale maggiore rappresenta l’asse maggiore e la diagonale minore, l’asse minore dell’ellisse. Le due diagonali si intersecano al centro del quadrato, che rappresenta anche il centro dell’ellisse isometrica. Fase 3. Tracciare le linee di costruzione dai punti medi dei lati del quadrato passanti per il punto centrale. Tali linee rappresentano le linee centrali dell’ellisse isometrica. I punti medi dei lati del quadrato isometrico sono punti di tangenza per l’ellisse e vengono indicati con A, B, C e D. Fase 4. Realizzare brevi archi ellittici tra i punti B e C, e i punti D e A. Fase 5. Completare lo schizzo dell’ellisse disegnando gli archi ellittici tra i punti C e D, e i punti A e B.

Schizzo di un cilindro isometrico La Figura 7.19 mostra le fasi per la realizzazione della vista isometrica di un cilindro. Fase 1. Tracciare gli assi isometrici. A partire da una linea a 30°, prolungamento dell’asse, tracciare un quadrato isometrico, con i lati uguali al diametro del cilindro. Tale quadrato diventerà l’estremità del cilindro. Successivamente, segnare la lunghezza del cilindro sull’altro asse a 30°, e tracciare due rettangoli, sulla faccia superiore e sul proﬁlo. Per il rettangolo del proﬁlo, la lunghezza rappresenta la lunghezza del cilindro e l’altezza rappresenta il diametro del cilindro. Per il rettangolo superiore, la lunghezza rappresenta la lunghezza del cilindro e la larghezza rappre-

370

CAPITOLO 7 Punto centrale

Punti medi A B

Diametro

Diametro minore

Dia

D C

tro

Fase 1 Quadrato isometrico

Fase 2 Schizzo delle diagonali

Diametro maggiore

Fase 3 Posizionare i punti medi

A B

D C Fase 4 Schizzi di archi

C Fase 5 Tracciamento dell’ellisse

Figura 7.18 Schizzo di un’ellisse isometrica Le fasi necessarie per realizzare uno schizzo di un’ellisse isometrica partono dalla costruzione di una struttura isometrica, i cui lati siano uguali al diametro del cerchio. Si individuano il centro della struttura e i punti medi dei lati, e poi si tracciano gli archi per creare l’ellisse.

senta il suo diametro. Si noti che non vengono rappresentati gli spigoli e i contorni nascosti. Fase 2. Tracciare le diagonali e le linee centrali sul quadrato isometrico, e realizzare all’interno uno schizzo di ellisse, per creare l’estremità del cilindro, come descritto in “Schizzo di un’ellisse isometrica”. Fase 3. Segnare i punti A e B in cui le linee centrali si intersecano con i lati superiore e frontale del quadrato isometrico. Tracciare le linee di costruzione all’estremità posteriore e segnare i punti C e D. Fase 4. Sul quadrato isometrico indicare i due punti di intersezione tra la diagonale maggiore e l’ellisse. Da questi due punti, tracciare due linee a 30° verso la parte posteriore del cilindro. (Queste linee a 30° sono tangenti all’ellisse). Tracciare poi brevi archi ellittici dai punti C e D verso le linee tangenti, come mostrato in ﬁgura. Il cilindro dovrebbe a questo punto essere visibile. Fase 5. Ricalcare tutte le linee in vista per completare il cilindro. Si noti che l’asse maggiore dell’ellisse è perpendicolare all’asse che passa per il centro del cilindro, e l’asse minore è coincidente con quest’ultimo.

Schizzo di semi-ellisse La Figura 7.20 mostra come realizzare uno schizzo di una semi-ellisse. Fase 1. Ellisse isometrica tracciata sul piano di proﬁlo. Cominciare tracciando un quadrato isometrico i cui lati siano uguali al diametro dell’arco. Tracciare le diagonali del quadrato. Le due diagonali si intersecano nel centro del quadrato, che rappresenta anche il centro dell’ellisse isometrica. Dai punti medi dei lati del quadrato tracciare le linee di costruzione passanti per il punto centrale. Queste linee rappresentano le linee centrali dell’ellisse isometrica. Fase 2. I punti medi dei lati del quadrato isometrico saranno punti di tangenza per l’ellisse e vengono indicati con le lettere A, B e C. La diagonale maggiore è l’asse maggiore e la diagonale minore è l’asse minore. Tracciare brevi archi ellittici tra i punti B e C e i punti B e A. Per fare uno schizzo della parte posteriore della semi-ellisse, costruire, a partire dai punti A, B e C, linee parallele a 30°, uguali alla profondità della parte. Ciò individua i punti A⬘, B⬘ e C⬘ sulla parte posteriore dell’oggetto. Rappresentare l’ellisse

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

371

D Diametro

Dia

tro

n Lu

dro

ilin

e ad

Asse isometrico Fase 1 Schizzo del parallelepipedo contenente il cilindro

Fase 2 Schizzo dell’estremità del cilindro

Fase 3 Schizzo dell’altra estremità del cilindro

Tangente C

D 90 °

Tangente Fase 4 Schizzo dei contorni del cilindro

Fase 5 Completare lo schizzo

Figura 7.19 Schizzo di un cilindro isometrico

tro

ofo

Diametro

Dia

ità

C B' A

Fase 1 Schizzo di un quadrato isometrico

Fase 2 Schizzo del secondo arco

Fase 3 Completare lo schizzo

Figura 7.20 Fasi di costruzione di una semi-ellisse

posteriore tracciando gli archi tra i punti B⬘ e C⬘ e i punti B⬘ e A⬘. Fase 3. Completare ricalcando i contorni e gli spigoli in vista e cancellando le linee di costruzione.

7.5

Fogli di carta a griglia isometrica

L’utilizzo di fogli di carta a griglia isometrica può migliorare la tecnica e diminuire il tempo necessario alla creazione di uno schizzo isometrico. La carta a griglia isome-

372

CAPITOLO 7

trica è composta di linee a griglia verticali e a 30°, come mostrato nella Figura 1.53B. Ci sono diversi vantaggi nell’utilizzare fogli a griglia isometrica. Diversamente dalla carta a griglia quadrata, per ciascuna intersezione su di una griglia isometrica passano tre linee, una per ciascuna linea degli assi isometrici. Ciò può creare confusione quando si contano i quadratini della griglia per le proporzioni. Bisogna solo ricordare quale linea d’asse si sta usando e contare ogni intersezione come quadratino della griglia. Il vantaggio principale della griglia isometrica è l’aiuto che essa fornisce nel disegnare lungo le linee della griglia. Valutare una linea verticale non è difficile, valutare una linea a 30° e tenerla uniforme nello schizzo è più complesso. Bisogna ricordare che le sole dimensioni che possono essere trasferite direttamente in uno schizzo isometrico sono le tre dimensioni secondo gli assi isometrici. Tali linee seguiranno le linee della griglia. Le superfici inclinate vengono create usando linee di costruzione non isometriche, ossia che non sono parallele a nessuna delle linee di griglia e vengono disegnate, in un secondo momento, unendo i punti segnati sulle linee di costruzione isometriche. Uno svantaggio nell’utilizzo dei fogli a griglia isometrica, è rappresentato dalla confusione di avere la griglia nel disegno finito. Come con la carta a griglia quadrata, questo problema può essere risolto in diversi modi. Si può utilizzare la carta per ricalco sui fogli a griglia, consentendo il riutilizzo di quest’ultima. Si potrebbe, in alternativa, tracciare uno schizzo approssimativo sulla carta a griglia e poi calcarci sopra. Si può anche utilizzare la carta a griglia con le linee della griglia stampate in un colore speciale che non viene riprodotto nelle fotocopie. La carta a griglia con una griglia molto scura può essere utilizzata anche sul retro su cui può essere realizzato uno schizzo. In tal modo, la griglia può essere vista attraverso la carta, ma non verrà riprodotta nelle fotocopie. I sistemi CAD consentono di utilizzare griglie isometriche sullo schermo e l’utente potrà utilizzarle come supporto nella creazione dei disegni isometrici. Inoltre con il comando “ellisse” è possibile creare ellissi isometriche di qualsiasi grandezza e orientamento. Esercizio pratico 7.2 Realizzare schizzi di oggetti comuni, di uso quotidiano, usando fogli di carta a griglia isometrica. La Figura 7.21 mostra alcuni esempi. Realizzare lo schizzo di oggetti partendo dalle forme più semplici, che contengono solo linee isometriche e poi proseguire con le forme più complesse. Alcuni oggetti, infatti, potrebbero richiedere uno schizzo di ellissi isometriche, altri potrebbero avere le superfici inclinate che richiedono linee non isometriche. Un altro tipo di approccio

Pista

Cacciavite

Spillatrice

Cassetta

Figura 7.21 Schizzi isometrici di oggetti di uso comune

prevede di tralasciare alcuni dettagli. Si può catturare l’essenza della forma, rappresentandone le feature principali. Tale approccio è diffuso per la creazione di schizzi nella fase di ideazione. Il costo e la disponibilità dei fogli di carta a griglia isometrica può scoraggiarne l’utilizzo. Si possono ridurre le spese utilizzando rotoli di carta lucida e un unico foglio di carta a griglia. I due fogli possono essere tenuti insieme con del nastro adesivo o con dei fermagli. Con l’esperienza la carta a griglia non sarà più indispensabile e si potranno creare schizzi anche direttamente su carta lucida.

7.6

Piani obliqui nelle viste isometriche

Le fasi iniziali per realizzare uno schizzo isometrico di un oggetto che presenta un piano obliquo sono le stesse di quelle utilizzate per creare qualsiasi altra vista isometrica. I lati del piano obliquo saranno linee non isometriche, ossia i loro punti estremi verranno individuati dalle proiezioni lungo le linee isometriche. Dopo aver individuato tutti i punti estremi, il piano obliquo sarà ottenuto unendo tali punti. Le fasi riportate nel seguito descrivono la costruzione di una vista isometrica partendo dal disegno a vista multipla di un elemento con un piano obliquo, mostrato nella Figura 7.22.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi 1

5 1 4

2 3

8 I

373

D 8

7 4

C B

5 6

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Fase 4

G E

C A

B 5

7 1

8 I H6 Fase 5

Fase 6

1 3

3 2

H6 Fase 7

Fase 8

Figura 7.22 Costruzione di una superﬁcie obliqua in uno schizzo isometrico

Costruzione di piani obliqui in uno schizzo isometrico Fase 1. Scegliere la vista desiderata dell’oggetto, poi tracciare gli assi isometrici. Nell’esempio riportato si stabilisce che l’oggetto viene visto dall’alto e si utilizzano gli assi mostrati nella Figura 7.9A. Fase 2. Costruire il piano isometrico frontale usando le dimensioni W e H. Fase 3. Costruire il piano isometrico superiore usando le dimensioni W e H.

Fase 4. Costruire il piano isometrico del lato destro usando le dimensioni D e H. Fase 5. Posizionare la scanalatura nel piano superiore misurando le distanze E, F e G lungo le linee isometriche. Fase 6. Posizionare i punti estremi del piano obliquo nel piano superiore posizionando le distanze A, B, C e D lungo le linee create per la scanalatura nella fase 5. Indicare i punti estremi della linea A con 5, della linea B con 1, della linea C con 4, della linea D con 7. Posizionare la distanza

La progettazione nell’industria Progettare per l’Ambiente (DFE, Design for the Environment) La preoccupazione per le condizioni ambientali della Terra ha spinto i legislatori dei governi di tutto il mondo, a occuparsi di prevenzione dell’inquinamento. Per gli ingegneri e i progettisti della produzione ha signiﬁcato dare maggiore importanza ad aspetti legati all’ecologia nel processo di progettazione. Questo concetto è chiamato progetto per l’ambiente o “progetto verde”. Si tratta di un processo di progettazione nel quale le caratteristiche ambientali del prodotto vengono trattate come obiettivi del progetto, piuttosto che come limitazioni. Questi aspetti includono: il riciclo dei materiali, lo smontaggio, la possibilità di manutenzione, la possibilità di ristrutturazione e riutilizzabilità. Il progetto verde costituisce un’infrastruttura del riciclaggio, che richiede lo sviluppo accurato di dati ambientali sui rischi comparativi e sui materiali, sui processi e sulle tecnologie alternative, che misurano tutte la “ecologicità” di un prodotto.

H lungo la linea isometrica verticale nel piano frontale del parallelepipedo isometrico e indicare il punto estremo con 6. Poi posizionare la distanza I lungo la linea isometrica nel piano isometrico del proﬁlo e indicare il punto estremo con 8. Unire i punti estremi 5-7 e 6-8. Unire i punti 5-6 e 7-8. Fase 7. Tracciare una linea dal punto 4 parallela alla linea 7-8. Questa nuova linea dovrebbe passare per il punto 3. Individuare il punto 2 tracciando una linea dal punto 3 parallela alla linea 4-7 e uguale alla distanza tra i punti 1 e 4. Tracciare una linea dal punto 1 parallela alla linea 5-6. Tale linea dovrebbe passare per il punto 2. Fase 8. Ricalcare le linee 4-3, 3-2 e 2-1 per completare la vista isometrica dell’oggetto.

La superficie ombreggiata nella fase 8 ha la stessa configurazione della superficie ombreggiata nel disegno a vista multipla. Le linee 5-6 e 7-8 sono linee parallele che giacciono sui piani paralleli frontale e posteriore. Inoltre le linee 5-7 e 6-8 non sono parallele; giacciono su facce non parallele del parallelepipedo isometrico. Vengono così dimostrati due princìpi di proiezione ortografica: 1) la regola 5, configurazione dei piani, e 2) regola 6, feature parallele. Per una spiegazione più completa di questi e altri principi di proiezione ortografica, si veda il Capitolo 6.

7.7

Gli angoli nelle viste isometriche

Gli schizzi degli angoli si possono realizzare a grandezza reale solo quando sono perpendicolari alla linea di proie374

Le automobili BMW serie 3 includono una serie di componenti di plastica riciclata, mostrati in blu. (Cortesia della BMW North America.)

zione. Negli schizzi isometrici di solito questo non è possibile; quindi gli angoli non possono essere misurati direttamente nei disegni isometrici. Per fare uno schizzo di un angolo in un disegno isometrico, bisogna posizionare i punti estremi delle linee che formano l’angolo e tracciare le linee tra tali punti. La Figura 7.23 e le fasi che seguono mostrano il metodo per realizzare uno schizzo di un angolo isometrico.

Costruzione di angoli in uno schizzo isometrico Fase 1. Stabilire la vista desiderata dell’oggetto, poi tracciare gli assi isometrici. Fase 2. Costruire il piano isometrico frontale usando le dimensioni W e H. Costruire il piano isometrico superiore usando le dimensioni W e H. Costruire il piano isometrico laterale usando le dimensioni D e H. Fase 3. Calcolare le dimensioni X e Y dalla vista frontale e trasferirle nella faccia frontale del disegno isometrico. Proiettare la distanza X lungo una linea isometrica parallela alla linea W. Proiettare la distanza Y lungo una linea isometrica parallela alla linea H. Il punto Z verrà individuato dall’intersezione delle proiezioni di X e Y. Fase 4. Tracciare le linee dal punto Z agli angoli superiori della faccia frontale. Proiettare il punto Z verso il piano posteriore con una linea isometrica parallela e uguale in lunghezza alla linea D. Tracciare linee verso l’angolo superiore del piano posteriore per completare lo schizzo isometrico dell’oggetto.

Notare che gli angoli a 45° non misurano 45° in una vista isometrica. Questo spiega perché le misure angolari per

375

45°

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

W Y

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Fase 4

Figura 7.23 Costruzione di angoli in uno schizzo isometrico

costruire uno schizzo isometrico non vengono prese da una vista multipla.

7.8

Curve irregolari nelle viste isometriche

Per realizzare uno schizzo isometrico di curve irregolari, si individuano i punti della curva nel disegno a vista multipla, si posizionano nella vista isometrica, e poi si uniscono tali punti o a mano libera o utilizzando un curvilineo. La curva, nel disegno a vista multipla, viene divisa in una serie di segmenti, creando una griglia di linee e ricostruendola poi nel disegno isometrico. Maggiore è il numero di segmenti scelti, maggiore sarà il tempo richiesto per disegnare la curva, ma più accurata risulterà la rappresentazione della curva nella vista isometrica.

Costruzione di curve irregolari in uno schizzo isometrico La Figura 7.24 e le fasi che seguono descrivono il modo per creare una curva isometrica irregolare.

Fase 1. Sulla vista frontale del disegno a vista multipla della curva, costruire delle linee parallele e individuare i punti 1-12. Proiettare queste linee nella vista superiore ﬁno a intersecare la curva. Segnare questi punti d’intersezione 13-18, come mostrato nella Figura 7.24. Tracciare le linee orizzontali attraverso ciascun punto di intersezione per creare una griglia di linee. Fase 2. Usare le dimensioni W, H e D dallo schizzo a vista multipla per creare il parallelepipedo isometrico per la curva. Lungo la faccia frontale del parallelepipedo isometrico, trasferire la dimensione A per posizionare e disegnare le linee 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10 e 11-12. Fase 3. Dai punti 2, 4, 6, 8, 10 e 12 tracciare linee isometriche sulla faccia superiore parallela alla linea D. Poi misurare la spaziatura orizzontale tra tutte le linee della griglia nella vista multipla superiore, come mostrato per la dimensione B, e trasferire le distanze lungo le linee isometriche parallele alla linea W. Le intersezioni delle linee individueranno i punti 13-8. Fase 4. Tracciare la curva passante per i punti 13-18. Dai punti 13-18, tracciare, poi, delle linee isometriche verticali uguali a H. Dai punti 1, 3, 5, 7, 9 e 11, costruire delle linee

376

CAPITOLO 7

18 17 16

15 14 13

A 1

7 Fase 1

8 10

3 5

9 11 Fase 2

Fase 3

Fase 4

Fase 5

Figura 7.24 Costruzione di curve irregolari in uno schizzo isometrico

isometriche che intersechino le linee verticali tracciate dalla faccia superiore e individuare cosĂŹ i punti 19-24. Unire i punti 19-24 a mano libera o con un curvilineo. Fase 5. Cancellare tutte le linee di costruzione per completare la vista.

7.9

Mascherine di ellissi isometriche

Le ellissi isometriche possono essere disegnate anche utilizzando le mascherine (Figura 7.25). Assicurarsi che la mascherina sia per ellisse isometrica, ossia che presenti un angolo di 35Â°16âŹ&#x2DC;. Con la mascherina si possono dise-

La progettazione nell’industria Dall’idea alla vittoria in 7 mesi Progettazione di una bicicletta vincitrice del Tour de France La storia coraggiosa di Lance Armstrong, guarito dal cancro, accentrò l’attenzione mondiale sulla squadra US Postal Service nella corsa di ciclismo del Tour de France® del 2000. Armstrong avrebbe ripetuto la sua vittoria e dunque avrebbe indossato ancora la maglia gialla? Egli vinse non solo il Tour de France, ma appena un mese dopo ottenne una medaglia di bronzo a Sidney, in Australia, alle Olimpiadi estive. Si potrebbe pensare che la bicicletta, con la quale corre un campione come Armstrong, richieda una lunga fase per lo sviluppo, con un gruppo di ingegneri che provano e riprovano continuamente nuove soluzioni per il progetto. La bicicletta in ﬁbra di carbonio Team Time Trial USPS, realizzata dalla casa produttrice di fama mondiale Trek Bicycle, passò dall’idea iniziale al prodotto ﬁnito in soli 7 mesi. “È la prima volta” disse Michael Sagan, progettista industriale della Trek. “Di solito occorrono 12-14 mesi per completare un progetto del genere.” Un unico prototipo Sagan ritiene che la Trek fu in grado di raggiungere tale risultato soprattutto perché aveva le persone e gli strumenti computerizzati giusti. La Trek utilizza da 5 anni i software Alias/Wavefront Studio e per questo progetto la ditta passò al sistema NT e all’ultima release di Studio. Furono realizzati schizzi tridimensionali diversi della struttura della bicicletta seguendo le linee guida dell’Ingegnere

capo della Trek, Doug Cusack. Dopo aver analizzato le diverse idee e aver deciso una strategia, fu creata un'intera struttura tridimensionale digitale. Dal disegno tridimensionale, poi, fu creato un prototipo fisico in resina fenolica utilizzando il sistema SurfCAM. Poi il prototipo fu portato alla Texas A&M University per il test alla galleria del vento. Il test fu condotto dall’ingegnere aeronautico John Cobb e da Cusak, con Armstrong in sella al modello sperimentale nella galleria. Furono provate delle varianti aggiungendo dell’argilla al modello, ma il prototipo originale si rivelò quello in grado di fornire le migliori prestazioni. “Abbiamo ottenuto il risultato senza ritardi” – ha detto Sagan – “abbiamo solo successivamente fatto cambiamenti per migliorare la rigidità laterale, ma eravamo così soddisfatti del nostro modello digitale che non abbiamo sentito la necessità di fare un altro prototipo e dunque siamo passati direttamente alla produzione. Fu proprio un esempio di un’idea che porta alla vittoria”. La bicicletta La struttura della bicicletta Time Trial USPS è in una fibra superleggera di carbonio. Tale fibra riduce i vuoti d’aria e massimizza la resistenza. L’unico oggetto simile è un’ala di un aereo caccia. Il progetto completo ha consentito, dunque, di sviluppare una bicicletta non solo veloce, leggera e resistente, ma anche molto più comoda per chi la guida.

(Cortesia di Michael Sagan, Industrial Designer, Trek Bicycle Corp.)

gnare ellissi isometriche di grandezze limitate, ma è possibile ottenere un’ellisse di grandezza inferiore, piegando la matita all’interno nella mascherina quando si disegna l’ellisse.

Costruzione di un’ellisse utilizzando una mascherina Le fasi per tracciare un’ellisse isometrica, utilizzando una mascherina, sono le seguenti.

Fase 1. Le mascherine presentano dei piccoli segni che consentono l’allineamento con gli assi isometrici del disegno (Figura 7.26). Non allineare la mascherina dell’ellisse in corrispondenza dei segni del diametro maggiore o minore. Individuare il centro e poi tracciare gli assi isometrici. Fase 2. Trovare sulla mascherina l’ellisse isometrica che si adatta a quelle dimensioni. Allineare i segni isometrici sull’ellisse con gli assi, e utilizzare una matita per tracciare l’ellisse con la mascherina.

377

378

CAPITOLO 7

1 8

5 32

3 16

13 16

7 8

7 32

1 4

9 32

5 16

1 18

7 16

1 2

9 16

1 14

1 34

1 78

3 8

5 8

11 16

3 4

15 16

11 32

1 38

1 12

1 58

XZT-4597-35-16

ISOMETRIC ELLIPSE TEMPLATE

Figura 7.25 Un mascherina per ellisse isometrica presenta un angolo di 35° 16ⴕ Allineare, utilizzando una matita, i segni della mascherina col centro

Segni di allineamento con gli assi isometrici Diametro minore allineato sull’asse

Assi isometrici

Diametro maggiore 30°

30°

ZA AN CA RI ST I D ET M ISO

2 Fase 1

Fase 2

Figura 7.26 Costruzione di un’ellisse utilizzando una mascherina Diagonale maggiore di un quadrato

7.10

Viste in sezione nei disegni isometrici

Le viste in sezione vengono utilizzate per mostrare le feature interne di parti o di intere strutture (si veda il Capitolo 8). Gli schizzi isometrici delle sezioni utilizzano anch’essi i piani di sezione per mostrare le feature interne. Di solito, lo schizzo viene fatto nella direzione più significativa per l’oggetto, che in genere è quella della diagonale maggiore di un quadrato tracciato sulla superficie di sezione (Figura 7.27). Per fare uno schizzo di una vista isometrica in sezione, si costruisca prima la superficie sezionata (Figura 7.28) e poi si aggiunga la parte dell’oggetto posta alle spalle della superficie sezionata. Per fare lo schizzo di una vista isometrica in semisezione invece, si costruisca l’intero oggetto (Figura 7.29) e si aggiungano poi le superfici tagliate cancellando la parte da rimuovere. Si ricalchino poi tutte le feature e si ag-

Figura 7.27 Costruzione della campitura sulle superﬁci superiore, frontale e laterale destra La campitura di solito viene disegnata con linee parallele alla diagonale maggiore di un quadrato disegnato sulla superﬁcie isometrica.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

379

Figura 7.29 Schizzo isometrico in semisezione

Figura 7.28 Schizzo isometrico in sezione

giunga il tratteggio per completare la vista in sezione. Le semisezioni vengono molto utilizzate perchĂŠ mostrano meglio le feature esterne, rendendo piĂš facile la visualizzazione dellâ&#x20AC;&#x2122;intero oggetto.

7.11

Disegni di assemblaggi in assonometria isometrica

I disegni dâ&#x20AC;&#x2122;insieme in assonometria isometrica possono essere rappresentati assemblati o in vista esplosa (Figure 7.30 e 7.31). Tali disegni sono inclusi, di solito, nei manuali di istruzioni di molti elettrodomestici o di giocattoli. I disegni di assemblaggi in assonometria isometrica

Figura 7.30 Disegno di un modello tridimensionale di un assemblaggio in assonometria isometrica (Cortesia della Alventive, Inc.)

380

CAPITOLO 7

Figura 7.31 Disegno di un assemblaggio in assonometria isometrica in vista esplosa ed elenco dei particolari (Cortesia della Alventive, Inc.)

utilizzati per scopi produttivi di solito presentano dei numeri racchiusi in cerchi e sono collegati ai particolari da linee che puntano in varie direzioni. I numeri verranno poi riportati nell’elenco dei particolari (Figura 7.31). Per maggiori dettagli, si veda il Capitolo 10. I disegni di assemblaggi in assonometria isometrica possono anche essere realizzati con un sistema CAD tridimensionale. Con un’animazione è possibile mostrare i pezzi assemblati o separati in vista esplosa. Si possono anche considerare dei piani di sezione, per creare viste sezionate dell’assemblaggio.

7.12

Proiezioni oblique

Le assonometrie oblique rappresentano un tipo di disegno illustrativo in cui i raggi proiettanti intersecano obliquamente il piano assonometrico con la conseguenza che la fase di proiezione diventa molto laboriosa e porta a risultati graﬁci nei quali le immagini risultano eccessivamente distorte. Per questo motivo, i disegni obliqui non vengono, di solito, molto utilizzati, se non nel caso delle industrie di arredamento (Figura 7.32). 7.12.1

Teoria della proiezione obliqua

L’assonometria obliqua si basa sul principio delle proiezioni oblique, che sono proiezioni parallele nelle quali i raggi proiettanti sono paralleli tra loro ma intersecano

Figura 7.32 Tipico disegno obliquo di un’industria di arredamenti

obliquamente il piano di proiezione. L’angolo di incidenza dei raggi di proiezione con il piano di proiezione non è sempre lo stesso (Figura 7.33). Comunque, di solito, si preferiscono gli angoli tra 30° e 60°, perché consentono una distorsione ridotta dell’oggetto. Se la vista principale dell’oggetto è posta parallelamente al piano di proiezione e la linea di proiezione non è perpendicolare a tale piano, si ha una proiezione obliqua. I raggi proiettanti seguono i contorni dell’oggetto. Nelle Figure 7.34 e 7.35 viene mostrato un confronto tra proiezione ortograﬁca e proiezione obliqua.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

60°

45°

30°

381

Figura 7.33 Angoli nell’assonometria obliqua Di solito in un disegno obliquo si utilizzano angoli da 30°, 45° e 60°.

N PIA

PIANO DI PROIEZIONE

I RO

Ortografica

Figura 7.34 Proiezione ortograﬁca Nella proiezione ortograﬁca, i raggi di proiezione sono perpendicolari al piano di proiezione.

7.12.2

Assonometria cavaliera

Esistono diversi tipi di assonometrie oblique al variare dell’angolo di incidenza dei raggi proiettanti sul piano assonometrico. Tali angoli possono essere compresi tra 0° e 90°, anche se gli angoli inferiori a 45° o quelli maggiori di 60° provocano una grande distorsione. Merita attenzione un caso particolare di assonometria obliqua che riscuote molto successo tra i progettisti, per la rapidità di esecuzione graﬁca e per la possibilità di descrizioni dettagliate dei particolari rappresentati: l’assonometria obliqua cavaliera (Figura 7.36) – norma UNI 4819. Nell’assonometria cavaliera il quadro viene, di solito, posto parallelamente a due assi, ottenendo così due rapporti di riduzione uguali tra loro e pari all’unità.

7.12.3

Regole di orientamento dell’oggetto

Nella proiezione obliqua, la faccia dell’oggetto posta parallelamente al piano frontale verrà disegnata nella grandezza e forma reale. Così, la prima regola per creare un disegno obliquo è di porre le feature complesse, come archi, fori o superﬁci irregolari parallelamente al piano frontale (Figura 7.37). Ciò consente di disegnare tali feature più facilmente e senza distorsioni. La seconda regola nello sviluppo di disegni obliqui è che la dimensione maggiore dell’oggetto dovrebbe essere parallela al piano frontale (Figura 7.38). Quando non è possibile considerare entrambe le regole, la prima ha la precedenza, poiché è più utile rappresentare la geometria complessa senza distorsioni (Figura 7.39).

382

CAPITOLO 7

PIANO DI PROIEZIONE

EZ OI

N PIA

Obliquo

(A)

(B)

Figura 7.35 Proiezione obliqua Nella proiezione obliqua i raggi di proiezione non sono mai perpendicolari al piano di proiezione.

DIMENSIONE IN SCALA INTERA

DIMENSIONE IN SCALA 1:2

DISEGNO A 45°

Feature maggiore parallela al piano frontale Sì

Feature maggiore perpendicolare al piano frontale No!

(A)

(B)

Assonometria obliqua cavaliera

Figura 7.38

Figura 7.36

Orientamento della dimensione maggiore Posizionare la dimensione maggiore dell’oggetto parallela al piano frontale, per eviatre la distorsione.

Assonometria cavaliera

Parallelo al piano frontale Sì (A)

Non parallelo al piano frontale No! (B)

Regola #1: Feature parallele al piano frontale Sì

Regola #2 - Feature maggiore parallela al piano frontale No

(A)

(B)

Figura 7.37 Orientamento dell’oggetto Quando possibile, posizionare i fori e gli archi paralleli al piano frontale, per evitare la distorsione e ridurre la necessità di tracciare ellissi per rappresentare cerchi.

Figura 7.39 Regola del cilindro La regola del cilindro annulla la regola della dimensione maggiore quando si crea un disegno obliquo.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

383

Ellisse Cerchio

Isometrico

Obliquo

Figura 7.40 Schizzo isometrico e schizzo obliquo Negli schizzi obliqui la faccia frontale dell’oggetto (che mostra le dimensioni di altezza e ampiezza) viene rappresentato in dimensioni reali e la profondità viene tracciata secondo un certo angolo. In uno schizzo isometrico ciò non avviene.

7.13

Creazione di schizzi obliqui illustrativi

Gli schizzi obliqui cercano di combinare la facilità di realizzo di uno schizzo bidimensionale con la necessità di rappresentare la terza dimensione. In uno schizzo obliquo la faccia frontale è rappresentata nella sua dimensione reale, mentre la rappresentazione della profondità è ottenuta disegnando secondo un certo angolo (Figura 7.40). Come per il disegno isometrico, le linee di proiezione risultano parallele tra loro. Grazie alla facilità con cui si disegna la faccia frontale, lo schizzo obliquo è utile quando la maggior parte delle feature si presentano sulla faccia frontale dell’oggetto. Molti tipi di mobili vengono spesso disegnati in assonometria obliqua, specialmente gli armadietti con molti dettagli in vista frontale. D’altra parte lo schizzo obliquo non dovrebbe essere utilizzato se l’oggetto presenta molte feature (soprattutto circolari) sulle facce diverse da quella frontale. Come negli schizzi isometrici, le feature nascoste non vengono mostrate su gran parte degli schizzi obliqui, a meno che non siano assolutamente necessarie alla descrizione dell’oggetto.

Oggetto di cui fare lo schizzo

1/3, 2/3 della profondità reale

30°– 45° Fase 1

Fase 2

Determinazione della visibilità dei fori

Creazione di uno schizzo obliquo La Figura 7.41 mostra le fasi di creazione di uno schizzo obliquo. L’oggetto viene orientato in modo tale che la maggior parte dei dettagli sia rappresentabile in vista frontale. Fase 1. Si cominci con il realizzare uno schizzo della vista frontale dell’oggetto, valutando correttamente le dimensioni per creare uno schizzo proporzionale. Fase 2. Per vedere l’oggetto da destra e dall’alto, si traccino le linee di costruzione della profondità secondo un

Parallele Fase 3

Fase 4

Figura 7.41 La costruzione di uno schizzo obliquo è un processo che avviene in più fasi. Si comincia tracciando la vista frontale e aggiungendo, poi, dettagli e profondità.

384

CAPITOLO 7

certo angolo compreso tra 30° e 45°, come mostrato nella fase 2 di Figura 7.44. Si consideri la dimensione della profondità lungo le linee appena tracciate. Le linee di profondità in scala intera possono far sembrare sproporzionato l’oggetto. In scala ridotta,per esempio in scala 1:2, esse creeranno uno schizzo meglio proporzionato. In tal caso lo schizzo risulterà realizzato in assonometria obliqua cavaliera. Fase 3. Si tracci una linea in corrispondenza dei punti, individuati nella fase precedente, per creare il contorno posteriore dell’oggetto. Tali linee risultano parallele ai contorni della vista frontale. Il passo successivo consiste nello stabilire se una qualsiasi parte del foro sul fondo dell’oggetto risulti visibile dalla vista frontale. Ciò si ottiene individuando le posizioni dei centri dei fori in vista frontale e tracciando poi da tali punti le linee di profondità. Si traccino poi dei segni per individuare la profondità e si utilizzino tali segni come centri per i fori posteriori, che possono essere tracciati con lo stesso diametro dei cerchi in vista frontale. Fase 4. Se una qualsiasi parte di un cerchio posteriore risulta interna a un cerchio frontale, essa sarà visibile nel disegno obliquo e verrà dunque ricalcata assieme alla altre linee in vista.

Figura 7.42

7.14

Proiezioni prospettiche

Le proiezioni prospettiche rappresentano un tipo di disegno utilizzato per rappresentare le forme tridimensionali su fogli bidimensionali. Tali disegni consentono di realizzare le più realistiche rappresentazioni degli oggetti, dal momento che il sistema visivo umano crea immagini simili ai disegni prospettici. Per comprenderlo basta disporsi in un grande atrio di un palazzo o fermarsi nel mezzo di una lunga strada pianeggiante. Si guardino i margini della strada o i punti dove si intersecano il soffitto e le pareti e si seguano queste linee all’orizzonte. Si vedrà che all’orizzonte le linee sembrano convergere in un punto comune (Figura 7.42). Ovviamente i margini della strada e il soffitto, nella realtà, non convergono in alcun punto. Il sistema ottico umano crea nella mente un’immagine che riporta tale convergenza; ossia mostra i margini in prospettiva. Le tecniche di proiezione prospettica si svilupparono nel XIV e XV secolo in Europa. Paolo Uccello (13971474), Albrecht Dürer, Leonardo da Vinci e Leon Battista Alberti sono considerati gli inventori e gli sviluppatori della teoria e delle tecniche. Il trattato di Alberti Sulla pittura, pubblicato nel 1436, pone le basi di un sistema per la realizzazione di disegni che utilizza un osservatore e un punto di vista. I disegni prospettici e la fotografia mo-

La convergenza vista in una fotograﬁa La foto mostra dei binari paralleli che all’orizzonte convergono in un punto. (Cortesia di Anna Anderson.)

derna sono realizzati come se l’osservatore avesse un solo occhio. Le immagini simili a quelle di un binocolo, invece, sono dette stereogrammi e richiedono particolari dispositivi di vista. Leonardo da Vinci usò le tecniche prospettiche in molti dei suoi schizzi (Figura 7.43). Albrecht Dürer perfezionò una tecnica per creare le proiezioni prospettiche usando una griglia di ﬁli in una struttura posta tra il soggetto e l’artista (Figura 7.44). L’insieme dei ﬁli creava una griglia che si sovrapponeva al soggetto. Tale griglia veniva disegnata e poi utilizzata come guida per creare il soggetto dietro di essa. La tecnica descritta facilitava la realizzazione di un disegno prospettico. Esercizio pratico 7.3 È possibile testare sia il metodo di Dürer sia quello dell’occhio umano disponendo un pezzo di plastica trasparente tra sé e un piccolo oggetto. Utilizzando, poi, un marcatore, realizzare uno schizzo dell’oggetto così come lo si osserva. Lo

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

385

Figura 7.43 Schizzo di Leonardo disegnato in prospettiva (Per concessione di Art Resource, NY.)

Figura 7.44 schizzo sarà prospettico, provando così che gli uomini vedono l’ambente in prospettiva. Si cambi, poi, il punto di osservazione e si realizzi uno schizzo di un’altra vista dell’oggetto per comprendere come gli spostamenti verso sinistra, destra e verso l’alto, modiﬁcano la vista prospettica ottenuta.

7.15

Terminologia della proiezione prospettica

Una scena analizzata in prospettiva rivela componenti e termini importanti utilizzati nel disegno prospettico e prescritti dalla norma UNI 7349. La Figura 7.45 mostra un disegno prospettico e la vista laterale ortograﬁca di una strada. Nella vista prospettica il cielo incontra la terra in una linea deﬁnita linea di orizzonte LO o livello dell’oc-

Punto di fuga (F) Linea di Orizzonte (LO)

chio. La posizione della linea di orizzonte rappresenta anche il livello dell’occhio dell’osservatore, mostrato nella vista ortografica laterale. Il punto di vista V nel disegno prospettico è il punto in cui sono idealmente posti gli occhi di un osservatore. Il punto di vista viene mostrato nella vista ortografica laterale. Il piano sul quale l’oggetto viene proiettato e sul quale le linee di proiezione dell’oggetto formano il profilo dell’oggetto, è detto piano di proiezione. Nella vista prospettica della Figura 7.45 il piano di proiezione è il foglio di carta sul quale viene disegnata la scena. Nella vista la-

Piano di proiezione (foglio di carta o schermo del computer) A A' C' D'

Oggetto

Immagine proiettata Linea di orizzonte (LO)

B' Osservatore

Linea di terra (LT)

(Fonte: Booker, P.J., A History of Engineering Drawing.)

Piano di proiezione Raggi di proiezione Punto di osservazione

Strumento per realizzare una proiezione prospettica Albrecht Dürer utilizzò uno strumento, detto appunto prospettografo, per creare disegni prospettici.

Punto di vista (V)

Linea di terra (LT)

Vista laterale ortografica

Vista prospettica

Figura 7.45 Rappresentazione di una scena in prospettiva e secondo la vista ortograﬁca laterale

386

CAPITOLO 7 Pia die no d i de tro l’ pro ll’im og iez ma gett ione gin o (g e m ran ag dez gio za re)

Og (gr getto a de nde nel ll’o zz pia gg a r no ett ea di o) le pr de oi ll’im ezi ma one gin e

Pia da no d v i (gr anti pro ie a più ndeall’og zion pic zza ge e co de tto la) ll’i mm a

gin

Osservatore, punto di vista

Figura 7.46 Posizione dell’oggetto Il cambiamento della posizione dell’oggetto rispetto al piano di proiezione determina la grandezza dell’oggetto disegnato.

terale ortograﬁca, la posizione del piano di proiezione determina la grandezza dell’oggetto disegnato. Nella Figura 7.45, il palo del telefono AB viene proiettato sul piano di proiezione e in prospettiva diventa A B . Allo stesso modo, il palo del telefono CD viene proiettato sul piano di proiezione e in prospettiva diventa C D . Al variare della distanza dell’oggetto rispetto al piano di proiezione, si ha: 1. se gli oggetti sono posti dietro al piano di proiezione, essi verranno rappresentati come immagini di dimensioni ridotte; 2. se gli oggetti sono posti davanti al piano di proiezione, essi verranno rappresentati come immagini di dimensioni maggiori; 3. gli oggetti posti nel piano di proiezione verranno rappresentati a grandezza reale (Figura 7.46). Tutte le linee parallele tra loro ma non parallele al piano proiezione, come i margini della strada nella Figura 7.45, convergono in un punto di fuga. Tutte le linee parallele tra loro e parallele al piano di proiezione, come i pali del

telefono nella Figura 7.45, rimangono paralleli e non convergono nel punto di fuga. Un oggetto posto a una distanza inﬁnita dal piano di proiezione appare come un punto, detto punto di fuga. Il punto di fuga è quel punto sull’orizzonte dove convergono le linee di proiezione. Ponendo il punto di fuga dietro l’oggetto, come nelle Figura 7.45 e 7.47B, si crea una vista frontale dell’oggetto. Ponendo il punto di fuga alla destra dell’oggetto, come nella Figura 7.47A, si produce una vista che mostra il lato destro. Allo stesso modo, ponendo il punto di fuga alla sinistra dell’oggetto, come nella Figura 7.47C, si produce una vista che mostra il lato sinistro.

Esercizio pratico 7.4 Disporre un foglio di carta lucida sulla Figura 7.48 e, utilizzando una squadra, cominciare a tracciare le linee verticali dell’ediﬁcio. Dopo averne tracciate cinque o sei, si noterà che esse convergono in un punto, chiamato punto di fuga

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi F

387

LT (A)

(B)

(C)

Figura 7.47 Posizione del punto di fuga Cambiando il punto di fuga cambia la vista prospettica. F

LT Vista a volo d'uccello – Linea di terra al di sotto della linea di orizzonte LO 1800 mm

Figura 7.48 Determinare il punto di fuga nella foto Disegnare su carta lucida la fotograﬁa in ﬁgura, per individuare il punto di fuga. (© Photri Inc.)

Vista dell’occhio umano - Linea di orizzonte sopra la linea di terra di circa 1800 mm.

La linea di terra mostrata nella Figura 7.46 rappresenta il piano sul quale poggia l’oggetto. La rappresentazione prospettica dipenderà dalla posizione della linea di terra rispetto alla linea di orizzonte. La Figura 7.49 mostra i diversi tipi di viste create spostando la linea di terra. L’occhio di un volatile osserva l’oggetto dall’alto, posizionando la linea di orizzonte sopra la linea di terra. L’occhio umano osserva l’oggetto posizionando la linea di orizzonte a circa 1800 mm (prospettiva di un uomo adulto) al di sopra della linea di terra. Tale posizione viene di solito utilizzata nei disegni architettonici in scala. L’occhio a terra osserva l’oggetto come se l’osservatore fosse disteso per terra, ossia le linee di orizzonte e di terra coincidono. L’occhio del verme osserva l’oggetto dal basso, posizionando la linea di terra al di sopra della linea di orizzonte.

LT + LO

Vista dell’occhio a terra - Linee di orizzonte e linea di terra coincidono

Vista dell’occhio di un verme - Linea di terra al di sopra della linea di orizzonte

Figura 7.49 Diverse posizioni della linea di terra Variando la linea di terra rispetto alla linea di orizzonte, cambia la vista prospettica.

388

CAPITOLO 7 F

Disegno a un punto prospettico

FPS

PFD HL

Disegno a due punti prospettici

FPS

PFD LO

Disegno a tre punti prospettici

Figura 7.50 Classiﬁcazione dei disegni prospettici Le viste prospettiche vengono classiﬁcate in base al numero di punti di fuga.

7.16

Classiﬁcazioni della proiezioni prospettiche

Le viste prospettiche vengono classiﬁcate in base al numero dei punti di fuga utilizzati per creare il disegno. La Figura 7.50 mostra disegni a uno, due e tre punti prospettici. Il disegno a un punto prospettico, indicato come prospettiva frontale, viene di solito realizzato quando una faccia dell’oggetto risulta parallela al piano di proiezione. Un disegno a due punti prospettici, indicato come prospettiva accidentale, viene di solito realizzato quando l’oggetto forma un certo angolo con il piano di proiezio-

ne e i contorni verticali sono paralleli. In un disegno a tre punti prospettici, indicato come prospettiva razionale o obliqua, nessun contorno dell’oggetto risulta parallelo al piano di proiezione. Tale prospettiva non viene di solito presa in considerazione nel disegno tecnico per la complessità di esecuzione. Variando il numero di punti di fuga, le loro posizioni e la posizione della linea di terra rispetto alla linea d’orizzonte, si possono creare virtualmente tutti i punti di vista prospettici di un oggetto. La normativa deﬁnisce tre metodi per l’esecuzione di prospettive:

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi 30°

1. il metodo del taglio; 2. il metodo delle fughe; 3. il metodo dei misuratori.

7.17

389

Selezione delle variabili nel disegno prospettico

Prima di cominciare qualsiasi tipo di disegno o schizzo prospettico, è necessario prima visualizzare la vista desiderata, poi considerare le variabili che produrranno tale vista. Le variabili nei disegni prospettici sono: 1. Distanza dell’oggetto rispetto al piano di proiezione. Di solito si preferisce disegnare un oggetto senza distorsione, così l’oggetto viene posizionato in prossimità del piano di proiezione. Quando la distanza dell’oggetto, posto dietro al piano di proiezione, aumenta, la grandezza dell’oggetto diminuisce. Quando la distanza dell’oggetto, posto davanti al piano di proiezione, aumenta, anche la grandezza dell’oggetto aumenta (vedi Figura 7.46). 2. Posizione del punto di vista. Di solito si desidera che sia diretto verso il centro dell’oggetto, detto talvolta centro d’interesse. Il centro di vista di solito è posizionato leggermente sopra e alla destra o alla sinistra dell’oggetto, a una distanza che produce un cono visivo di circa 30° gradi (Figura 7.51). 3. Posizione della linea di terra rispetto alla linea d’orizzonte. Le linee di terra, poste al di sopra della linea d’orizzonte, produrranno viste dell’oggetto dal basso. Le linee di terra, poste al di sotto della linea d’orizzonte, produrranno una vista dell’oggetto dall’alto (vedi Figura 7.49). 4. Numero di punti di fuga. Per creare una prospettiva si possono utilizzare uno, due o tre punti di fuga.

7.18

Disegni prospettici al CAD

I sistemi CAD possono essere utilizzati per creare disegni prospettici. Esistono quattro metodi differenti. Il primo metodo implica la costruzione di una vista prospettica mediante le stesse tecniche descritte in precedenza, ma impiegando il CAD in sostituzione degli strumenti tradizionali. Nel secondo metodo si utilizza la griglia prospettica presente nel software CAD, per costruire una illustrazione prospettica del pezzo (Figura 7.52). Il terzo metodo sfrutta le capacità del sistema CAD di creare automaticamente le viste prospettiche di un modello tridimensionale. La vista prospettica mostrata nella Figura 7.53 è stata creata automaticamente al CAD.

Figura 7.51 Cono di visione 30° Il cono di visione per la maggior parte dei disegni in prospettiva dovrebbe essere all’incirca di 30 gradi.

Un quarto metodo, per la realizzazione di un disegno prospettico mediante CAD, si ottiene attraverso l’utilizzo di un software di illustrazione integrato o da aggiungere al sistema CAD (sistemi di rendering). Tale software è in grado di leggere il ﬁle del modello tridimensionale CAD e di modiﬁcarlo. Al modello vengono attribuite proprietà di materiale, colori, tipi di luci e altre variabili. Una volta attribuite le proprietà del materiale e della luce, il modello viene elaborato e poi mostrato sullo schermo. Usando questo metodo si possono realizzare rappresentazioni prospettiche fotorealistiche, come mostrato nella Figura 7.54.

Creazione di uno schizzo prospettico a un punto di fuga Riferirsi alla Figura 7.55 per realizzare uno schizzo prospettico a un punto di fuga. Fase 1. Tracciare una linea di terra (LT) sul foglio da disegno. Fase 2. Tracciare la linea d’orizzonte (LO) parallela alla linea di terra. La posizione della linea di terra determinerà la vista dell’oggetto nello schizzo. Per questo esempio, tracciare la linea d’orizzonte al di sopra della linea di terra per creare la vista a volo d’uccello. Fase 3. Realizzare uno schizzo della vista frontale dell’oggetto usando la linea di terra come base dell’oggetto. La posizione dello schizzo lungo la linea di terra e la posizione del punto di fuga (F) determineranno quale lato dell’oggetto verrà visualizzato. In quest’esempio, è importante osservare il lato destro dell’oggetto, così la parte frontale verrà tracciata in corrispondenza dell’estremità sinistra del foglio lungo la linea di terra.

390

CAPITOLO 7

Figura 7.52 Una rappresentazione in prospettiva realizzata al CAD usando una griglia prospettica

Figura 7.54 Figura 7.53 Un modello CAD tridimensionale mostrato in vista prospettica

Rappresentazioni prospettiche fotorealistiche di un modello tridimensionale CAD (Cortesia di Gary Bertoline.)

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi F

391

Fase 1

LO LT Fase 5

LT F

Fase 2

LT Fase 6

LT Fase 3

LT Fase 4

Figura 7.55

Fase 4. Posizionare il punto di fuga all’estremità destra del foglio sulla linea d’orizzonte per vedere il lato destro dell’oggetto. Fase 5. Tracciare le linee di costruzione dagli angoli dell’oggetto verso il punto di fuga. L’angolo più basso a sinistra dell’oggetto non necessita dello schizzo di una linea di costruzione verso il punto di fuga perché l’angolo non sarà visibile nella vista prospettica. Fase 6. Segnare la profondità dell’oggetto lungo una delle linee di costruzione tracciate. Tracciare le linee di profondità, disegnando delle linee parallele ai contorni della parte anteriore dell’oggetto tra le linee di costruzione. Ricalcare tutte le linee che compongono l’oggetto per completare lo schizzo prospettico.

392

CAPITOLO 7

Progetto di modellazione tridimensionale Capitolo 7: Progetto di modellazione di una spillatrice Realizzare schizzi illustrativi isometrici di ciascun elemento della spillatrice. Realizzare uno schizzo illustrativo isometrico della riprogettazione dell’involucro di plastica creato nel Capitolo 3.

7.19

Sommario

I disegni illustrativi si classiﬁcano in assonometrici, obliqui e prospettici. I disegni isometrici sono i più diffusi tra i disegni assonometrici, perché sono più facili da realizzare. Sia i disegni assonometrici, sia quelli obliqui utilizzano il principio delle proiezioni parallele. I disegni prospettici, invece, si basano sul concetto di proiezione centrale e, seppure con essi si ottenga la migliore corrispondenza con le immagini percepite

dall’occhio umano, in realtà vengono poco utilizzate nel disegno tecnico. Esistono tre tipi di disegni prospettici: a uno, due o tre punti di fuga. Le prospettive a tre punti di fuga sono le più difﬁcili da realizzare ma sono le più realistiche. Altre variabili, come la posizione della linea di terra rispetto alla linea d’orizzonte, possono essere modiﬁcate per produrre virtualmente qualsiasi vista di un oggetto.

Veriﬁca degli obiettivi 1. Deﬁnire la proiezione assonometrica, isometrica, dimetrica e trimetrica. Paragrafo 7.1. 2. Spiegare la differenza tra una proiezione isometrica e un disegno o schizzo isometrico. Paragrafo 7.2. 3. Realizzare uno schizzo isometrico. Paragrafo 7.3. 4. Applicare la teoria della proiezione obliqua per realizzare schizzi obliqui. Paragrafo 7.12. 5. Realizzare uno schizzo prospettico a un punto di fuga. Paragrafo 7.19. 6. Descrivere la teoria della proiezione prospettica a uno, due e tre punti di fuga. Paragrafo 7.16.

7. Deﬁnire la linea d’orizzonte, il punto di vista, il piano di proiezione, il punto di fuga e la linea di terra. Paragrafo 7.15. 8. Descrivere e disegnare le viste dell’occhio del volatile, dell’occhio umano, dell’occhio della terra e dell’occhio del verme. Paragrafo 7.15. 9. Descrivere le quattro variabili prospettiche che devono essere determinate prima di realizzare uno schizzo prospettico. Paragrafo 7.17.

Domande di ripasso 1. Definire la proiezione obliqua. 2. Elencare e descrivere le differenze tra i tre diversi tipi di disegno obliquo. 3. Definire l’assonometria. 4. Definire i disegni isometrici, dimetrici e trimetrici. 5. Tracciare gli assi utilizzati in un disegno isometrico. 6. Tracciare gli assi utilizzati nei disegni isometrici regolari, rovesciati e ad asse lungo. 7. Qual è la regola generale per le linee nascoste nei disegni isometrici?

8. Fornire esempi di disegni illustrativi utilizzati nell’industria. 9. Realizzare uno schizzo di un cubo isometrico e mostrare poi come verrebbero disegnate le ellissi isometriche su ciascuna faccia del cubo. 10. Quali angoli tra gli assi si utilizzano nel disegno isometrico? 11. Descrivere la teoria della proiezione prospettica. Se necessario, utilizzare degli schizzi. 12. Individuare la linea d’orizzonte, il punto di vista, il piano di proiezione, il punto di fuga e la linea di terra nella Figura 7.56.

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

393

13. Realizzare uno schizzo e classiﬁcare le viste dell’occhio del volatile, dell’occhio dell’uomo, dell’occhio della terra e dell’occhio del verme. 14. Elencare le quattro variabili prospettiche che dovrebbero essere considerate prima di realizzare una vista prospettica.

Figura 7.56 Individuare le parti importanti in un disegno prospettico.

Testi di approfondimento Helms, M., Perspective Drawing, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1990.

Thomas, T.A., Technical Illustration, 3a ed., New York: McGraw-Hill, 1978.

394

CAPITOLO 7

Problemi Alcuni suggerimenti per risolvere i problemi più comuni che si presentano nei disegni o schizzi illustrativi. ■

■

dalle viste multiple, bisogna individuare i contorni che condividono con le facce normali in vista multipla e in quella illustrativa e dunque unire i vertici con i contorni non ancora completi nell’illustrazione. ■ Posizionare gli assi dei fori e dei cilindri nella vista multipla e trasferirle in quella illustrativa. Creare dei rettangoli della giusta grandezza e realizzare gli schizzi delle ellissi. ■ Ricontrollare la completezza dell’illustrazione confrontando la vista illustrativa con quella multipla, superficie dopo superficie. Per le superfici più complesse contare il numero di lati e assicurarsi che i contorni che risultano paralleli in vista multipla lo siano anche in quella illustrativa. 7.1 Date le viste ortografiche nella Figura 7.57, usare gli strumenti tradizionali o il CAD per creare schizzi isometrici o obliqui di tali oggetti.

Individuare i tipi di superfici (normale, inclinata, obliqua e curva) dell’oggetto in vista multipla. Concentrarsi inizialmente sulle superfici normali, valutandone la grandezza, la forma e la posizione. Dopo aver realizzato uno schizzo del parallelepipedo che racchiude l’oggetto, rappresentare le superfici normali che si trovano negli stessi piani del parallelepipedo. Tali superfici, rappresentate in vista multipla, dovrebbero definire il perimetro delle viste. Successivamente, rappresentare le superfici normali all’interno del parallelepipedo. Calcolare le loro posizioni valutando le posizioni in vista multipla. Dal momento che gli angoli relativi a superfici oblique e inclinate non possono essere calcolati direttamente

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Figura 7.57 Viste ortograﬁche per il Problema 7.1

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

Figura 7.57 Viste ortograďŹ che per il Problema 7.1

395

396

CAPITOLO 7

(19)

(20)

(21)

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(26)

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Figura 7.57 Viste ortograďŹ che per il Problema 7.1

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

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(32)

(33)

(34)

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(38)

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(41)

(42)

Figura 7.57 Viste ortograďŹ che per il Problema 7.1

397

398

CAPITOLO 7

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

Figura 7.57 Viste ortograﬁche per il Problema 7.1

7.2 7Utilizzando uno degli oggetti di cui è stato realizzato lo schizzo in assonometria isometrica, creare nuovi schizzi che siano: a) isometrico ad asse rovesciato; b) isometrico ad asse lungo osservando da destra; c) isometrico ad asse lungo osservando da sinistra. Confrontare gli schizzi e rispondere alle seguenti domande: ■ Sono cambiati gli angoli degli assi isometrici sul foglio? Evidenziare con differenti colori i tre assi principali in ciascuno degli schizzi e confrontarli. ■ Confrontare gli assi isometrici tra loro in ciascuna delle illustrazioni. Sottendono ancora 120° gradi ciascuno? ■ Diversificare, mediante l’uso di colori, le stesse superfici in ognuna delle illustrazioni (non tutte le superfici verranno mostrate in tutte le viste). Le superfici che vengono mostrate nelle illustrazioni multiple hanno lo stesso numero di contorni? I contorni che sono paralleli in una illustrazione sono paralleli in un’altra? Le superfici hanno lo stesso orientamento? Hanno la stessa forma?

7.3 Con un foglio di plastica trasparente utilizzato come piano di proiezione, usare un marcatore ad acqua per realizzare uno schizzo degli oggetti sul piano. Cercare di catturare una vista illustrativa dell’oggetto. a. Di un oggetto grande (come un ediﬁcio), tracciare la proiezione, includendo la convergenza dei contorni. Realizzare uno schizzo solo delle feature maggiori dell’oggetto. Con una penna di colore diverso, sovrascrivere la stessa vista nella proiezione parallela, “raddrizzando” le linee convergenti. b. Ripetere con un oggetto più piccolo. Perché la convergenza risulta quasi invisibile sull’oggetto piccolo? 7.4 Utilizzare un foglio di plastica trasparente come piano di proiezione e realizzare uno schizzo di un oggetto grande quanto il piano stesso. Allontanarsi dall’oggetto di circa 1000 mm. Poi, ripetere lo schizzo, con un marcatore di colore diverso, ma con il piano di proiezione posizionato in alto rispetto all’oggetto. Cosa è cambiato? Cosa succederebbe se si realizzasse lo schizzo dall’altra parte della stanza?

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

7.5 Creare uno schizzo prospettico a un punto di fuga e uno schizzo obliquo nella stessa direzione. Come si confrontano? 7.6 Utilizzando una illustrazione che riproduce un oggetto relativamente piccolo, realizzare quattro schizzi illustrativi prospettici a un punto di fuga, usando diverse combinazioni del punto di fuga e della linea d’orizzonte. Assicurarsi che ciascuna delle linee d’orizzonte venga utilizzata almeno una volta. Punto di fuga

Linea dell’orizzonte

Alla destra dell’oggetto Dietro l’oggetto Alla sinistra dell’oggetto

Vista dell’occhio del volatile Vista dell’occhio umano Vista dell’occhio della terra

Utilizzando le stesse combinazioni, realizzare uno schizzo di un oggetto più grande, della grandezza all’incirca di un’automobile, e un altro della grandezza

di un ediﬁcio. Quale linea d’orizzonte sembra più appropriata per ciascuno degli oggetti? Queste linee d’orizzonte come si pongono rispetto al modo in cui si vedono questi oggetti nel mondo reale? 7.7 Realizzare lo schizzo di una serie di sei prospettive a un punto di fuga (vista dell’occhio umano), spostando il punto di vista dalla sinistra dell’oggetto verso destra. Realizzare un’altra serie di schizzi di sei prospettive a un punto di fuga con lo stesso oggetto, tenendo il punto di vista dietro l’oggetto e ruotando l’oggetto progressivamente di 90° in senso antiorario. Le due serie di schizzi rappresentano lo stesso movimento relativo tra osservatore e oggetto? In che modo differiscono gli schizzi? In cosa sono uguali? 7.8 Su fogli da disegno di formato A3, realizzare uno schizzo o utilizzare il CAD per creare disegni prospettici a un punto di fuga degli oggetti mostrati nelle Figure da 7.58 a

7,5

12,5

7,5

12,5

60° 30

22,5

17,5

32,5

Figura 7.58 Figura 7.59

7,5

8,75

10,0

32,5

17,5

27,5

Figura 7.60 Figure 7.58-7.65: creare disegni prospettici a uno, due o tre punti di fuga, degli oggetti rappresentati in ﬁgura, usando fogli di formato A3.

6,25

Figura 7.61

7,5

25,0

27,5

6,25

30°

399

17,5

400

CAPITOLO 7 3,75 7,5

R 6,25

R 12,5

3,75

12,5

11,25

7,5

8,75

ø10

7,5

32,5

R 12,5

Figura 7.63

Figura 7.62 32,5 3,75

7,5

40 7,5 R 15

45°

60°

45 17,5

17,5

60°

18,75

Figura 7.64

7,5

ø 12,5 20

7,5

Figura 7.65

Figure 7.58-7.65: creare disegni prospettici ad uno, due o tre punti di fuga, degli oggetti rappresentati in ﬁgura, usando fogli di formato A3.

Problema 1 Fermo

7,5

Costruzione delle immagini con metodi proiettivi

Problema 2 Blocco guida Problema 3 Staffa Dimensioni in mm

Dimensioni in mm

Problema 4 Chiavistello incernierato

Problema 5 Supporto

Problema 6 Supporto

Problema 7 Angolare

401

402

CAPITOLO 7

Problema 8 Fermo per slitta

Problema 9 Supporto con coda di rondine

Viste in sezione Noi graﬁci disegniamo punti colorati su bottiglie di vetro per ingannare l’occhio e la mente e dare l’impressione di vedere sfondi, astronavi, molecole e mondi che non esistono … Frederick Brooks

Introduzione e obiettivi La tecnica del sezionamento viene impiegata per migliorare la visualizzazione di nuovi progetti e per rendere più chiari e comprensibili i disegni a più viste, facilitandone, tra l’altro, il dimensionamento. Infatti può risultare molto difﬁcile riuscire a rappresentare e a quotare, mediante il metodo delle proiezioni ortogonali, parti o strutture meccaniche complesse. Le sezioni possono essere impiegate per rivelare caratteristiche interne di un oggetto che non sono facilmente rappresentabili attraverso linee nascoste. Nei disegni architettonici le viste in sezione vengono impiegate per rivelare dettagli interni di muri, sofﬁtti e porte. I modelli geometrici tridimensionali, creati mediante un sistema CAD, possono essere sezionati per mettere in evidenza caratteristiche interne ed essere quindi di ausilio nel progetto di sistemi complessi. La tecnica del sezionamento consiste nel far passare un piano di taglio immaginario attraverso una parte per rivelarne le caratteristiche interne. La creazione di viste in sezione richiede capacità di visualizzazione e deve essere effettuata nel rispetto di precise norme e convenzioni. In questo capitolo tali norme e convenzioni saranno spiegate usando, tra l’altro, alcuni esempi illustrativi che permetteranno di mostrare alcune regole pratiche per l’effettuazione delle sezioni.

Capitolo 8

Un tipico disegno tecnico, realizzato mediante il metodo delle proiezioni ortogonali, secondo la convenzione americana che mostra, a destra, una sezione con piani concorrenti e, in alto, un dettaglio di tale sezione.

Figura 8.1

404 CAPITOLO 8

Viste in sezione

Disegno normale a più viste

405

Disegno con sezione

Figura 8.2 La vista in sezione rivela le caratteristiche nascoste Una vista in sezione viene utilizzata tipicamente per rivelare caratteristiche nascoste in modo tale che l’oggetto possa essere visualizzato in maniera più semplice e comprensibile.

Alla ﬁne di questo capitolo il lettore sarà in grado di: 1. Applicare il concetto dei piani di taglio per creare viste in sezione e sezionare modelli CAD 3-D. 2. Rappresentare le tracce dei piani di sezione e il tratteggio (o campitura) secondo le norme vigenti. 3. Effettuare sezioni con un solo piano, sezioni con piani paralleli, sezioni con piani concorrenti, semisezioni, sezioni in vicinanza, sezioni ribaltate in luogo, sezioni parziali, sezioni ausiliarie e sezioni di assiemi, secondo le norme vigenti. 4. Creare interruzioni convenzionali per differenti materiali e per differenti geometrie delle sezioni trasversali. 5. Rappresentare in sezione nervature, razze di pulegge e, in generale, elementi aventi piccolo spessore, secondo le norme vigenti. 6. Applicare la teoria delle sezioni ai modelli digitali creati mediante software CAD.

8.1

Concetti di base del sezionamento

Le viste in sezione rappresentano un aspetto importante della progettazione e della documentazione, e vengono

usate per migliorare la comprensione del disegno, mettendo in evidenza le caratteristiche interne di parti o strutture (Figura 8.1). Le viste in sezione vengono usate anche nelle fasi di ideazione e perfezionamento del progetto per migliorare le comunicazioni e i processi di risoluzione dei problemi. I disegni contenenti sezioni sono disegni tecnici a più viste disposte secondo la regola delle proiezioni ortogonali. Una vista in sezione è una particolare vista di una parte o di un complessivo che mette in evidenza caratteristiche interne di quella parte o complessivo. Una delle principali ragioni della creazione di una vista in sezione è l’eliminazione di linee nascoste in modo tale che un disegno possa essere compreso o visualizzato più semplicemente. La Figura 8.2 mostra, a sinistra, le viste non in sezione del particolare rappresentato in alto, e, a destra, la rappresentazione dello stesso particolare mediante una sezione che consente di rivelare le caratteristiche nascoste. In genere le viste in sezione sono basate sull’impiego di un piano di taglio (o di sezione) immaginario che passa attraverso l’oggetto per rivelarne le caratteristiche interne (Figura 8.3). Questo piano di taglio immaginario può: (a) attraversare completamente l’oggetto (sezione completa); (b) passare solo attraverso metà dell’oggetto (semisezione) o (c) passare attraverso parte dell’oggetto (sezione

406

CAPITOLO 8

Direzione di vista

Piano di taglio immaginario

Figura 8.3 Piani di taglio (o di sezione) Le viste in sezione vengono create mediante piani di taglio immaginari che passano attraverso lâ&#x20AC;&#x2122;oggetto per rivelarne le caratteristiche interne.

Figura 8.4 Disegno complessivo di un aeroplano secondo la convenzione americana. Le viste in sezione mostrano come mettere insieme i diversi componenti e le loro relazioni spaziali (Irwin drawing contest winner, Carl E. Lauter.)

Viste in sezione

407

Figura 8.5 Sezione di un ponte a travate (Cortesia della Bentley Systems, Incorporated.)

parziale). In alcuni casi è necessario utilizzare più piani di sezione, paralleli o concorrenti, per mettere in evidenza caratteristiche che non sono allineate (sezioni con piani paralleli e sezioni con piani concorrenti). Le viste in sezione vengono impiegate in diversi campi dell’ingegneria. Nei disegni dei complessivi meccanici vengono impiegate per facilitare la comprensione di come i diversi componenti debbano essere assemblati (Figura 8.4). Nell’ingegneria civile le sezioni vengono impiegate nei disegni di strade e ponti (Figura 8.5). Illustrazioni tecniche che si avvalgono di sezioni vengono impiegate per descrivere le caratteristiche interne di assemblaggi complessi (Figura 8.6). Un motivo importante che giustiﬁca l’utilizzo delle sezioni è quello di ridurre il numero di linee nascoste in un disegno; una vista in sezione rivela le caratteristiche interne senza usare linee nascoste (Figura 8.7). Aggiungere linee nascoste a una vista in sezione complica inutilmente

il disegno, annullando lo scopo per il quale vengono utilizzate le sezioni. Tuttavia, in alcuni casi, è possibile tracciare un numero minimo di linee nascoste per rappresen-

Piano di taglio immaginario

Linee nascoste (non mostrate nella vista in sezione)

Traccia del piano di taglio Rappresentazione usuale

Figura 8.6 Illustrazione tecnica del modello sezionato di un motore a combustione (Cortesia della Unigraphics Solutions.)

Vista in sezione

Figura 8.7 Linee nascoste Normalmente le linee nascoste vengono omesse nelle viste in sezione.

408

CAPITOLO 8

Uso opzionale di una linea nascosta

zione di sottrazione booleana, come mostrato nella Figura 8.11. Molti CAD 2-D hanno automatizzato alcune delle fasi più dispendiose in termini di tempo, per creare le viste in sezione. Esse, infatti, contengono diversi modelli uniﬁcati di campiture (o tratteggi); le linee della campitura non vengono aggiunte una alla volta come con gli strumenti tradizionali. L’area che deve essere campita viene selezionata con il cursore; l’utente può scegliere un modello di campitura già esistente o crearne uno nuovo speciﬁcandone l’angolo, il tipo di linea e la distanza tra una linea e l’altra; il sistema CAD provvede a riempire automaticamente l’area selezionata con il modello di campitura scelto. 8.1.2

Figura 8.8 Uso opzionale di linee nascoste Generalmente le linee nascoste possono essere mostrate nelle viste in sezione per eliminare la necessità di un’ulteriore vista.

tare altre caratteristiche interne oltre a quelle principali rivelate dalla sezione (Figura 8.8). Superfici e spigoli visibili che sono oltre il piano di taglio devono essere rappresentati in una vista in sezione. Per esempio la Figura 8.9 mostra una vista in sezione per la quale il piano di taglio passa attraverso l’asse di un foro caratterizzato da una lamatura. Una linea, detta linea di fondo, rappresenta lo spigolo tra la superficie piana di base del foro di diametro maggiore e la superficie cilindrica del foro di diametro minore ed è un esempio di rappresentazione di una caratteristica visibile che sta oltre il piano di taglio (Figura 8.9A). Le linee di contorno di aree piene all’interno di viste in sezione, essendo visibili, sono continue e non tratteggiate (Figura 8.9B). 8.1.1

Tecniche CAD di sezionamento

Con il CAD 3-D è possibile creare automaticamente sezioni di parti o strutture speciﬁcando la posizione del piano di taglio relativamente all’oggetto (Figura 8.10) e, successivamente, scegliendo la parte dell’oggetto da visualizzare selezionando uno dei due lati del piano di taglio; metà dell’oggetto viene rimosso mediante un’opera-

Visualizzazione delle sezioni

La Figura 8.12 mostra un disegno in proiezioni ortogonali di un particolare che risulta difficile da visualizzare nella sua forma tridimensionale a causa delle numerose linee nascoste. Una vista in sezione viene creata facendo passare un piano di taglio immaginario verticalmente attraverso l’asse di simmetria del particolare. La Figura 8.13 mostra una rappresentazione isometrica dello stesso particolare dopo il sezionamento. In questa vista è possibile osservare chiaramente le caratteristiche interne della parte e l’effettiva forma tridimensionale risulta essere più comprensibile. I vertici nella vista isometrica sono numerati in modo da poter essere riconosciuti nella vista ortogonale della sezione. Nella Figura 8.12, le frecce sulla traccia del piano di taglio puntano verso la parte sinistra della vista frontale, per rappresentare la direzione di osservazione e per produrre la vista laterale sinistra in sezione completa, secondo il metodo europeo delle proiezioni ortogonali. La direzione della freccia può essere anche quella che indica la metà dell’oggetto che deve essere rappresentata. L’altra metà dell’oggetto viene rimossa per rivelare le caratteristiche interne della parte. La direzione secondo cui si osserva la sezione è perpendicolare alle superfici sezionate, il che significa che esse vengono disegnate con le dimensioni e le forme reali nella vista in sezione. Inoltre, non vengono disegnate linee nascoste. Infine tutte le superfici e gli spigoli visibili, posizionati oltre il piano secante, vengono disegnate come linee continue grosse (tipo A). La vista in sezione della Figura 8.12A mostra solo le superfici attraversate dal piano di taglio. Dal momento che la normativa richiede che tutte le caratteristiche posizionate oltre il piano di taglio vengano tracciate, la rappresentazione corretta risulta essere quella mostrata nella Figura 8.12B. Se la sezione viene osservata secondo la direzione indicata dalle frecce nella Figura 8.13, gli archi

Viste in sezione

409

Figura 8.9 Rappresentazione di superﬁci e spigoli nelle viste in sezione

Spigolo sottostante il piano di taglio rappresentato come una linea

(A) Rappresentazione corretta

No!

(B) Rappresentazione non corretta

Punti che definiscono il piano di taglio

Figura 8.10 Deﬁnizione di un piano di taglio su un modello CAD Un modello solido 3-D può essere sezionato posizionando in maniera opportuna, rispetto all’oggetto, un piano di taglio.

Figura 8.11 Modello CAD sezionato L’oggetto viene sezionato automaticamente lungo il piano di taglio per produrre una vista in sezione.

410

CAPITOLO 8

1 3 2 4

8 11

13 Disegno senza viste in sezione

(A)

(B)

Figura 8.12 Visualizzazione di una sezione Una vista in sezione viene creata disegnando i contorni delle superfici attraversate dal piano di taglio. Alcuni dettagli vengono poi aggiunti per mostrare le superfici retrostanti il piano di taglio, come la superficie posteriore del foro.

16 1 3 2 4

15 C 14

5 6 9

8 11 12

sentati dai rettangoli 2-7-6-3 e 4-5-14-15. Tutte le superfici toccate dal piano di taglio vengono evidenziate con la campitura (o tratteggio). Poiché tutte le superfici appartengono allo stesso particolare, le linee del tratteggio sono identiche e vengono disegnate nella stessa direzione. Questa pratica viene spiegata con maggior dettaglio nel Paragrafo 8.3. Infine, per completare la vista in sezione, viene aggiunta la linea rappresentante l’asse di simmetria del foro.

8.2 Figura 8.13 Etichettatura dei punti caratteristici per la visualizzazione La vista in sezione viene creata facendo passare un piano di taglio immaginario verticalmente attraverso l’oggetto. I vertici vengono etichettati per facilitare la realizzazione della vista della sezione in proiezione ortogonale.

A, B e C sono visibili e devono essere rappresentati come linee. Nella Figura 8.12B le linee sono 2-7, 4-5 e 1514. Il foro con lamatura e il foro passante sono rappre-

Tracce dei piani di sezione

Le tracce dei piani di sezione individuano la posizione dei piani che attraversano l’oggetto e vengono disegnate, generalmente, nella vista adiacente alla sezione. Nella Figura 8.14 la traccia del piano di sezione è disegnata nella vista dall’alto che è adiacente alla vista frontale sezionata. Le tracce dei piani di sezione sono linee miste ﬁni, grosse alle estremità e in corrispondenza delle variazioni di direzione degli stessi piani (tipo H). Le frecce indicano la direzione e il verso secondo cui è effettuata la sezione (Figura 8.15).

Viste in sezione

411

Figura 8.14 Traccia del piano di sezione La traccia del piano di sezione è inserita nella vista in cui lo stesso piano è rappresentato da una retta.

8.2.1

Errato

Corretto

No! A A

A Frecce nella direzione sbagliata: la freccia dovrebbe mostrare la direzione secondo cui osservare la sezione

Rappresentazione della traccia del piano di sezione

La traccia del piano di sezione viene aggiunta al disegno per maggiore chiarezza. Il piano di sezione può essere “frontale”, “orizzontale” o “laterale”. Se, come nella Figura 8.14, il piano di sezione appare come una retta nella vista dall’alto e risulta parallelo al piano di rappresentazione della vista frontale, esso viene detto “piano di sezione frontale”. La porzione dell’oggetto che precede il piano di sezione viene rimossa e la vista frontale viene disegnata in sezione. Se il piano di sezione appare come una retta nella vista frontale e risulta parallelo al piano di rappresentazione della vista dall’alto, esso è un “piano di sezione orizzontale” (Figura 8.16). La porzione superiore dell’oggetto viene rimossa e la vista dall’alto viene disegnata in sezione. Se, in-

A-A

Figura 8.15 Traccia del piano di sezione Le tracce dei piani di sezione sono linee miste ﬁni, grosse alle estremità (tipo H). Le frecce indicano il senso e la direzione secondo cui è effettuata la sezione.

412

CAPITOLO 8

Piano di sezione immaginario

Rappresentazione secondo il metodo delle proiezioni ortogonali, senza sezioni

Direzione di osservazione per la vista in sezione

Rappresentazione secondo il metodo delle proiezioni ortogonali con una vista in sezione

Figura 8.16 Sezione orizzontale Una sezione orizzontale è caratterizzata dal fatto che il piano di sezione appare come una retta nella vista frontale e la vista dall’alto è sezionata.

ﬁne, il piano di sezione appare come una retta nella vista dall’alto e in quella frontale e risulta parallelo al piano di rappresentazione della vista laterale, allora esso è un “piano di sezione laterale” (Figura 8.17). La porzione sinistra dell’oggetto viene rimossa e la vista laterale viene disegnata in sezione. Su un singolo oggetto, come illustrato nella Figura 8.18, possono essere eseguite anche sezioni multiple. In questo esempio vengono usati due piani di sezione: uno orizzontale e l’altro laterale. Entrambi i piani di taglio appaiono come rette nella vista frontale e sono rappresentati, rispettivamente, dalle tracce A-A e B-B. Ogni piano di taglio genera una vista in sezione e ogni vista in sezione viene disegnata come se l’altro piano di taglio non esistesse.

8.3

La campitura

La campitura (o tratteggio) viene disegnata in una vista in sezione per indicare le superﬁci che sono attraversate dal piano di taglio immaginario. Per rappresentare i vari tipi di materiali possono essere impiegati diversi tratteg-

gi. Poiché in un progetto vengono utilizzati numerosi materiali diversi tra loro, nella pratica si preferisce impiegare un’indicazione convenzionale unica e scrivere, poi, in una nota nel riquadro delle iscrizioni o nella distinta dei componenti, il materiale relativo a ciascuna parte. La campitura generica viene quindi realizzata mediante linee continue ﬁni di tipo B, parallele e uniformemente distanziate, formanti con l’orizzontale un angolo di 45°. Per distinguere parti adiacenti in una stessa vista in sezione, il tratteggio va eseguito con inclinazioni o passi diversi. 8.3.1

Indicazioni dei materiali nelle sezioni

Il tipo di tratteggio che viene usato per rappresentare la superficie di una parte sezionata varia in accordo con la natura del materiale costituente la parte. La norma UNI 3972 prevede per i tratteggi nei disegni tecnici tre diversi livelli di dettaglio. Tratteggio generico Serve solo a distinguere le superfici sezionate da quelle non sezionate e viene realizzato, come riportato nel precedente paragrafo, mediante linee continue fini di tipo B, parallele e uniformemente distan-

Viste in sezione

413

ziate, formanti con l’orizzontale un angolo di 45° (Figura 8.19). La distanza tra le linee (passo) deve essere compresa tra 1,5 e 4 mm a seconda della grandezza del disegno. Per distinguere parti adiacenti in una stessa vista in sezione, il tratteggio può essere eseguito con inclinazioni o passi diversi. I materiali delle diverse parti che compongono l’assieme vengono indicati nel riquadro delle iscrizioni o nella distinta dei componenti.

piano di sezione immaginario

Direzione di osservazione

Figura 8.19 Vista in sezione

Figura 8.17 Sezione laterale Una sezione laterale è caratterizzata dal fatto che il piano di sezione appare come una retta nella vista frontale e nella vista dall’alto, mentre la vista laterale è sezionata.

Tratteggio generico di superﬁcie sezionata Si utilizza quando interessa mettere in evidenza esclusivamente una superﬁcie sezionata.

Tratteggi generali Si utilizzano quando nel disegno è necessario caratterizzare i materiali, in maniera generica, in base alla loro natura. Come mostrato nella Figura 8.20 sono previsti quattro tipi di campiture relative rispettivamente agli aeriformi, ai solidi, ai liquidi e ai terreni. Tratteggi per materiali solidi Si utilizzano quando nei disegni tecnici è necessaria un’ulteriore speciﬁcazione dei materiali solidi. Come mostrato nella Figura 8.21 si hanno, in questo caso, 8 tipi di campiture.

B Tratteggio A

Natura del materiale

A Aeriformi e assimilabili (quando hanno importanza funzionale)

Sezione B-B

Liquidi

Solidi

Terreno

Sezione A-A

Figura 8.18 Sezioni multiple Su un singolo oggetto possono essere eseguite anche sezioni multiple. In questo esempio vengono usati due piani di sezione: uno orizzontale e l’altro laterale. Ciascuna sezione è etichettata in modo da corrispondere al relativo piano di taglio.

Figura 8.20 Tratteggi generali Si utilizzano per caratterizzare i materiali, in maniera generica, in base alla loro natura.

414

CAPITOLO 8

Tratteggio

Natura del materiale Materiale predominante (per esempio: metallo in meccanica, laterizio in edilizia, vetro in ottica) Corretto (linee a 45° equamente distanziate)

Materiale da mettere in particolare evidenza (per esempio: parti a contatto con quelle individuate con il tratteggio precedente) Materiali ausiliari (per esempio: materie plastiche in meccanica, pietre e marmi in edilizia)

Errato (linee non equamente distanziate)

Errato (linee troppo corte o troppo lunghe)

Errato (intervallo tra le linee troppo piccolo)

Errato (intervallo tra le linee troppo grande)

Errato (linee non parallele)

Errato (spessore delle linee non uniforme)

Legno

Avvolgimenti eletttrici

Isolanti

Materiali trasparenti

Conglomerato cementizio

Figura 8.22 Esempi di tratteggi corretti ed errati

Figura 8.21 Tratteggi speciﬁci per materiali solidi Si utilizzano quando è necessaria una speciﬁcazione ulteriore dei materiali solidi.

La maggior parte dei software CAD contiene un gran numero di indicazioni convenzionali di materiali, che possono essere inserite nel disegno CAD automaticamente, dopo aver deﬁnito l’area da sezionare. 8.3.2

Tecniche di esecuzione dei tratteggi

La Figura 8.22 mostra alcuni esempi di campiture disegnate usando strumenti manuali, evidenziando in particolare alcuni errori da evitare. Le linee del tratteggio dovrebbero essere sempre uniformemente distanziate e di uguale spessore. Inoltre tali linee non dovrebbero uscire mai dai contorni della zona sezionata, o fermarsi troppo prima. Il tratteggio non deve essere parallelo o perpendicolare ai contorni principali (Figure 8.23A e B). Se i contorni

(A) Errato

(B) Errato

Figura 8.23 Posizionamento delle linee del tratteggio Le linee del tratteggio non devono essere né parallele né perpendicolari ai contorni principali.

sono inclinati di 45°, le linee del tratteggio devono presentare un’inclinazione differente, per esempio 30° (Figura 8.23C). Se quote o annotazioni devono necessariamente essere posizionate all’interno dell’area sezionata, è preferibile omettere il tratteggio in corrispondenza dell’annotazione, come mostrato nella Figura 8.24B e C.

Viste in sezione

NOTA

(A) Errato

NOTA

(B) Corretto

415

Figura 8.24 Annotazioni nell’area sezionata Il tratteggio va interrotto in corrispondenza di quote o annotazioni.

I software CAD provvedono automaticamente a distanziare in modo uniforme le linee della campitura e, inoltre, consentono di omettere il tratteggio in corrispondenza di annotazioni. 8.3.3

Tratteggio lungo il contorno

Quando si sezionano superﬁci molto estese, per risparmiare tempo, il tratteggio può essere limitato alla zona adiacente a tutte le linee di contorno dell’oggetto nella vista in sezione (Figure 8.25). Tale tipo di tratteggio in genere non è previsto dai sistemi CAD. 8.3.4

Sezioni di pareti sottili

Le sezioni di pareti sottili che presentano spessore minore di 4 mm, vengono convenzionalmente rappresentate in sezione completamente annerite in quanto risulterebbe difﬁcile eseguire il tratteggio. La Figura 8.26 mostra una sezione di pareti sottili.

Figura 8.26 Sezioni di pareti sottili Quando la superﬁcie sezionata è molto piccola, può essere completamente annerita.

8.4

Tipi di viste in sezione

Esistono differenti tipi di viste in sezione usate nei disegni tecnici. Sezioni con un solo piano Semisezioni Sezioni parziali Sezioni ribaltate in luogo Sezioni in vicinanza Sezioni con piani paralleli Sezioni di assiemi Sezioni ausiliarie Finora sono state mostrate solo sezioni con un solo piano. La sezione da usare viene scelta tra i tipi elencati in base alla possibilità di rappresentare le caratteristiche di interesse nella maniera più chiara e coincisa. Per esempio per oggetti simmetrici è più appropriato impiegare una semisezione, mentre per evidenziare caratteristiche di estensione limitata risulta più appropriata una sezione parziale. I vari tipi di sezione sono descritti nei seguenti paragraﬁ. 8.4.1

Figura 8.25 Tratteggio lungo il contorno Quando la superﬁcie sezionata è molto grande, il tratteggio può interessarne solo i bordi.

Sezioni con un solo piano

Una sezione con un solo piano si realizza facendo passare, completamente, il piano di taglio immaginario attraverso l’oggetto, come mostrato nella Figura 8.27A. La Figura 8.27B mostra la rappresentazione dell’oggetto in proiezioni ortogonali, mentre la Figura 8.27C mostra la stessa rappresentazione con la vista frontale in sezione. Tutte le caratteristiche nascoste attraversate dal piano di taglio sono rappresentate da linee visibili nella vista in sezione. Le superﬁci generate dall’intersezione del piano di taglio con l’oggetto sono riempite da un tratteggio in-

416

CAPITOLO 8

(A) Sezione con un solo piano

(B) Rappresentazione senza sezioni

Figura 8.27 Sezioni con un solo piano Una sezione con un solo piano si realizza facendo passare, completamente, il piano di taglio immaginario attraverso l’oggetto.

clinato di 45° rispetto all’orizzontale. Le linee nascoste vengono omesse in tutta la vista in sezione a meno che esse non debbano essere impiegate per migliorare la comprensione dell’oggetto. Nella vista dall’alto è mostrata la traccia del piano di sezione, con le frecce che indicano la direzione secondo cui osservare la metà sezionata dell’oggetto. In un disegno tecnico a più viste, realizzato secondo il metodo delle proiezioni ortogonali, una sezione con un solo piano viene collocata nella stessa posizione normalmente occupata dalla relativa vista non sezionata; per cui, quando si esegue una sezione frontale, questa prende il posto della tradizionale vista frontale.

(A) Semisezione

8.4.2

Semisezioni

Una semisezione si realizza facendo passare un piano di taglio immaginario solo attraverso metà dell’oggetto. La Figura 8.28A mostra il piano di sezione che attraversa metà di un oggetto e la rimozione di un quarto dello stesso. La Figura 8.28B mostra la rappresentazione dell’oggetto in proiezioni ortogonali prima del sezionamento, mentre la Figura 8.28C mostra la stessa rappresentazione dopo il sezionamento. Le linee nascoste vengono omesse su entrambe le metà della vista in sezione. Tali linee possono al più essere aggiunte nella metà non sezionata, per migliorare la chiarezza e la comprensione del disegno.

(B) Rappresentazione senza sezioni

Figura 8.28 Semisezioni Una semisezione si realizza facendo passare un piano di taglio attraverso metà dell’oggetto.

Viste in sezione

(A) Sezione parziale

(B) Rappresentazione senza sezioni

417

Figura 8.29 Sezioni parziali Una sezione parziale viene realizzata effettuando una rimozione solo di una parte dell’oggetto per mettere in evidenza le caratteristiche interne.

Le caratteristiche esterne della parte vengono rappresentate sulla metà non sezionata. Un asse di simmetria, e non una linea di contorno, viene usato per separare la metà sezionata dalla metà non sezionata. La traccia del piano di sezione, come mostrato nella vista dall’alto nella Figura 8.28C, si arresta sul piano di simmetria dell’oggetto. Le semisezioni vengono per lo più impiegate nella rappresentazione di parti assialsimmetriche. Inoltre, le semisezioni vengono qualche volta usate nei disegni degli assemblaggi quando devono essere mostrate anche le caratteristiche esterne. 8.4.3

Sezioni parziali

Una sezione parziale viene usata quando è necessario sezionare solo una parte dell’oggetto. La Figura 8.29A mostra un oggetto con una porzione rimossa. Una sezione parziale viene usata in luogo di una semisezione o di una sezione con un solo piano per risparmiare tempo. Una linea irregolare ﬁne (tipo C) o a zig-zag (tipo D) viene usata per delimitare la porzione sezionata dalla parte non sezionata della vista. Tale linea ha inizio e termine sulle linee di contorno del pezzo. La traccia del piano di sezione non deve essere disegnata. Le linee nascoste possono essere omesse dalla parte non sezionata della vista a meno che non servano per migliorare la chiarezza e la comprensione del disegno, come mostrato nella Figura 8.29C.

La maggior parte dei sistemi CAD mette a disposizione un comando di disegno a mano libera che può essere usato per disegnare la linea irregolare di delimitazione della sezione parziale. 8.4.4

Sezioni ribaltate in luogo

Una sezione ribaltata in luogo (o sezione locale) viene realizzata ribaltando la sezione trasversale di 90° intorno a un asse di rivoluzione che sia anche di simmetria per la sezione stessa e sovrapponendo la sezione alla vista, come mostrato nella Figura 8.30A. Quando la sezione locale si sovrappone alla parte, le linee originali della parte che stanno dietro la sezione vengono cancellate. La sezione trasversale viene disegnata nella forma e dimensioni reali, e non viene distorta per adattarsi alla vista. L’asse di rivoluzione è mostrato sulla sezione locale come un asse di simmetria. Le sezioni locali vengono impiegate per rappresentare la sezione trasversale di una sbarra, di un manico, di una biella, di un’ala di un aereo, e, in generale, di caratteristiche che abbiano una forma allungata. Esse permettono di rappresentare una sezione trasversale senza dover disegnare un’altra vista. Inoltre queste sezioni sono particolarmente utili quando la sezione trasversale varia o quando la forma della parte non è chiara nell’assegnata vista ortogonale.

418

CAPITOLO 8

ità

d fon

Pro

zza

Alte

Piano di sezione immaginario Direzione di osservazione

Sezione nelle dimensioni reali

Altezza

8.4.6

Profondità (A) Sezione ribaltata in luogo Piano di taglio Sezione ribaltata in luogo

Profondità

Figura 8.30 Sezione ribaltata in luogo Una sezione ribaltata in luogo viene realizzata facendo passare un piano di taglio attraverso l’oggetto e, quindi, ribaltando la sezione trasversale ottenuta di 90°.

8.4.5

ali e la fusoliera di un aeroplano, la palettatura di una turbina e altre parti caratterizzate da forme che variano con continuità (Figura 8.32). Normalmente la sezione viene disegnata adiacente alla vista e sul prolungamento della traccia del piano di sezione. In questo caso non è necessario aggiungere alcuna informazione relativa al piano di sezione (Figura 8.34). In caso contrario, ovvero se la sezione non viene disegnata sul prolungamento della traccia del piano di taglio, allora è necessario contrassegnare sia la sezione, sia la traccia del piano, con le apposite lettere e con le frecce, come mostrato nella Figura 8.31. Le sezioni in vicinanza possono anche essere disegnate in una scala più grande, per rappresentare con maggior precisione i dettagli della sezione trasversale e per poterli quotare. La scala usata deve essere indicata nelle vicinanze della vista (Figura 8.33).

Sezioni in vicinanza

Le sezioni in vicinanza non seguono le regole convenzionali delle proiezioni ortogonali. Esse vengono realizzate similmente alle sezioni locali, facendo passare un piano di taglio immaginario perpendicolarmente alla parte e, quindi, ribaltando la sezione trasversale di 90°. In questo caso, tuttavia, la sezione trasversale non viene sovrapposta alla vista, ma viene disegnata adiacente a essa, in vicinanza (Figura 8.31). Tali sezioni vengono usate quando non vi è abbastanza spazio sulla vista per disegnare una sezione locale. Le sezioni in vicinanza vengono impiegate per mostrare i contorni di forme complesse, come per esempio le

Sezioni con piani paralleli

Una sezione con piani paralleli è realizzata mediante due o più piani di taglio, paralleli tra loro, che passano attraverso caratteristiche di interesse dell’oggetto. Una tale sezione viene impiegata per componenti complessi che presentano un certo numero di caratteristiche interne che non possono essere sezionate mediante un unico piano di taglio. Nella Figura 8.35 vengono utilizzati tre piani di taglio paralleli per sezionare, e quindi evidenziare, rispettivamente uno dei due fori laterali (tra loro uguali), il foro centrale e, inﬁne, l’asola. La porzione dell’oggetto posta tra l’osservatore e i piani viene rimossa per creare una vista completamente sezionata della parte. Le tracce dei piani di taglio sono disegnate come nella Figura 8.35A. Il passaggio da un piano di sezione all’altro è evidenziato dall’ingrossamento dei tratti all’intersezione delle tracce dei piani di sezione. Come mostrato nella Figura 8.35B il cambiamento di piano non deve essere rappresentato con delle linee nella vista in sezione. Al più, nel passaggio da un piano all’altro, per maggiore chiarezza, si potrebbe effettuare uno sfalsamento delle linee del tratteggio. Più viste in sezione effettuate con piani paralleli su una singola vista, devono essere individuate con delle lettere differenti come mostrato nella Figura 8.36. 8.4.7

Sezioni di assiemi

Le sezioni di complessivi (o assiemi) vengono realizzate, anch’esse, secondo il metodo delle proiezioni ortogonali, e possono essere sezioni complete, realizzate in genere con un solo piano di taglio, o semisezioni (Figura 8.37). Leonardo da Vinci fu uno dei primi a realizzare sezioni di assiemi, usandole per illustrare i complessi progetti di macchine che egli aveva sviluppato.

Viste in sezione

419

Figura 8.31 Sezione in vicinanza Una sezione in vicinanza viene realizzata costruendo una sezione trasversale, e poi movendo la stessa in un’area adiacente la vista.

Eccessivo affollamento per una sezione locale

Sezione in vicinanza

Sezione A-A Tecnica sconsigliata

Tecnica corretta

Sezione C-C

Dettaglio A Scala 5:1

Sezione A-A

Sezione B-B

Figura 8.33 C

Sezione in scala Una sezione in scala viene collocata in una qualunque posizione rispetto alla vista, riportando l’indicazione della scala.

Figura 8.32 Sezioni successive su una biella Poiché le sezioni non sono posizionate sul prolungamento delle tracce dei piani di taglio, esse sono identiﬁcate mediante lettere.

Figura 8.34 Sezioni successive Le sezioni in vicinanza vengono disegnate adiacenti alla vista e sul prolungamento della traccia del piano di sezione.

Richiami storici Doug Engelbart (1925 - ) Doug Engelbart è stato un precursore, un uomo che è riuscito a prevedere quanto si sarebbe realizzato in futuro. Le modalità con cui oggi i calcolatori vengono impiegati si devono in gran parte a lui. Egli è stato capace di prevedere le loro potenzialità molto prima che chiunque potesse solamente sognare quanto importanti essi sarebbero diventati. Engelbart è nato e cresciuto nell’Oregon durante la Grande Depressione e ha studiato Ingegneria Elettrica all’Oregon State University. Egli dovette interrompere la sua formazione a causa della seconda guerra mondiale. La marina lo reclutò con l’incarico di tecnico elettronico/radar. Alla ﬁne della guerra egli riprese gli studi per conseguire la laurea e ottenne

un lavoro presso il NACA Ames Laboratory (il precursore della NASA). Fu durante questo periodo che egli cominciò a comprendere le capacità dei calcolatori e si iscrisse a un corso post laurea alla U.C. Berkeley. Egli conseguì il titolo di Dottore di Ricerca, ma il mondo accademico non era ancora pronto per le sue idee innovative, sicché egli lasciò la sua posizione di professore associato per andare a lavorare allo Stanford Research Institute (SRI). È stato all’SRI che Engelbart cominciò a mettere in pratica le sue idee. Egli seguì la teoria che il mondo stesse diventando incredibilmente complicato e che sarebbero stati necessari grandi cambiamenti per andare incontro a tali com-

Non devono essere rappresentate

Rappresentazione senza sezioni

(A) Rappresentazione con una sezione con piani paralleli

(B) No!

Figura 8.35 Sezione con piani paralleli Una sezione con piani paralleli è realizzata mediante due o più piani di taglio, paralleli tra loro, che passano attraverso caratteristiche di interesse dell’oggetto.

420

plessità. Sarebbero quindi stati necessari nuovi strumenti per “aumentare l’intelletto umano”. Il calcolatore è stato uno dei più importanti tra tali strumenti, così come il mouse, uno strumento sviluppato da Engelbart all’SRI. Non appena Engelbart ebbe la possibilità, cominciò la sua ricerca chiamata Augmentation Research Facility. Fu in quel periodo che Engelbart sviluppò molti degli strumenti che oggi sono d’uso comune come l’ipertesto, le ﬁnestre multiple, gli strumenti multimediali, le e-mail, le teleconferenze e altro ancora. Il Sistema On Line (oNLineSystem, NLS) è stato anch’esso sviluppato nell’ambito dell’Augmentation Research Facility. I servizi di Engelbart furono condivisi nel

Sezione B-B

Sezione A-A

B B

Figura 8.36 Sezioni con piani paralleli multiple Più viste in sezione effettuate con piani paralleli su una singola vista, devono essere individuate con delle lettere differenti.

1967 da tutti i laboratori sponsorizzati dal DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), facendo così nascere ARPANET, il precursore di Internet. Nel 1989 Engelbart formò il Bootstrap Institute per continuare la sua missione di preparare le istituzioni ad andare incontro alla crescente complessità del mondo in cui viviamo. Oggi egli sta continuando il suo lavoro organizzando workshop e seminari, fornendo consulenze e memorie. Doug Engelbart nel passato ha avuto idee che si sono rivelate molto utili e molte altre ancora potrebbe averne nel futuro. I calcolatori non sarebbero stati gli stessi senza di lui.

Le sezioni effettuate su complessivi seguono delle particolari convenzioni. Alcune parti, come le viti, i dadi, le rosette, i chiodi, i ribattini, le molle, le spine, le sfere e i rulli dei cuscinetti volventi, i denti delle ruote dentate, gli alberi, i perni, le nervature, le razze di pulegge e, in generale, tutti gli elementi che hanno uno spessore piccolo rispetto alla dimensione maggiore quando quest’ultima è disposta parallelamente al piano di taglio, non vengono sezionati; essi vengono disegnati mostrando tutte le loro caratteristiche esterne. Per esempio i bulloni nella Figura 8.38, pur essendo attraversati nella mezzeria dal piano di taglio, non vengono sezionati e quindi non si disegna su di essi alcuna campitura. Nelle sezioni di complessivi le parti adiacenti sono campite con angoli differenti in modo che esse possano essere identiﬁcate facilmente (Figura 8.39). A tal scopo possono anche essere usati diversi simboli relativi ai materiali. Si noti che, se nella sezione d’assieme una stessa parte è rappresentata da più aree separate da una certa distanza, le linee del tratteggio in tutte le aree relative alla stessa parte sono disegnate nella medesima direzione. Con i software di modellazione CAD 3-D è possibile creare i modelli di ciascuna parte; i singoli modelli possono essere sezionati e le relative sezioni possono essere assemblate in modo da realizzare la sezione d’assieme 3D. In alternativa è possibile rendere alcune parti trasparenti, in modo da visualizzare le caratteristiche interne dell’assieme (Figura 8.41). I modelli possono essere impiegati per eseguire veriﬁche di interferenza tra le parti, o ancora per eseguire simulazioni dinamiche, mostrando le parti in movimento. I modelli possono anche essere ruotati per produrre una proiezione ortogonale della sezione d’assieme. 421

(Cortesia della Kennametal, Inc.)

Le sezioni di assiemi sono generalmente sezioni realizzate con un solo piano o semisezioni di piĂš parti assemblate.

Figura 8.37

422 CAPITOLO 8

Viste in sezione

423

Figura 8.38 Parti non sezionate Alcune parti, come i bulloni e gli alberi, non vengono sezionate anche se sono attraversate longitudinalmente dal piano di taglio.

Parti adiacenti

Se au zion sil iar e ia

Stessa parte

Figura 8.39 Tratteggi di parti adiacenti Le parti adiacenti sono tratteggiate con angoli differenti in modo che ciascuna parte possa essere piĂš facilmente identiďŹ cata.

Figura 8.40 Sezione ausiliaria

Figura 8.41 Caratteristica di trasparenza di un modello CAD Con i modelli CAD 3-D, le caratteristiche interne possono essere visualizzate rendendo trasparenti alcune superďŹ ci. (Cortesia della Unigraphics Solutions.)

424

CAPITOLO 8

linee di contorno dell’area sezionata, come spiegato nei precedenti paragraﬁ.

Esercizio pratico 8.1

Se au zio sil ne iar ia

Figura 8.42 Una sezione ausiliaria parziale Le parti dell’oggetto che appaiono dietro la sezione ausiliaria possono non essere rappresentate.

8.4.8

Utilizzando un modello di schiuma o di argilla di un oggetto, si tagli il modello a metà con un coltello. Con l’ausilio di un tracciatore ad acqua, si schizzino le linee del tratteggio sulla superﬁcie tagliata con il coltello. Si esegua lo schizzo della traccia del piano di sezione lì dove il modello è stato tagliato a metà. Si esegua uno schizzo di un disegno a tre viste del modello così com’era prima di essere tagliato. Si esegua ancora lo schizzo di un disegno a tre viste, una delle quali sia, però, una vista in sezione con un solo piano. Si ripetano inﬁne gli stessi passi descritti sopra per realizzare una semisezione, una sezione con piani paralleli e una sezione parziale.

8.5

Convenzioni per la realizzazione delle sezioni

Le norme stabiliscono alcune pratiche convenzioni per la realizzazione di viste in sezione in situazioni particolari. Tali convenzioni sono descritte nei paragraﬁ seguenti.

Sezioni ausiliarie

Anche le viste ausiliarie possono essere disegnate in sezione, come mostrato nella Figura 8.40. Una sezione ausiliaria può essere completa o parziale. Esse seguono le stesse convenzioni degli altri tipi di sezioni. Le caratteristiche che stanno alle spalle delle superﬁci sezionate possono non essere rappresentate (Figura 8.42) in modo da risparmiare tempo e migliorare la visualizzazione della sezione ausiliaria. Si faccia riferimento al Capitolo 6 per le modalità di creazione delle viste ausiliarie degli oggetti. Particolare attenzione deve essere posta nel non disegnare le linee del tratteggio parallele o perpendicolari alle

8.5.1

Nervature, anime e altri elementi di piccolo spessore

Le nervature, le anime, le razze di pulegge, i denti delle ruote dentate, e altri elementi di piccolo spessore, non vengono sezionati quando il piano di taglio li attraversa parallelamente alla dimensione maggiore dell’elemento stesso. Una nervatura o un’anima è una parte sottile e piatta che funge da supporto (Figura 8.43). L’aggiunta della campitura a questi elementi darebbe la falsa impres-

Flangia

Sporgenza di supporto

Nervatura

Anima

Figura 8.43 Nervature, anime e sporgenze di supporto Nervature, anime e sporgenze di supporto sono particolari caratteristiche che si trovano comunemente nei componenti meccanici. Questi elementi richiedono una trattazione particolare nelle viste in sezione.

Viste in sezione B

Anima non sezionata

Sezione B-B (B) Corretto

425

Anima

Sezione B-B (A) Errato

Anima sezionata

Sezione A-A

Figura 8.44 Regole convenzionali per il sezionamento delle anime Gli elementi di piccolo spessore, come le anime, non vengono sezionati quando il piano di taglio è parallelo alla dimensione maggiore dell’elemento stesso.

sione che la parte è più spessa di quanto non sia realmente. La Figura 8.44 mostra un piano di taglio che passa parallelamente e attraverso un’anima (Sezione B-B). La Figura 8.44B mostra la vista che si otterrebbe usando le regole convenzionali, le quali prevedono di lasciare l’anima non sezionata. La Figura 8.44A mostra una rappresentazione errata della sezione, con l’anima riempita dal tratteggio. Questa vista dà la falsa impressione che l’anima sia notevolmente spessa. La convenzione di lasciare gli elementi sottili non sezionati viene applicata solo se il piano di taglio passa parallelamente all’elemento. Se il piano di taglio è perpendicolare all’elemento (piano di taglio A-A), la campitura viene eseguita, come mostrato nella Figura 8.44C. La Figura 8.45 mostra che le razze di ruote non vengono sezionate. 8.5.2

chiarezza e facilitarne la rappresentazione in sezione. Tali sezioni vengono effettuate per rivelare caratteristiche interne degli oggetti assialsimmetrici che non possono essere visualizzate con un solo piano. Prima di creare la sezione è necessario allineare le tracce dei piani di taglio concorrenti e gli elementi. In questo modo si assicura la

Sezioni con piani concorrenti

Le sezioni con piani concorrenti sono particolari tipi di disegni in proiezione ortogonale usati per ribaltare o allineare particolari elementi delle parti per migliorarne la

Figura 8.45 Omissione delle linee del tratteggio sulle razze di ruote

426

CAPITOLO 8

(A) Errato

(B) Corretto

Figura 8.46 Sezioni con piani concorrenti o allineate Le sezioni mediante piani concorrenti vengono usate per allineare i fori lungo l’asse verticale.

condizione di ortogonalità della direzione di visualizzazione con il piano di sezione e si rende più chiara la rappresentazione delle caratteristiche interne dell’oggetto. Normalmente l’allineamento viene effettuato lungo un asse orizzontale o verticale ed è sempre minore di 90° (Figura 8.46). La sezione ottenuta fornisce una descrizione più chiara e più completa della geometria della parte. Le tracce dei piani di sezione vengono fatte passare attraverso tutti gli elementi, non allineati, nella vista non sezionata (Figure 8.47 e 8.48). Le sezioni con piani concorrenti sono usate per numerose applicazioni. Per esempio, la sporgenza di supporto mostrata nella Figura 8.47A è allineata nella vista in sezione, ma non è sezionata. Una sporgenza di supporto è considerata, infatti, come un elemento sottile, per cui la campitura non viene realizzata quando il piano di taglio è parallelo allo spessore della sporgenza. Se invece la spor-

(A)

genza è posizionata come nella Figura 8.47B, allora si renderà necessario tracciare le linee del tratteggio. La Figura 8.48 mostra come le nervature vengano allineate prima di effettuare la sezione. La regola convenzionale è di non disegnare la campitura sulle nervature (Figura 8.48B).

8.6

Tecniche CAD 3-D

Mediante un CAD è possibile creare viste in sezione per disegni in proiezione ortogonale in maniera del tutto simile a come si farebbe utilizzando strumenti manuali. Tuttavia i programmi di modellazione solida CAD 3-D possono creare viste in sezione usando tecniche non tradizionali. Nella creazione del modello solido di una parte mediante un sistema CAD l’utente può assegnare le pro-

(B)

Figura 8.47 Allineamento di sporgenze di supporto Il metodo convenzionale di rappresentazione prevede di allineare le sporgenze di supporto nella vista in sezione.

La progettazione nell’industria Sospensioni regolabili di una Mountain Bike Le sospensioni anteriori stanno diventando un equipaggiamento standard sulle mountain bike, sostituendo le forcelle rigide. Queste sospensioni assorbono gli urti dovuti agli impatti, proteggendo il telaio e il ciclista. Tra le sospensioni più comunemente impiegate vi sono quelle con elastomeri, le quali, però, non consentono di effettuare regolazioni per adeguarsi a differenti condizioni stradali. La Rock Shox Inc. ha introdotto una modiﬁca alle sospensioni con elastomeri: un sistema di sospensione a

smorzamento idraulico regolabile. Una manopola posizionata nella parte superiore del sistema di sospensione permette al ciclista di regolare lo smorzamento per adeguarsi alle diverse condizioni stradali. In particolare il meccanismo consente di regolare la velocità con la quale la forcella si comprime e rimbalza dopo l’impatto.

La forcella con sospensione regolabile per bicicletta pesa 1490 g ed è realizzata principalmente in magnesio e alluminio.

La vista d’assieme in sezione della sospensione regolabile consente di rivelarne i dettagli interni.

(Cortesia di Design News.)

(B) Vista in sezione

Tratto da W. Leventon, Mountain Bike Suspension Allows Easy Adjustment, “Design News”, 19 luglio 1993, pp. 75-77.

(A) Proiezione reale

Figura 8.48 Allineamento di nervature Il metodo convenzionale di rappresentazione prevede di allineare le nervature nella vista in sezione. 427

428

CAPITOLO 8

Figura 8.49 Una sezione di un modello agli elementi di contorno usata per analizzare la parte (Cortesia della Algor, Inc.)

prietà del materiale e visualizzare il modello da ogni posizione. Al modello possono anche essere assegnate proprietà superficiali come il colore, la riflessività e le texture (Figura 8.49). Finito il modello, possono essere create viste in sezione della parte definendo un piano di taglio nello spazio 3D. Il modello può essere separato lungo il piano di taglio per rivelare le caratteristiche interne, per verificare l’assemblaggio tra più parti o per creare una vista in sezione dell’assieme. Il modello 3-D può essere ruotato per fare in modo che la direzione di osservazione sia perpendicolare alla superficie sezionata, creando una proiezione ortogonale. In alternativa all’uso di piani di taglio, è possibile cambiare le proprietà della superficie da opaca a trasparente, per visualizzare le caratteristiche interne. Presto diventerà una pratica comune creare modelli solidi 3-D che possono essere manipolati ed editati dall’utente. Se una sezione è necessaria per il disegno o la documentazione di una parte, dopo aver definito un piano di taglio, la vista in sezione sarà creata automaticamente dal software CAD. Con sistemi più avanzati i piani di taglio possono essere manipolati interattivamente. È possibile per esempio realizzare una sequenza animata di sezioni dell’oggetto. Nelle applicazioni scientifiche e mediche è abbastanza

comune usare le tecniche dei piani di taglio per creare sezioni multiple di dati volumetrici che rappresentano, per esempio, il corpo umano, caratteristiche geologiche o condizioni atmosferiche.

8.7

Sommario

Le viste in sezione rappresentano uno strumento importante nel disegno, nella documentazione e nella costruzione di prodotti. Esistono differenti tipi di sezioni la cui creazione è regolata da una precisa normativa. Il CAD risulta essere uno strumento particolarmente utile per automatizzare la creazione di viste in sezione e per aggiungere il tratteggio. Nel futuro il CAD sarà usato per creare viste in sezione sia secondo metodi tradizionali sia secondo metodi non tradizionali. Le principali convenzioni da seguire per la realizzazione di viste in sezione sono le seguenti. ■

Linee del tratteggio (si faccia riferimento alle Figure 8.22, 8.23 e 8.24) 1. Il tratteggio viene eseguito mediante linee continue ﬁni di tipo B, parallele e uniformemente distanziate.

Viste in sezione

2. Le linee del tratteggio, quando possibile, vengono disegnate a 45° rispetto all’orizzontale. 3. Le linee del tratteggio non devono essere parallele o perpendicolari alle linee di contorno della superﬁcie sezionata. 4. Le linee del tratteggio non devono oltrepassare o fermarsi prima delle linee di contorno della superﬁcie sezionata. 5. Il tipo di tratteggio che viene usato in generale è quello relativo ai metalli. 6. Le parti molto sottili anziché essere campite vengono completamente annerite. ■

■

1. Il piano di sezione passa completamente attraverso l’oggetto. 2. La traccia del piano di sezione può non essere disegnata se la sua posizione è ovvia. 3. Le caratteristiche nascoste non devono essere rappresentate con linee tratteggiate salvo che ciò non sia necessario per motivi di chiarezza o per eliminare la necessità di viste addizionali. ■

3. Le caratteristiche esterne sono disegnate sulla metà non sezionata. 4. Un asse di simmetria, e non una linea di contorno, viene usato per separare la metà sezionata dalla metà non sezionata. ■

Semisezioni (si faccia riferimento alla Figura 8.28) 1. Il piano di sezione attraversa solo metà dell’oggetto. 2. Sulla metà non sezionata non devono essere disegnate linee nascoste, salvo che ciò non sia necessario per motivi di chiarezza.

Sezioni con più piani paralleli (si faccia riferimento alla Figura 8.35) 1. Il passaggio da un piano di sezione all’altro è evidenziato dall’ingrossamento dei tratti all’intersezione delle tracce dei piani di sezione. 2. Il cambiamento di piano non deve essere rappresentato con delle linee nella vista in sezione. Al più, nel passaggio da un piano all’altro, per maggiore chiarezza, si potrebbe effettuare uno sfalsamento delle linee del tratteggio.

Tracce dei piani di sezione (si faccia riferimento alla Figura 8.15) 1. Le tracce dei piani di sezione sono linee miste ﬁni, grosse alle estremità e alle piegature degli stessi piani (tipo H). 2. Le frecce, poste sulle estremità ingrossate, indicano il verso e la direzione secondo cui è effettuata la sezione. Sezioni con un solo piano (si faccia riferimento alle Figure 8.2 e 8.7)

429

■

Sezioni ribaltate in luogo (si faccia riferimento alla Figura 8.30) 1. Una sezione ribaltata in luogo viene realizzata ribaltando la sezione trasversale di 90° intorno a un asse di rivoluzione che sia anche di simmetria per la sezione stessa e sovrapponendo la sezione alla vista. 2. L’asse di rivoluzione è mostrato sulla sezione locale come un asse di simmetria.

■

Sezioni parziali (si faccia riferimento alla Figura 8.31) 1. Quando la sezione viene disegnata adiacente alla vista e sul prolungamento della traccia del piano di sezione, non è necessario aggiungere alcuna informazione relativa al piano di sezione. 2. Se la sezione non viene disegnata sul prolungamento della traccia del piano di taglio, allora è necessario contrassegnare sia la sezione, sia la traccia del piano, con le apposite lettere e con le frecce.

Veriﬁca degli obiettivi 1. Applicare il concetto dei piani di taglio per creare viste in sezione e sezionare modelli CAD 3-D. Paragrafo 8.2. 2. Rappresentare le tracce dei piani di sezione e il tratteggio (o campitura) secondo le norme vigenti. Paragrafo 8.2 e 8.3. 3. Effettuare sezioni con un solo piano, sezioni con piani paralleli, sezioni con piani concorrenti, semisezioni, sezioni in vicinanza, sezioni ribaltate in luogo, sezioni parziali, sezioni ausiliarie e sezioni di assiemi, secondo le norme vigenti. Paragrafo 8.4.

4. Creare interruzioni convenzionali per differenti materiali e per differenti geometrie delle sezioni trasversali. Paragrafo 8.5.3. 5. Rappresentare in sezione nervature, razze di pulegge e, in generale, elementi aventi piccolo spessore, secondo le norme vigenti. Paragrafo 8.5.1. 6. Applicare la teoria delle sezioni ai modelli digitali creati mediante software CAD. Paragrafo 8.6.

430

CAPITOLO 8

Domande di ripasso 1. Dare una deﬁnizione di sezione. 2. Descrivere come il CAD 3-D viene impiegato per creare viste in sezione. 3. Descrivere come vengono impiegate le tracce dei piani di sezione. 4. Descrivere come si disegnano le tracce dei piani di sezione. 5. Elencare tre possibili applicazioni delle sezioni. 6. Quale convenzione viene seguita per le linee nascoste in una vista in sezione? 7. Quale convenzione viene seguita per le linee nascoste sulla metà non sezionata di una semisezione? 8. Dare una deﬁnizione di campitura.

9. Fare uno schizzo del tipo di tratteggio impiegato per rappresentare i metalli. 10. Descrivere come vengono rappresentate in sezione le parti di piccolo spessore. 11. Descrivere la differenza tra una sezione ribaltata in luogo e una sezione in vicinanza. 12. Elencare alcune delle parti che non possono essere sezionate in una sezione di assieme. Spiegarne il motivo. 13. Che tipo di linea viene usata per separare la metà sezionata dalla metà non sezionata di una vista in semisezione? 14. Elencare alcune delle future applicazioni dei CAD 3-D relativamente alle sezioni.

Problemi 8.1 Eseguire uno schizzo, o disegnare al CAD, le viste in sezione come indicato dalle frecce sulle tracce del piano di taglio nella Figura 8.50. 8.2 Eseguire uno schizzo e disegnare al CAD le viste e sezioni necessarie per rappresentare completamente

gli oggetti mostrati nelle Figure dalla 8.51 alla 8.66. (Avvertenza: per queste ﬁgure le misure sono in pollici.) Inﬁne si costruiscano i modelli 3-D dei medesimi oggetti.

Viste in sezione

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

Figura 8.50 Problemi sulle sezioni

431

432

CAPITOLO 8

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

Figura 8.50 Problemi sulle sezioni (continua)

Viste in sezione

75 0, ø 50 , 2X 1 12 0,

6 0,

0,7

1,4

433

0 3, 8 1,

3 0, 1 R 1,

1,6

3,5

2,8

3,0 , 15

2,1

4 0,

1,3

6 0, 1,6

ø ø

1,4

3,13

2 75 8 0, X ø 1,50 2X ø

00 5 5, 7 3, 38 1,

3 0 5,0

6,6

5 1,

2 0,

1,4

ø 0,

1,4

75 3,

9,5

0,8

0,88

Raccordi non quotati R .62

Figura 8.51

5,8 Raccordi non quotati R .4

Figura 8.52

Mensola di sostegno

Supporto

ø 00

1,3

56 0,

25 3, 50 0,

0,6

ø0

50 1,

,93

ø0

0,05

5 0,0 5 2X 0,0

ø0 ,1 ø 025

00 4,

ø 31

0,0 ,25 62 5

1,50

Supporto

0,05

50 ti 0, zia

ø spa

4X qu E

Figura 8.53

,87

Figura 8.54 Supporto

0,25

1,50

2,25

3,00

,62

434

CAPITOLO 8

ø R

50 3,

69 0,

ø 38 2,

0,69

1,13

25 0 ,1 25 3 6, 2X

0,63

9 0,1 9 0,1

ø 5

Figura 8.55 Supporto per cuscinetti

ø 6,

ø0

ø1

25 50 2, 3,

ø ø

0 00 ,0 2,

4 ø ø

,75

,00

1, 2X

9,75 7,88

Manicotto conico

Figura 8.57

Raccordi non quotati R .25

0 1,5 5 0,7

3,25 2,50 1,50

0,87 0,50

2,75

1,75

50 5 6, ,7 3 R

4,50 4,00

6,00

6,75

2,3

Ø1

0,5

0 1,5

50 ,7 0

5 0,7

Puleggia

6X 6 6X

0,5

Figura 8.56

ø ø 0°

1,2

10,0

Viste in sezione

2,0 0 1,5 0

2,5 0 Ø 2,68

1,0 0 15

° 32 °

Ø 0,50

0,5

2,6

Nota: Tutte le gole per cinghia sono uguali e simmetriche

0,2

0,0

0, 0,4 67 4

Figura 8.58 Puleggia multipla

ø 4 6,

ø 8 5,

ø 2 4,

ø 4 3,

0,6

0,5 0,5

3,4 °

4,0 3,8 2,8 2,2

4 1,

0,4

85 1,

2,0

2, 2

4,0

4X R 2

Figura 8.59 Spallamento

435

436

CAPITOLO 8 36,

2,00

0 0°

6 6X ° 30

0,50

ø 4,

00 1,

ø 6,

90° 0 &1

1,75 1,00 0,75 4,12

Sezione A-A

0,75

75 5 0, ,7 ø 1

ø 23

5,00

45°

1,25

24, 0 20, 0

23,0 19,0

,0 X

5,50 4,62

2X 6

0,63

80 °

0 ø 1,

Sezione A-A

2,88

Figura 8.61 23,05

Puleggia a V ,12 2X 6 4

24,0

Figura 8.60 Adattatore

ø 14

114

ø 170 2

ø 54 4 R3

ø13

25 36 2

Figura 8.62 Puleggia a V con gola profonda

Viste in sezione 2X

1,5

ø ø 00,25

ø2

,75

0,8

0, 13

7,7

ø 3,

ø 1,

,50

X 45 0,1 ° 3 0,1 3

ø 4,

,19

437

0, 50 50

1,25 2,25

4,38

,00

ø1

3 0,6 ,75 0 ø 1,12 ø 4 0,9

25 1, 4 4 1, 56

3,75

8,3

,25 1,1 3

37 0, R ,1 9 0 1 R 3

R 7,

ø0

2,2

2,50

Raccordi non quotati R 0,38

9,0

0,7 0 2,5

90 °

Figura 8.63

Figura 8.64

Ruota

Immettitore d’olio

3, 76

36 18

ø 2

R2 8,0

52,8 54,4 61,6 67,2

Figura 8.66

Figura 8.65

14,

Tubo di raccordo

4,8

Raccordo

26,

ø3 ø6

90°

5 ø 26

ø 21

12,

438

CAPITOLO 8

Problemi classici I seguenti problemi sono stati tratti da Engineering Drawing and Graphic Technology, 14a ed., di Thomas E. French, Charles J. Vierck, e Rober Foster. (Avvertenza: i disegni in questa pagina sono rappresentati secondo le convenzioni americane.)

Problema 1 Coperchio

Problema 3 Mensola di sostegno

1 e 2. Individuare le viste che descrivono completamente i pezzi. 3. Disegnare la vista dallâ&#x20AC;&#x2122;alto e la vista frontale secondo la sezione con piani paralleli A-A. 4. Disegnare la vista dallâ&#x20AC;&#x2122;alto e le viste in sezione che descrivono completamente lâ&#x20AC;&#x2122;oggetto.

Problema 2 Coperchio per pistone

Problema 4 Collare

Tecniche di quotatura e tolleranze

*†

Se puoi misurare ciò di cui parli e puoi esprimerlo con un numero, sai qualcosa del tuo soggetto; ma se non sei in grado di misurarlo la tua conoscenza sarà scarna e insoddisfacente. Lord Kelvin

Introduzione e obiettivi Il processo che aggiunge a un disegno informazioni relative alla grandezza è noto come quotatura e alcune tecniche di quotatura uniﬁcate sono state stabilite per questa ﬁnalità. Esistono differenti norme per differenti tipi di disegno: vi sono norme per i disegni architettonici, meccanici, urbanistici, di dettaglio di costruzioni metalliche e per quelli relativi a operazioni di saldatura. In questo capitolo l’attenzione sarà rivolta ai disegni meccanici. Le norme più comuni per il dimensionamento usate attualmente negli Stati Uniti sono state sviluppate e aggiornate dall’American National Standard Institute (ANSI) e pubblicate dall’American Society of Mechanical Engineers (ASME). La versione corrente di questo standard è ANSI Y14.5M-1994. Le tecniche di dimensionamento descritte in questo capitolo seguono quindi questa recente normativa ANSI. * Parte del materiale necessario per questo capitolo è stato scritto dal Prof. Thomas P. Sweeney, Hutchinson Technical College, Hutchinson, MN, e dal Prof. Ted Branoff, North Carolina State University, Raleigh, NC. † La traduzione del Capitolo 9 è stata eseguita con l’intento di fornire al lettore italiano la conoscenza attuale e completa del GD&T secondo la normativa ANSI. Pertanto questo capitolo risulterà particolarmente utile e interessante per tutti coloro che, per motivi professionali o di studio, dovranno interpretare disegni tecnici prodotti negli USA o sviluppare proprie elaborazioni progettuali per il mercato americano. [N.d.T.]

Capitolo 9

440

CAPITOLO 9

Il Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) è stato sviluppato nel corso degli ultimi 40 anni come uno strumento per definire le parti e le caratteristiche geometriche in maniera più efficace. Il GD&T prende in considerazione la funzione delle parti nonché gli accoppiamenti di queste con tutte le altre parti che risultano in relazione con le prime. Ciò consente al progettista di definire le caratteristiche delle parti in maniera più accurata senza incrementare le tolleranze. Dopo aver completato questo capitolo il lettore sarà in grado di: 1. Applicare le tecniche di quotatura unificate per i disegni meccanici. 2. Cogliere la differenza tra le unificazioni vigenti previste dall’ANSI e le tecniche ormai obsolete per la quotatura. 3. Applicare le tolleranze inglesi e metriche alle dimensioni. 4. Calcolare le tolleranze standard per gli accoppiamenti di precisione. 5. Applicare le tolleranze usando il sistema albero base e foro base. 6. Identificare e applicare i simboli di GD&T.

9.1

Quotatura

La geometria è la scienza che stabilisce, con tolleranza, la forma e la posizione delle caratteristiche geometriche, o feature, degli oggetti. Durante lo sviluppo del lavoro di progettazione è essenziale che la circolarità di un albero sia chiaramente espressa allo stesso modo della sua grandezza. Quando la forma di una parte viene definita mediante un disegno che utilizzi proiezioni ortogonali, le informazioni relative alla grandezza vengono aggiunte sotto forma di dimensioni. La quotatura di un disegno implica anche l’identificazione della tolleranza (o l’accuratezza) richiesta per ciascuna dimensione. Se una parte è quotata correttamente, l’intento del progettista è chiaro sia a colui che deve fabbricare la parte sia a colui che deve controllarla (Figura 9.1). Chiunque appartenga al cerchio dell’informazione (progetto, fabbricazione, controllo di qualità) deve essere in grado di parlare e comprendere un linguaggio comune. Una parte ben dimensionata costituisce un elemento significativo in questo processo di comunicazione. La comunicazione effettiva che si sviluppa attraverso la progettazione, la fabbricazione e il controllo di qualità è più essenziale di quanto non lo sia stata mai prima. In una moderna azienda manifatturiera, infatti, le distinzioni

Figura 9.1 Il mondo tecnologico si basa su disegni accuratamente quotati e su modelli per la comunicazione del progetto e per la produzione. (© Charles Thatcher: Tony Stone Images.)

tra il progetto, l’elaborazione dei disegni esecutivi, la costruzione di un prototipo, la definizione delle specifiche e tutte le altre funzioni che intervengono nello sviluppo di un prodotto stanno diventando impercettibili. Un team di sviluppo prodotto può comprendere un numero così alto di differenti ambiti lavorativi al punto che risulta difficile individuare “il progettista”. In questo ambiente di progettazione concorrente, l’abilità di trasmettere idee da un gruppo all’altro è un fattore critico. La compattezza delle informazioni, inoltre, è parte essenziale della comunicazione effettiva. Tutti i disegni devono essere compresi da tutti gli utenti dei disegni stessi, senza tener conto dei ruoli all’interno del processo di progettazione. Per un disegnatore o per un progettista, la comunicazione delle esigenze progettuali di una parte, agli altri componenti del team, è ottenuta mediante la quotatura.

Tecniche di quotatura e tolleranze

441

Figura 9.2 Disegno costruttivo Un disegno costruttivo riporta rappresentazioni graﬁche, quote e annotazioni per deﬁnire completamente la parte.

Una parte completamente deﬁnita si compone di tre elementi: graﬁca, dimensioni e annotazioni (Figura 9.2). Le quote dipendono da simboli che sono un insieme specializzato di strumenti utilizzati per la comunicazione. La quotatura fornisce i dettagli vitali che non possono essere trasmessi attraverso i soli dettagli della rappresentazione.

9.2

Quote di grandezza e di posizione

Una parte o struttura ben quotata deve comunicare i requisiti di grandezza e di posizione relativi a ciascuna caratteristica geometrica. La comunicazione di tali requisiti è l’obiettivo fondamentale del dimensionamento. I progetti sono dimensionati sulla base di due criteri: 1. Quote di grandezza e di posizione delle caratteristiche geometriche. 2. Dettagli per la costruzione e la fabbricazione. L’unità di misura selezionata dovrebbe essere in accordo con la politica dell’utente. I disegni di costruzione e quel-

li architettonici utilizzano il metro o i suoi sottomultipli come unità di misura. Un disegno da utilizzare in un’industria manifatturiera americana, talvolta, presenta ancora tutte le dimensioni in pollici (Figura 9.2). In generale se le parti sono più lunghe di 72 pollici le dimensioni sono convertite in piedi e pollici. Quasi tutti i paesi al di fuori degli Stati Uniti impiegano, invece, il sistema metrico di misure o il Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura che è basato sul metro. Il sistema SI sta divenendo sempre più utilizzato anche negli Stati Uniti a causa della globalizzazione dei mercati e dell’esistenza di compagnie multinazionali. L’unità di misura metrica più comune impiegata sui disegni costruttivi in ambito meccanico è il millimetro (mm). L’identiﬁcazione puntuale delle unità di misura lineari non è richiesta se tutte le dimensioni sono espresse sul disegno in millimetri o in pollici. Il disegno dovrà, in ogni caso, contenere una nota che afferma TUTTE LE DIMENSIONI SONO IN MILLIMETRI (o POLLICI). Se il disegno è in millimetri un’alternativa è di usare la parola METRICO riportata nell’angolo alto a destra del disegno. Quando si riportano alcune dimensioni in pollici su un di-

442

CAPITOLO 9 127 5,00

127/5,00

(A) Metodo della posizione 25°15' 1,00 [25,4] 25°30'45" 5,00 [127] 2,50 [63,5] 25.6°

1,50 [38,1]

3,00 [76,2]

0°0'45"

ø 0,50 [12,7] (B) Metodo delle parentesi

Figura 9.3 Disegno che mostra le misure sia in millimetri sia in frazioni di pollice

segno quotato in millimetri, l’abbreviazione IN segue il valore espresso in pollici. Viceversa, se alcune dimensioni in millimetri sono riportate su di un disegno quotato in pollici deve essere usato il simbolo MM. Raramente un’azienda impiega un dimensionamento duale che consiste nell’uso sia di misure metriche sia in pollici sullo stesso disegno. Sebbene il più recente standard ASME non caratterizzi il dimensionamento duale (e tale pratica dovrebbe essere evitata), due metodi si possono presentare: posizione e parentesi. Il dimensionamento duale secondo posizione, mostrato nella Figura 9.3A presenta il valore in millimetri posizionato sopra quello in pollici separato dalla linea di misura. Il metodo secondo le parentesi, mostrato nella Figura 9.3B, presenta le quote in decimi di pollici in parentesi. Le quote angolari sono mostrate o in gradi decimali o in gradi, primi e secondi. Il simbolo usato per i gradi è °, quello per primi è ⬘, e per secondi è ⬘⬘. Laddove si speciﬁcano solo i primi e i secondi il numero dei primi e secondi è preceduto da 0°. La Figura 9.4 presenta esempi di unità angolari utilizzate per dimensionare angoli.

9.2.1

Terminologia

Esistono una serie di termini che rivestono grande importanza nelle tecniche di quotatura. Questi termini sono illustrati nella Figura 9.5 e si deﬁniscono come nel seguito:

Figura 9.4 Unità angolari Le quote angolari sono mostrate sia in gradi decimali sia in gradi, primi e secondi.

1. Quota: il valore numerico che definisce grandezza, forma, posizione e struttura superficiale di una caratteristica geometrica o feature. Generalmente il testo di una quota è alto 3 mm oppure 0.125⬘⬘, mentre lo spazio tra le linee di testo deve essere di 1,5 mm oppure 0,0625⬘⬘ (Figura 9.6). Nel dimensionamento metrico, quando il valore è minore di uno, si utilizza lo zero prima del punto previsto per i decimali. Nel dimensionamento in pollici, invece, quando il valore è minore di uno, non si utilizza lo zero prima del punto previsto per i decimali. 2. Quota di base (quota esatta): un valore numerico che definisce grandezza, posizione, profilo o orientamento teoricamente esatto di una caratteristica relativo a un sistema di coordinate stabilito per mezzo di riferimenti. In un disegno sono indicate con il valore numerico racchiuso all’interno di un riquadro rettangolare. Le quote esatte non hanno tolleranze. Esse localizzano la geometria perfetta di una parte mentre la variazione geometrica consentita o tolleranza geometrica viene descritta in un riquadro di controllo della feature. 3. Quota di riferimento (quota ausiliaria): un valore numerico racchiuso tra parentesi che rappresenta solo un’informazione che non deve essere direttamente usata nella fabbricazione della par-

Tecniche di quotatura e tolleranze Linea di misura

9 Limiti dimensionali Simbolo 11 di diametro

2,510 2,490

Linea di estensione 6 o di riferimento

0,50

Linea guida 8 (direttrice)

ø 0,50 1

443

Simbolo di raggio

R 0,75

Quota 10

Quota con scostamenti

(2,00) +0,032 1,250 –0,010 5

Freccia

0,50

7 Separazione visibile

Quota 2 di base

SU TUTTE LE QUOTE ±0,05 SE NON DIVERSAMENTE PRECISATO

Quota ausiliaria

Figura 9.5 Elementi importanti di un disegno quotato

ALTEZZA DEL TESTO 0,125⬘⬘ 2,000

A B

0,500

Usare linee guida per disegni a mano 0,375

0,125

Quote in frazioni di pollice

ALTEZZA DEL TESTO 3 mm 50,8

A B

12,7

Usare linee guida per disegni a mano

9,5

0,95

Quote in millimetri

Figura 9.6 Altezza del testo e standard usati per la quotatura in pollici e in millimetri

te. Una quota di riferimento è una grandezza calcolata, senza tolleranza, usata per mostrare la grandezza progettuale prevista di una parte. I disegni che si riferiscono a normative più vecchie possono presentare la dicitura REF posizionata vicino alla quota di riferimento anziché utilizzare le parentesi. 4. Linea di quota: una sottile linea continua che mostra l’estensione e la direzione di una quota. Le linee di quota sono interrotte per consentire l’inserimento dei valori di quota. 5. Frecce: simboli posizionati alle estremità delle linee di quota per mostrare i limiti della dimensione, delle direttrici (leader) e delle linee dei piani di sezione. Le frecce sono uniformi in grandezza e stile, senza tener conto della grandezza del disegno. Le frecce sono normalmente lunghe 3 mm (1/8⬘⬘) e dovrebbero essere larghe un terzo della loro lunghezza. La Figura 9.7 presenta le dimensioni usate per rappresentare a mano una freccia. Le estremità delle frecce sui disegni costruttivi, sono rappresentate da curve a mano libera e possono essere piene, chiuse o aperte come è riportato nella ﬁgura. 6. Linea di riferimento: una linea sottile e continua, perpendicolare alla linea di quota che indica quale caratteristica è associata con la quota.

444

CAPITOLO 9 3 mm o 0,125⬘⬘

Piena

Chiusa

Aperta

Figura 9.7 Rappresentazione della punta di freccia Le frecce sono lunghe tre volte la loro larghezza.

7. Distacco visibile: un distacco visibile di circa 1 mm (1/16⬘⬘) deve essere presente tra l’angolo formato dalle caratteristiche geometriche e l’estremità della linea di riferimento. 8. Linea direttrice: una linea sottile continua utilizzata per indicare la caratteristica a cui una dimensione, una nota o un simbolo è associata. Le linee direttrici sono generalmente costituite da un segmento di retta disegnato con un’angolazione tale da non risultare né orizzontale né verticale. Le linee direttrici si completano con una freccia di estremità che va a contatto con la parte o con il dettaglio. Dalla parte opposta alla freccia la linea direttrice si completa con un breve tratto orizzontale (lungo 3 mm ovvero 0,125⬘⬘). Il testo si estende a partire da questo tratto in maniera che la sua altezza sia centrata rispetto al tratto stesso. Due o più direttrici adiacenti devono essere disegnate parallele tra loro. 9. Dimensioni limite: le dimensioni massima e minima, ritenute accettabili, di una caratteristica geometrica. Per gli elementi esterni o alberi, il valore della dimensione limite massima, espressa come la dimensione relativa alla condizione di massimo materiale (Maximum Material Condition, MMC) è posizionata al di sopra della dimensione limite minima, espressa come dimensione relativa alla condizione di minimo materiale (Least Material Condition, LMC). Questa doppia indicazione esprime la tolleranza, relativa alla caratteristica geometrica, basata sui limiti dimensionali. Per gli elementi interni o fori la condizione di massimo materiale (MMC) individua la dimensione limite minima, mentre la condizione di minimo materiale (LMC) individua la dimensione limite massima.

10. Scostamento superiore e inferiore (extra dimensione: la variazione positiva e negativa ammessa per la dimensione speciﬁcata. I valori degli scostamenti superiore e inferiore possono essere uguali oppure no. 11. Simbolo di diametro: un simbolo che precede un valore numerico per indicare che la dimensione associata si riferisce al diametro di un cerchio. Il simbolo utilizzato è la lettera greca ␾. 12. Simbolo di raggio: un simbolo che precede un valore numerico per indicare che la dimensione associata si riferisce al raggio di un cerchio. Il simbolo di raggio è la lettera maiuscola R. 13. Tolleranza: l’entità della variazione ammessa per una data dimensione. Tutte le dimensioni (a eccezione di quelle ausiliarie) hanno una tolleranza associata. Una tolleranza può essere espressa per mezzo delle dimensioni limite, degli scostamenti superiore e inferiore o per mezzo di una nota generale. La tolleranza è la differenza tra la dimensione limite massima e minima. 14. Riferimento: un punto teoricamente esatto usato per il dimensionamento guidato da tabella (tabular) (si veda la Figura 9.11). Si confronti il Paragrafo 9.12 per il signiﬁcato di riferimento nel contesto del dimensionamento geometrico e tolleranze. 9.2.2

Concetti di base

La larghezza complessiva di una parte o di una struttura ovvero il diametro di un foro può dare luogo a quota di grandezza (Figura 9.8). Una quota di posizione, invece, può essere quella relativa alla distanza tra lo spigolo di un oggetto e il centro di una caratteristica geometrica. Il criterio base è il seguente: “quale informazione è necessaria per fabbricare o costruire l’oggetto?”. Per esempio, chi provvede alla fabbricazione di un foro dovrebbe conoscere il diametro del foro, la posizione dell’asse del foro e la sua profondità. Queste tre dimensioni descrivono il foro con dettagli sufﬁcienti afﬁnché la parte che lo contiene possa essere lavorata alle macchine utensili. La quotatura non deve mai essere eccessiva, senza duplicazioni o esecuzioni in modi alternativi. Per esempio, se il diametro di un foro è dato nella vista anteriore, non deve essere dato nuovamente nella vista dall’alto o nelle viste laterali. Un’altra quotatura eccessiva è quella che si riferisce al raggio del foro quando ne è già noto il diametro. L’informazione relativa al raggio non aggiunge nulla alla conoscenza della parte ma può produrre confusione piuttosto che aiuto.

Tecniche di quotatura e tolleranze

Grandezza (D)

■

Grandezza (W)

Grandezza (H)

Posizione

ø Grandezza

Figura 9.8 Le quote di grandezza e di posizione sono utilizzate per descrivere la fabbricazione delle parti.

9.2.3 ■

Quote di grandezza

Orizzontale: la distanza da sinistra verso destra, relativamente al foglio da disegno. Nella Figura 9.9, la larghezza è l’unica dimensione orizzontale. Verticale: la distanza dall’alto al basso relativamente al foglio da disegno. Nella Figura 9.9, l’altezza e la profondità sono entrambe dimensioni verticali, anche se si trovano in direzioni diverse sulla parte.

Profondità

■

Diametro: la distanza tra due punti appartenenti a una circonferenza misurata passando per il centro della circonferenza stessa. Una quota diametrale si impiega solo su cerchi interi oppure su quelli che superano la metà del cerchio intero. Raggio: la distanza dal centro di un arco a un punto qualunque dell’arco; di solito si impiega per archi la cui lunghezza è minore della metà del cerchio intero. Nella Figura 9.9, il RAGGIO punta all’esterno dell’arco, anche se la distanza è misurata a partire dal centro, e si riferisce all’interno. I punti ﬁnali dell’arco sono tangenti alle linee orizzontali e verticali, e individuano un quarto di circonferenza. Ciò è sottinteso e quindi non occorre sottolinearlo. Qualora il raggio non fosse posizionato in questo modo, allora si deve localizzare l’effettivo centro del raggio.

9.2.4 ■

Larghezza

■

445

Quote di posizione e di orientamento

Posizione orizzontale: nella Figura 9.10, le quote A e D sono quote di posizione orizzontali che localizzano la sommità della superficie inclinata. La quota A comprende la somma del raggio dell’arco e del segmento orizzontale. La misura A è presa parallela alla linea di quota. La quota D è, invece, la misura della superficie inclinata ma non coincide con la reale lunghezza della linea. E’, piuttosto, la distanza tra gli estremi della superficie misurata orizzontalmente. Tale distanza è talvolta anche chiamata “valore delta X”, o “variazione nella direzione X”. La quota C misura la posizione orizzontale del centro del cerchio e dell’arco. Posizione verticale: la quota B nella Figura 9.10 individua la posizione verticale dell’asse del foro. Per localizzare un foro, le quote devono riferirsi sempre alla posizione del suo asse piuttosto che alle sue generatrici. Tutte le caratteristiche circolari devono essere individuate per mezzo dei loro centri. Angolo: la quota angolare nella Figura 9.10 fornisce l’angolo tra il piano orizzontale e la superficie inclinaA

Ango

Altezza

R Raggio

ø Diametro Figura 9.9 Le quote evidenziano la grandezza delle caratteristiche, quali l’altezza e la profondità della parte e il diametro del foro

Figura 9.10 Le quote evidenziano la posizione e l’orientamento delle caratteristiche, come per esempio la posizione dell’asse del foro

446

CAPITOLO 9

ta. La misura dell’angolo può essere rilevata rispetto ad altre direzioni, utilizzando, come riferimento, qualsiasi superﬁcie misurabile. 9.2.5

Quotatura in coordinate

L’avvento della fabbricazione assistita dal calcolatore ha reso più frequente l’uso della quotatura in coordinate cartesiane. Nel sistema di quotatura in coordinate cartesiane, una linea base (o linea di riferimento) viene ﬁssata per ciascuna direzione cartesiana e tutte le quote risultano precisate rispettando queste linee. Le quote possono esse-

9.2.6 Superficie di riferimento per le quote verticali (Y)

Superficie di riferimento per le quote orizzontali (X)

re apposte sia con linee di misura complete di frecce (Figura 9.11) o senza linee di misura (Figura 9.12). Tutte le quote sono speciﬁcate come distanze X e Y misurate da un’origine solitamente posta a sinistra nell’angolo più basso della parte. L’origine è identiﬁcata ponendo X e Y pari a zero (0). Il dimensionamento relativo deve essere usato con cautela per l’accumulo di tolleranza che produce (si veda il paragrafo sulle tolleranze in questo capitolo). La quotatura in coordinate, mediante tabella, richiede l’etichettatura di ciascuna caratteristica geometrica con una lettera e prevede la raccolta delle informazioni sulla misura e sulla posizione in una tabella, come mostrato nella Figura 9.12. Nella Figura 9.13, le quote in coordinate mediante tabella sono usate con l’origine collocata su una feature esistente (l’asse del foro A4). Le quote sono riportate in tabella e i fori sono etichettati. Le caratteristiche geometriche come il foro A2, situate a sinistra dell’origine o sotto, presentano valori negativi.

Origine (0,0)

30 45 75

Tecniche uniﬁcate

Il principio guida per quotare un disegno è la chiarezza. Per promuoverla, gli enti di normalizzazione come ISO e ANSI hanno sviluppato regole uniﬁcate per apporre le quote sui disegni.

100

Figura 9.11 Una parte quotata secondo il sistema di quotatura in coordinate avente origine nell’intersezione di due superﬁci di riferimento

Simbolo

Diametro foro 20 10

Collocamento Il collocamento della quota dipende dallo spazio disponibile tra le linee di riferimento. Quando lo spazio lo consente, le quote e le frecce sono disposte tra le linee di riferimento, come mostrano le Figure 9.14A ed E. Quando vi è spazio per il valore numerico ma non per le frecce, il valore è posto tra le linee di riferimento e le frecce sono poste al di fuori di esse, come mostrano le Figure 9.14B e F. Quando vi è spazio per le frecce ma non per il valore numerico, le frecce sono poste tra le linee di riferimento

90 A 60

A 40

B2 B3

A5 A3

Foro Y Dia. X 2,00 ø0,50 A1 –1,00 A2 –1,00 – 0,50 ø0,50 1,10 – 0,50 ø0,50 A3 0 0 A4 ø0,50 0 3,38 A5 ø0,50 3,38 2,62 ø0,50 A6 1,50 2,62 ø0,50 B1 1,50 1,50 ø0,50 B2 2,88 1,50 ø0,50 B3

0 0

100

Figura 9.13 Figura 9.12 Sistema di quotatura in coordinate. Nella tabella è riportato il diametro dei fori

Sistema di quotatura in coordinate con l’origine coincidente con il centro del cerchio A4 anziché con l’intersezione, in basso a sinistra, dei lati della ﬁgura

Tecniche di quotatura e tolleranze E

.125

2.000

A .500

6 mm MIN, ( 1" )

4 10 mm MIN, ( 3" ) 8

447 Circa 2mm

.500 .375 2.000

.375

.125

Distacco visibile Dimensionamento in pollici E

0.95 50.8

Figura 9.15

12.7 B

12.7

9.5 50.8

9.5

0.95 Dimensionamento in millimetri

Figura 9.14 Posizionamento del testo della quota La pratica uniﬁcata per il posizionamento delle quote dipende dallo spazio disponibile.

Spaziatura minima delle linee di quota La tecnica uniﬁcata per la spaziatura delle quote è di 10 mm dalla vista e di 6 mm tra le linee di quota.

9.15. La spaziatura minima tra le quote è di 6 mm (1⁄4′′). Questi valori possono essere aumentati quando lo si ritiene appropriato. Occorre, inoltre, assicurare un distacco visibile tra una linea di riferimento e la caratteristica alla quale essa si riferisce. Le linee di riferimento dovrebbero estendersi circa 2 o 3 mm (1⁄8′′) oltre l’ultima linea di quota.

mentre il valore è posto al di fuori di esse e adiacente alla linea di riferimento, come mostrano le Figure 9.14C e G. Quando lo spazio è troppo piccolo sia per le frecce sia per il valore numerico, entrambi sono posti al di fuori dalle linee di riferimento, come appare nelle Figura 9.14D e H.

Raggruppamento Le quote dovrebbero essere raggruppate per apparire uniformi come mostra la Figura 9.16. In generale, non si devono usare le linee dell’oggetto come elementi della quota (Figura 9.16B). Dove sono presenti molte dimensioni parallele tra loro, i valori dovrebbero essere raggruppati, in maniera alternata, come mostra la Figura 9.17.

La spaziatura La distanza minima dall’oggetto alla prima quota è di 10 mm (3⁄8′′), come appare nella Figura

Linee di riferimento Le linee di riferimento sono usate per associare una quota a una o più caratteristiche e sono

130.00 40.00

50.00

130.00 40.00

50.00

(A) Sì

(B) No!

Figura 9.16 Raggruppamento di quote Nella pratica uniﬁcata, le quote su un disegno sono raggruppate. Non bisogna usare le linee dell’oggetto come linee di estensione per una quota.

448

CAPITOLO 9 68

55 45

58 41

50 30

20 30

ø 40 ø 150 ø 75 ø 20 ø 100 ø 50 2.5 5.0 12.5

Figura 9.18 Figura 9.17 Raggruppamento del testo delle quote La pratica generale è di raggruppare le quote che presentano testi tra loro paralleli.

di solito perpendicolari alle linee di quota a esse associate. Laddove lo spazio è limitato, le linee di riferimento possono essere tracciate inclinate di un certo angolo, come mostra la Figura 9.18. In tal caso le linee di riferimento devono essere parallele mentre le linee di quota devono essere tracciate nella direzione alla quale si riferisce la misura. Laddove è possibile, le linee di riferimento non dovrebbero intersecare né le linee di quota né le altre linee di riferimento. Quando le linee di riferimento incrociano le linee dell’oggetto o altre linee di riferimento, esse non dovrebbero essere interrotte. Viceversa, quando le linee di riferimento incrociano o si trovano in prossimità dell’estremità di frecce, allora dovrebbero essere interrotte per lasciar posto alle estremità delle frecce (Figura 9.19). Quando si effettua la quotatura del centro di una feature, la linea d’asse della stessa feature è usata come linea di estensione o riferimento (Figura 9.20A). Quando si localizza un punto mediante linee di estensione, queste si intersecano nel punto stesso (Figura 9.20B). Lunghezze e superfici limitate Se una lunghezza o una superficie limitate (come per esempio la porzione zigrinata di un albero) necessitano di ulteriori dettagli, è possibile definirne i limiti mediante una linea d’asse. La linea d’asse viene tracciata parallelamente alla superficie da definire. Se ci si riferisce a una superficie di rivoluzione, è suffi-

Inclinazione delle linee di estensione L’inclinazione delle linee di estensione è ammissibile quando lo spazio è limitato.

ciente apporre la linea da un solo lato (Figura 9.21 A). Quando la superficie viene definita nella vista ottenuta secondo una linea di vista normale alla superficie stessa, l’area contenuta dalla linea d’asse risulta campita (Figura 9.21B). Le quote vengono aggiunte per definire la lunghezza e la posizione della superficie, a meno che la linea d’asse non ne indichi chiaramente la posizione e l’area.

Interruzione delle linee di estensione in corrispondenza delle frecce

13 10 8

13 26 39

Linea non interrotta

Figura 9.19 Tecnica di tracciamento delle linee di estensione Le linee di estensione non dovrebbero intersecarsi con le linee di quota; le prime risultano non interrotte quando incrociano l’oggetto o altre linee di estensione mentre risultano interrotte quando incrociano le frecce.

Tecniche di quotatura e tolleranze Linee d’asse usate come linee di estensione

449

Orientamento Tutte le quote e le note di testo devono essere orientate in modo da poterle leggere “dal basso” del disegno, relativamente al suo formato. Questa modalità è detta quotatura unidirezionale (Figura 9.22). Il metodo dell’allineamento della quotatura può essere usato nei vecchi disegni o nei disegni architettonici, ma non è approvato dalle attuali uniﬁcazioni ANSI. Le quotature allineate presentano il testo disposto parallelamente alla linea di quota, con le quote verticali orientate in modo da poterle leggere dalla destra del foglio da disegno.

25 (A)

2.00

1.00

2.00

1.00

2.00 1.00

(B)

Metodo unificato unidirezionale (ANSI)

Metodo unificato dell’allineamento

Figura 9.20 Il centro di una caratteristica, quale un foro, viene posizionato utilizzando l’estensione delle linee d’asse come linee di estensione per la quota. Le linee di estensione possono anche incrociarsi per individuare un punto teorico.

Figura 9.22 Metodo unidirezionale e metodo dell’allineamento Il metodo unidirezionale di posizionare il testo è la pratica corrente uniﬁcata ANSI, meentre quello dell’allineamento è previsto dalle norme UNI-ISO. 10

ZIGRINATURA AL DIAMANTE 20 LUCIDATURA

Posiziona un’etichetta in quest’area (A)

(B)

Figura 9.21 Linea per indicazione di superﬁcie o zone oggetto di particolari prescrizioni (A) Un’area limitata o una lunghezza limitata è indicata con linea tratteggiata. (B) Un’area limitata è indicata, nella vista normale, con una linea tratteggiata e una campitura.

450

CAPITOLO 9

(A) No!

ø10

(B) Sì

Figura 9.23 Quota posizionate all’esterno della vista Le quote devono essere posizionate all’esterno della vista, a meno che non sia necessario fare il contrario per maggiore chiarezza.

Quotatura della vista Le quote devono essere tenute al di fuori dei conﬁni delle viste, dovunque sia possibile (Figura 9.23B). Le quote possono essere poste all’interno dei conﬁni della vista qualora le linee di riferimento o le linee direttrici risultassero troppo lunghe o la chiarezza del disegno risultasse aumentata. Quotature fuori scala I disegni sono sempre tracciati in scala e tale scala è riportata nel riquadro delle iscrizioni. Se fosse necessario includere una quota che non risulta nella stessa scala, il testo della quota fuori scala deve essere sottolineato con un segmento di retta, di spessore grosso, posto direttamente sotto il testo della quota, come mostrato nella Figura 9.24. Nei disegni più datati, le lettere NTS (Not To Scale) sono poste vicino alle quote fuori scala.

610

Figura 9.24 Quote fuori scala La quota fuori scala è indicata tracciando una linea sotto il testo della quota.

Figura 9.25 Utilizzo del simbolo ⫻ per la quotatura di caratteristiche ripetute

Caratteristiche ripetute Il simbolo ⫻ viene usato per indicare quante volte una caratteristica deve essere ripetuta. Il numero delle ripetizioni, seguito dal simbolo ⫻ e da uno spazio, precede il testo della quota. Per esempio, nella Figura 9.25, 4 ⫻ φ 10 signiﬁca che vi sono 4 fori di diametro 10 mm. Si noti che il simbolo ⫻ può anche essere usato per indicare il simbolo di moltiplicazione, nella quotatura di cave ottenuta mediante il prodotto “larghezza per lunghezza”, come nella Figura 9.30. Quando il simbolo ⫻ è usato per entrambi gli scopi nello stesso disegno, bisogna prestare attenzione per evitare confusione.

9.3

Quotatura dei dettagli

I fori di solito sono quotati nella vista che descrive al meglio la forma del foro stesso. Per i diametri, il simbolo φ deve precedere il valore numerico. Quando i fori sono quotati mediante una linea direttrice, questa deve essere radiale (Figura 9.26), ovvero deve attraversare il centro di un cerchio o di un arco. Alcuni simboli vengono impiegati per la lamatura, l’allargatura e per la svasatura dei fori. Questi simboli devono precedere sempre il simbolo del diametro (Figura 9.27) mentre il simbolo di profondità va apposto per indicare la profondità di un foro e ne precede il valore numerico. Quando si specifica la profondità di un foro cieco il valore indicato si riferisce alla profondità del foro relativa al diametro massimo e non al vertice del tronco di cono di estremità (Figura 9.28). Quando uno smusso o una svasatura sono realizzati in corrispondenza di una superficie curva, il diametro si riferisce al diametro minimo dello smusso o della svasatura del foro. Se la profondità di una lamatura non è fissata, essa sarà tale da assicurare il diametro del foro richiesto mediante l’asportazione del-

Tecniche di quotatura e tolleranze

451

ø 30

ø 40 (corretto)

ø 40 (errato) Figura 9.26 Linee direttrici radiali Le linee direttrici utilizzate per quotare i fori devono essere radiali.

Simbolo di svasatura

Simbolo di allargatura o lamatura

Simbolo di diametro

Figura 9.28

Simbolo per forma quadrato

Simbolo di profondità

Quotatura di un foro cieco La profondità di un foro cieco si riferisce alla parte di foro avente diametro massimo. 90°

ø 10 ø 20 X 90° ø 10 ø 20

30°

ø 10 ø 20

ø 40

2 45°

ø 40

2 X 45° o 2X2

Smussi interni

Figura 9.29 Foro allargato

Foro svasato

Foro lamato

Figura 9.27 Simboli per operazioni di foratura I simboli utilizzati per descrivere le operazioni di foratura precedono sempre il simbolo del diametro.

Quotatura degli smussi Gli smussi sono quotati mediante un angolo e una distanza lineare oppure mediante due quote lineari.

la quantità minima di materiale. Gli smussi sono quotati assegnando un angolo e una dimensione lineare oppure due dimensioni lineari (Figura 9.29). Gli smussi a 45 gradi possono essere speciﬁcati in una nota. Le cave possono essere quotate in differenti modi a seconda dell’uso a cui sono destinate. Le diverse modalità di quotatura delle cave sono indicate nella Figura 9.30.

452

CAPITOLO 9 40

Unificazione corrente secondo ASME Y 14.5–1994

Unificazione precedente

ø 12

DIA

ø 12

2 X R5

DIA 12

ø 12 D

ø 12

ø 12 DIA

30 2 X R5 Quote diametrali

(A)

(B)

Quote diametrali

ø 12 THRU

ø 12 10 X 40 2 X R5 (C)

Foro passante

(D)

Foro passante

ø 12

⫻ 3 DP

Figura 9.30

Quotatura delle cave Numerosi metodi sono possibili per quotare le cave.

Foro cieco, profondità 3

ø6 ø 12

(E)

ø6 ø 12

(F) Foro cieco, profondità 3

ø 6 DIA

THRU C'BORE 12 DIA ⫻ 8 DP

THRU SP FACE 12 DIA

ø 16 Allargatura

Lamatura (G)

ø6 ø 12

Allargatura (H)

Lamatura

ø6 THRU C'SINK 82 TO 12 DIA

⫻ 82°

Cava nell'albero

ø 16

Foro svasato

Foro svasato (I)

(J)

17,7

Figura 9.32 Riepilogo dei simboli uniﬁcati ASME per la quotatura, sia correnti che precedenti Cava nel mozzo

Figura 9.31 Metodo uniﬁcato per quotare sedi di chiavette e linguette su alberi e mozzi

Tecniche di quotatura e tolleranze

Le cave per chiavette e linguette, che sono dispositivi di collegamento, presentano alcuni problemi insoliti. La Figura 9.31 mostra il modo corretto per quotarle. La profondità della cava stessa non è quotata perché, una volta realizzata la cava, non esiste più la superficie iniziale di riferimento per la profondità. Inoltre, le quote sono unilaterali: per la cava sull’albero, la quota rappresenta un valore minimo; per la cava sul mozzo, la quota rappresenta un valore massimo. Ciò per garantire il gioco desiderato tra le caratteristiche una volta inserita la chiavetta o linguetta. La Figura 9.32 mostra alcuni metodi di quotatura utilizzati per differenti caratteristiche geometriche. Nella colonna a sinistra sono riportate le descrizioni secondo la norma ASME Y 14.5-1994. La colonna a destra mostra alcune delle più comuni indicazioni di quotature usate in precedenza. Lo stile ASME conferisce molta fiducia nei simboli, usando pochissime parole inglesi. Lo stile usato in precedenza si basava su parole e descrizioni. La difficoltà nell’uso di queste note sta nel fatto che esse sono soggette a interpretazione e possono non essere facilmente tradotte in altre lingue. È importante, in ogni caso, avere familiarità anche con i vecchi metodi di quotatura poiché esistono ancora oggi molti disegni sviluppati con quei metodi.

9.3.1 Uso di diametri e raggi Se è necessario quotare un cerchio intero o un arco maggiore di un semicerchio, è da preferirsi l’uso del diametro, preceduto dal simbolo di diametro, che è la lettera greca φ. Se l’arco è inferiore al semicerchio, è da preferirsi il raggio, preceduto dalla lettera R. E’ preferibile quotare i cerchi concentrici nelle viste longitudinali quando ciò è possibile (Figura 9.33). Come stabilito in precedenza, i raggi sono quotati con il simbolo R che precede il valore numerico. La linea di quota per i raggi sarà caratterizzata da una singola freccia che risulta a contatto con l’arco. Quando vi è spazio sufficiente, la quota è posta tra il centro del raggio e la freccia (Figura 9.34). Quando invece lo spazio è limitato, si usa una linea direttrice radiale. Quando un arco non è chiaramente definito dalla condizione di tangenza con altre caratteristiche dell’oggetto già quotate, il centro dell’arco deve essere contrassegnato mediante una piccola croce (Figura 9.34). Viceversa il centro non è contrassegnato se l’arco è tangente ad altre superfici completamente definite. Inoltre, se il centro di un arco interferisce con un’altra vista o risulta esterno all’area di disegno, si possono usare le linee di quota interrotte (Figura 9.35). Quando un raggio è quotato in una vista in cui non compare nella sua

68 58 50 40 20

ø 40 ø 150 ø 75 ø 100 ø 50 ø 20

Figura 9.33 Quotatura di cerchi concentrici I cerchi concentrici sono quotati nella vista longitudinale.

453

454

CAPITOLO 9

R 40 R 10

R 46

Figura 9.34 Quotatura di archi Archi inferiori a mezza circonferenza devono essere quotati come raggi, con il simbolo R che precede il valore della quota.

R 92 85

110

Figura 9.35 Linee direttrici interrotte Le linee direttrici interrotte vengono talvolta usate per la quotatura di archi di grande dimensione.

forma reale (come nella Figura 9.36), la parola VERO precede il simbolo del raggio. Un raggio sferico, come per la parte ﬁnale di un pomo sferico, è invece quotato con il simbolo SR che precede il valore numerico. I metodi precedenti la norma ASME Y 14.5-1994 rispondevano a simili esigenze, ma l’abbreviazione DIA (talvolta solo D) era usata al posto del simbolo del diametro. Non è insolito constatare che appaiono i termini “DRILL” oppure “DRILL & REAM” (forare e alesare) al posto di DIA. Tuttavia, quei termini speciﬁcano come una parte deve essere lavorata mentre la norma ASME stabilisce che affermare i metodi di fabbricazione dovrebbe essere evitato (si veda l’articolo 6 nel paragrafo 9.4.2). 9.3.2

Il diametro viene speciﬁcato sia per fori passanti, sia per quelli ciechi. I fori ciechi sono quelli che non attraversano il pezzo. Se il foro non è passante, la profondità deve essere speciﬁcata, preceduta dal simbolo di profondità (Figura 9.32E e F). Se i fori sono sprovvisti della dichiarazione di profondità devono essere considerati passanti (Figura 9.32C e D). In precedenza, alla quota di profondità si aggiungeva DEEP o DP. Per i fori che attraversavano completamente il pezzo, si usava il termine THRU. 9.3.3

Figura 9.36 Si utilizzi la parola VERO qualora l’arco sia quotato in una vista in cui non appare nelle reali dimensioni.

Fori con allargatura

Il simbolo dell’allargatura viene posto davanti a quello del diametro mentre la profondità dell’allargamento è indicata mediante il simbolo di profondità. Se la profondità viene dichiarata si tratta di un’allargatura dell’estremità del foro; viceversa si tratta di una spianatura o lamatura. La nota completa mostra il diametro del foro passante, seguito dal diametro dell’allargamento e poi dalla profondità dell’allargamento stesso (Figura 9.32G). In precedenza al simbolo del diametro veniva aggiunto il termine C’BORE oppure COUNTERBORE e la profondità era contrassegnata con DEEP o DP. 9.3.4

VERO R 50

Fori passanti e fori ciechi

Lamature

Le lamature o spianature prevedono le stesse specifiche dell’allargatura, a eccezione della profondità che può essere omessa; ciò implica che la lavorazione sia estesa a una superficie confrontabile con il diametro dato e che coinvolga la profondità minima necessaria per creare una superficie piana (Figura 9.32G). Anche la tecnica utilizzata in precedenza prevedeva le stesse descrizioni descritte, impiegando però i termini S’FACE o SPOTFACE.

La progettazione nell’industria Le reti aziendali (extranet) coordinano i progetti di ingegneria nel mondo Durante gli anni ’90 l’industria scoprì la potenza dell’uso di Internet per comunicare con il pubblico su vasta scala. La fine del decennio vide le aziende scoprire il potere di portare i servizi di tipo Internet, via Web, ai lavoratori all’interno delle loro società, usando reti aziendali interne (Intranet). L’inizio del XXI secolo vede l’affermazione di reti aziendali esterne (Extranet) che si stanno affermando come la prossima rivoluzione nelle attività industriali basate su reti. Extranet fornisce i mezzi per selezionare gruppi di attività che usino Internet per collegare le reti Intranet delle società. Un buon esempio di questo principio è il progetto basato su reti aziendali esterne usato per aiutare a dirigere grandi costruzioni e progetti d’ingegneria . Usando navigatori Web e i relativi plug-in, gli utenti possono usare un’Extranet per accedere agli archivi centralizzati di disegni CAD di progetto e di modelli. In aggiunta al materiale generato dai normali sistemi CAD, l’archivio può contenere anche acquisizioni mediante scanner di schizzi eseguiti a mano, fotografie, animazioni, video e modelli VRML. Questo archivio centrale è gestito da potenti base dati accessibili via Web da tutto il mondo. Spesso un software dedicato agisce in sovrapposizione, sulla base dati, per controllarne l’accesso, l’immissione e l’emissione, nonché la modifica delle informazioni esistenti. Visti i potenziali benefici dell’avere una base dati centralizzata di informazioni ma accessibile universalmente, non è una sorpresa che più di 100 compagnie offrano correntemente servizi di progettazione basati su Extranet. Questi servizi sono offerti sotto diverse forme. Alcuni sono basati su sottoscrizioni che addebitano costi in base al tempo speso sul sistema, allo spazio usato, o a una combinazione delle due modalità. Questi servizi, offerti da compagnie come BidCom, InSite e BricsNet, immagazzinano le raccolte di progetti su un server centrale e forniscono le necessarie infrastrutture software e hardware. Tutto ciò richiede investimenti e tempi di avvio minimi alle aziende che necessitano di servizi di progetto basati su Extranet. Altri fornitori di progetti propongono servizi gratuiti, di solito collegati ad annunci pubblicitari o all’uso di software CAD specifici. Un’ulteriore alternativa per la società è di comperare un proprio progetto software basato suExtranet, come il ProjectWise della Bentley Systems, o l’Active Project della Framework Technologies. Attraverso l’acquisto e la gestione del servizio Extranet le aziende detengono il completo controllo e la sicurezza sui loro file di progetto. Il livello d’investimento e le competenze necessarie per mantenere la propria Extranet dipende dal numero e dalla forma dei progetti controllati simultaneamente. Oggi, a questo punto, sono generalmente le società più grandi che avviano un proprio progetto basato su Extranet. Project Wise è stato scelto da Burns & Roe come metodo di controllo di documenti di ingegneria e di condivisione con i

loro relativi uffici nazionali. La società ha quasi 100 progetti in corso e più di 20 000 documenti sono stati archiviati a uso degli ingegneri della società stessa. Per i progetti si possono usare sia nuovi disegni basati su sistema CAD sia le scansioni di vecchi disegni eseguiti su carta e precedenti il CAD. Con il tempo, molti di questi disegni su carta potranno essere integrati cosi come sono negli archivi CAD o essere convertiti in disegni vettorializzati. Una caratteristica decisamente utile nel ProjectWise e in altri software di progettazione basati su Extranet è l’abilità di bloccare agli altri membri l’accesso a un documento già in corso di utilizzo. Un software interattivo permette di assegnare i diritti di accesso (differenziati da colori personali) a molti utenti. Tutti questi utenti contrassegnano lo stesso documento principale e possono visualizzare le annotazioni mentre sono create da altri membri della squadra. Muovendosi oltre i disegni tradizionali, le Extranet permettono di condividere quasi in tempo reale le fotografie e i video dei cantieri, risparmiando agli assistenti tecnici il tempo delle visite sul luogo. Queste immagini accoppiate con email, chat, collegamenti per video conferenze permettono la risoluzione quasi immediata di problemi e di domande. Guardando al futuro, i software di progettazione basati su Extranet e le aziende ospiti cercano di legare i propri software a tutte le funzioni delle aziende che effettuano progettazione e fabbricazione. Un’estensione naturale sarà di sostenere l’offerta, sia nel progetto totale, sia nel fornire materiali e componenti ai progetti stessi. Il software di progettazione basato su Extranet continuerà a perfezionare l’interfaccia per essere sempre più in sintonia con le aziende che effettuano progettazione e fabbricazione. Tali software, a loro volta, aumenteranno il proprio livello di supporto a vari formati multimediali. Possiamo immaginare un tempo, nell’immediato futuro, in cui robot teleguidati invieranno filmati, mediante la tecnologia streaming, in diretta dal cantiere, direttamente all’ufficio degli ingegneri. Adattato da B.J. Novitski, Squadre di Costruzione, “Computer Graphics World”, aprile del 2000, pagine 34-40.

(Corstesia Bentley Systems Incorporated.)

455

456

9.3.5

CAPITOLO 9

Svasature 1,6 X 0,8

1,6

Il simbolo della svasatura va apposto insieme al diametro relativo alla svasatura ﬁnita, seguito dalla misura dell’angolo. La profondità non è data perché risulta più facile misurare il diametro (Figura 9.32I). In precedenza, insieme al diametro della svasatura ﬁnita, si usavano i termini C’SINK o COUNTERSINK.

ø .125

0,8 X 0,8

R 0,8

9.3.6

Filettature

Esistono unificazioni che si applicano direttamente a ciascuna filettatura. L’ANSI Y14.6 fornisce una descrizione completa di tutte le serie di filettature in pollici. Le annotazioni locali sono usate per identificare tipi e misure di filettatura (Figura 9.37). Per i fori filettati, la nota deve essere posta, come riportato nella figura, sulla vista in cui appare il profilo circolare. Per le filettature esterne la quota va apposta sulla vista in cui la filettatura appare longitudinalmente. 9.3.7

Scanalature

Due quote sono necessarie per una scanalatura, la larghezza e la profondità o il diametro. La Figura 9.38 mostra i più comuni metodi di quotatura di una scanalatura eseguita su di un albero. 9.3.8

Uniﬁcazioni introdotte dai costruttori

Nel corso degli anni numerose uniﬁcazioni sono state concepite dai costruttori per deﬁnire le misure di determi-

ø 6,4

Figura 9.38 Quotatura delle scanalature La quotatura delle scanalature richiede o la larghezza e la profondità oppure il diametro.

nati prodotti. Per esempio, il sistema Unified National Screw Threads è un sistema di calibri che si applica alle filettature. Esistono pochi altre calibri: per la lamiera metallica, per il filo metallico, per le lastre d’acciaio, e per le forme strutturali in acciaio. La Figura 9.39 mostra una tabella di calibri per lamiere. Per esempio, usando la tabella, una lamiera di metallo galvanizzato corrispondente al calibro numero 20 avrà uno spessore di 0,0396 pollici. Una lamiera unificata può essere quotata usando una direttrice e una nota.

9.4

.50–13 UNC–2 B

.50–13 UNC–2A

Figura 9.37 Utilizzo di una linea direttrice e di una nota per quotare le ﬁlettature

Tecniche di quotatura

La quotatura si esegue aggiungendo tutte le informazioni sulla grandezza e sulla posizione. Una tecnica di quotatura è chiamata quotatura del contorno perché i contorni o le forme dell’oggetto sono quotati nella loro vista più rappresentativa (Figura 9.40A). Per esempio, il raggio di un arco deve essere quotato dove appare come arco, non nella vista in cui appare una linea nascosta che deﬁnisce la sua estensione (Figura 9.40B). Una seconda tecnica di quotatura implica la scomposizione della parte nelle sue forme geometriche di base (Figura 9.41). Questo metodo è chiamato quotatura mediante scomposizione geometrica e si applica a oggetti costituiti da primitive geometriche quali prismi, cilindri e sfere, o dalle primitive derivate, come le semisfere o i cilindri negativi (fori). Questa tecnica è simile a quella usata per costruire un modello solido con sistema CAD, usando primitive geometriche. Per creare un cilindro con un modellatore solido, bisogna deﬁnire la sua altezza e il diametro. Anche per quotare un cilindro su un disegno

Tecniche di quotatura e tolleranze Calibri di riferimento per lamiere sottili in pollici Numero di riferimento lamiera sottile

Misura uniďŹ cata dai costruttori per lamiere in acciaio

Misura Birmingham per lamiere e anelli

15/0 14/0 13/0 12/0 11/0 10/0 9/0 8/0 7/0 6/0 5/0 4/0 3/0 2/0 1/0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2391 0,2242 0,2092 0,1943 0,1793 0,1644 0,1495 0,1345 0,1196 0,1046 0,0897 0,0747 0,0673 0,0598 0,0538 0,0478 0,0418

1,000 0,9583 0,9167 0,8750 0,8333 0,7917 0,7500 0,7083 0,6666 0,6250 0,5883 0,5416 0,5000 0,4452 0,3964 0,3532 0,3147 0,2804 0,2500 0,2225 0,1981 0,1764 0,1570 0,1398 0,1250 0,1113 0,0991 0,0882 0,0785 0,0699 0,0625 0,0556 0,0495 0,0440

Misura per lamiere galvanizzate

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1681 0,1532 0,1382 0,1233 0,1084 0,0934 0,0785 0,0710 0,0635 0,0575 0,0516 0,0456

Misura per lamiere in zinco

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 0,018 0,020 0,024 0,028 0,032 0,036 0,040 0,045 0,050 0,055 0,060

Numero di rifelamiera sottile

Misura uniďŹ cata dai costruttori per lamiere in acciaio

Misura Birmingham per lamiere e anelli

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 . . .

0,0359 0,0329 0,0299 0,0269 0,0239 0,0209 0,0179 0,0164 0,0149 0,0135 0,0120 0,0105 0,0097 0,0090 0,0082 0,0075 0,0067 0,0064 0,0060 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

0,0392 0,0349 0,03125 0,02782 0,02476 0,02204 0,01961 0,01745 0,01562 0,01390 0,01230 0,01100 0,00980 0,00870 0,00770 0,00690 0,00610 0,00540 0,00480 0,00430 0,00386 0,00343 0,00306 0,00272 0,00242 0,00215 0,00192 0,00170 0,00152 0,00135 0,00120 0,00107 0,00095 . . .

Misura per lamiere galvanizzate

0,0396 0,0366 0,0336 0,0306 0,0276 0,0247 0,0217 0,0202 0,0187 0,0172 0,0157 0,0142 0,0134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Misura per lamiere in zinco

0,070 0,080 0,090 0,100 0,125 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Figura 9.39 Tabella relativa ai calibri per lamiere sottili uniďŹ cate

No!

(A) Quotatura corretta

(B) Quotatura errata

Figura 9.40 Quotatura del contorno di una caratteristica La quotatura del contorno di una caratteristica deve essere effettuata nella vista che descrive al meglio la caratteristica stessa.

457

458

CAPITOLO 9

ø MISURA

Figura 9.42 Oggetto da quotare

L S

ø MISURA

S L

ø MISURA

S L

Figura 9.41 Tecnica di scomposizione geometrica La quotatura secondo la tecnica di scomposizione geometrica divide l’oggetto nelle sue primitive geometriche.

costruttivo, bisogna specificare la sua altezza e il diametro (Figura 9.41). Un problema comune nella quotatura è rappresentato dall’insufficienza di spazio disponibile per le quote. Questo accade quando si pone l’attenzione sulla definizione e la disposizione delle viste senza considerare le quote che saranno necessarie. Per evitare questo problema, si suggerisce di eseguire uno schizzo a mano libera della parte, completo delle viste e di tutte le quote nelle corrispondenti posizioni. Non è necessario riportare le quote reali ma solo lo schema, compresi i raggi e i diametri. Usando lo schizzo come guida per il disegno effettivo, lo spazio per le quote dovrebbe risultare sufficiente. 9.4.1

Il processo di quotatura

La Figura 9.42 è il disegno di una parte pronta per la quotatura. I seguenti punti descrivono il processo di aggiunta delle quote.

Fase 1. Nella vista anteriore, localizzare le estremità della superficie inclinata tracciando una linea di quota verticale distante 10 mm dallo spigolo destro dell’oggetto e una linea di quota orizzontale distante 10 mm dallo spigolo superiore dell’oggetto. Lasciate uno spazio in prossimità del centro delle linee di quota per il testo (se si utilizza un sistema CAD, fissare una griglia spaziata di 3 mm). Tracciate le frecce alle estremità delle linee di quota. Avendo cura di lasciare un piccolo spazio, tracciare le linee di riferimento dai vertici del contorno. Estendere queste linee approssimativamente per 2 mm oltre le linee di quota. Misurate le distanze e ponete i valori numerici negli spazi predisposti nelle linee di quota (Figura 9.43). Un altro modo di quotare la superficie inclinata è mostrato in basso nella figura. In questo metodo, si usa una delle due dimensioni di cui al punto 1 e un angolo per definire l’inclinazione. L’altra dimensione non è più necessaria, anche se potrebbe essere indicata come dimensione ausiliaria. Fase 2. Aggiungere le linee di quota per l’ingombro totale: altezza, larghezza e profondità. Le linee di quota per l’altezza e la larghezza sono collocate a 16 mm dalle linee dell’oggetto. Aggiungere il testo numerico a ogni dimensione. Fase 3. Successivamente localizzare il foro. Individuare il suo asse usando le linee di quota orizzontali e verticali. Estendere le linee centrali e usare l’angolo più basso a sinistra della parte, come punto di riferimento. Fase 4. Per quotare la grandezza di un foro, tracciate una linea direttrice radiale dal foro a una posizione conveniente e aggiungete un breve segmento orizzontale. Poiché non si aggiunge nessuna quota relativa alla profondità, il foro è passante.

Tecniche di quotatura e tolleranze

102 25,4

25,4

51 9,6

9,6

Fase 1

Fase 2

102

102 25,4

25,4

51 25,4

9,6

25,4

9,6

19,1

Fase 4

Fase 3

25,4

30°

Metodo alternativo

Figura 9.43 Fasi per l’esecuzione di un disegno quotato

ø 12

459

460

CAPITOLO 9 C

C A

A. Corretto

B. Da evitare

Figura 9.44 Evitare la ridondanza nella quotatura Una quotatura doppia può causare problemi per effetto della presenza delle tolleranze.

È necessario controllare sempre tutte le quote per ciò che attiene la precisione usata e la completezza. Il valore numerico deve essere verificato misurando ogni dimensione e controllando la scala di rappresentazione usata. Questa verifica dovrebbe essere effettuata anche per disegni realizzati con un CAD, poiché molti programmi CAD consentono di modificare il valore di una misura, inizialmente apposto in maniera automatica. Occorre anche verificare che le quote fuori scala siano opportunamente sottolineate. Per assicurarsi che ciascuna caratteristica sia quotata una sola volta, si faccia passare una riga orizzontalmente e verticalmente su tutte le viste, soffermandosi in corrispondenza di ciascuna caratteristica. Si verifichi se è stata specificata la quota appropriata e se questa è stata precisata una sola volta. 9.4.2

Direttive per la quotatura

L’importanza di quotare con precisione e senza ambiguità non può essere sottovalutata. In molti casi una quota non chiara o errata ha aumentato considerevolmente il costo di fabbricazione di un prodotto, ha causato un fallimento prematuro o in alcuni casi, ha causato incidenti mortali. La prima direttiva è la chiarezza: qualora due direttive entrassero in conﬂitto, dovrà prevalere il metodo che comunica le informazioni sulla misura con più chiarezza. Si seguano, quindi, le seguenti direttive per quotare: 1. Ogni dimensione deve essere associata a una tolleranza e tale tolleranza deve essere indicata chiaramente sul disegno. 2. La quotatura doppia di una caratteristica non è permessa. Per esempio, nella Figura 9.44, vi sono due modi per arrivare alla lunghezza totale dell’oggetto: sommando le quote A e B oppure misu-

rando direttamente la quota C. Poiché ogni quota presenta una tolleranza, non è chiaro quale tolleranza deve ritenersi alla lunghezza totale: la tolleranza per la quota C oppure la somma delle tolleranze per le quote A e B. Tale ambiguità può essere eliminata rimuovendo una delle tre quote. La quota meno importante, in relazione al funzionamento della parte, dovrebbe essere omessa. In questo caso, la quota B verrebbe probabilmente cancellata. 3. Le quote dovrebbero essere poste nella vista che descrive più chiaramente la caratteristica da quotare. Per esempio, la Figura 9.45 riporta la necessità di quotare l’altezza di un “piede”. In questo caso, la vista laterale è quella che descrive più chiaramente la caratteristica. 4. È necessario assicurare uno spazio minimo sia tra l’oggetto e la quota sia tra le quote stesse. Questo spazio è indicato nella Figura 9.15. Se lo spazio è

Da preferire

Da evitare

Figura 9.45 Quotare la vista più rappresentativa Le quote devono essere poste nella vista che descrive meglio la caratteristica.

Tecniche di quotatura e tolleranze

10. 11.

12.

13.

9.4.3

ridotto, il disegno sarà difficilmente leggibile con una conseguente perdita di chiarezza. Un distacco visibile deve essere lasciato tra le estremità delle linee di riferimento e la parte alla quale si riferiscono. I metodi di fabbricazione non dovrebbero essere specificati insieme della quota, a meno che, oltre a quello precisato, nessun altro metodo è accettabile. La vecchia pratica di usare i termini drill o bore è sconsigliata. Poiché un disegno diventa un documento legale di fabbricazione, la specifica di metodi di fabbricazione inadeguati può provocare spese inutili e liti. Evitare di disporre le quote entro i contorni degli oggetti rappresentati, quando possibile. Se più quote sono disposte in una vista, la differenziazione tra oggetto e quote può diventare difficile. Le quote per materiali fabbricati secondo fissate tabelle di indicazione o numeri di codice devono essere specificate da valori numerici. La tabella o i numeri di codice possono essere indicati tra parentesi dopo il valore numerico. Se non diversamente specificato, gli angoli rappresentati nei disegni hanno un’ampiezza di 90 gradi. Evitare di quotare le linee nascoste in quanto esse sono meno chiare delle linee visibili. La profondità e il diametro dei fori ciechi, con lamatura e con svasatura possono essere specificati in una nota (Figure 9.27 e 9.28). I diametri, i raggi, le superfici quadrate, le lamature, le spianature, le svasature e le profondità devono essere precisati con simboli appropriati che precedono il valore numerico (Figura 9.27). Le linee direttrici per diametri e raggi devono essere radiali (Figura 9.26). Regole unificate ASME per la quotatura

Le uniﬁcazioni ASME Y14.5 stabiliscono una serie di regole che promuovono una tecnica di corretta quotatura. Le regole, corredate di spiegazioni ed esempi, sono le seguenti: a. Ciascuna quota sarà caratterizzata da una tolleranza, a eccezione delle quote di riferimento, massima, minima, o di quelle relative a materiali immagazzinati (formati commerciale di stoccaggio). La tolleranza può essere applicata direttamente a una quota (o indirettamente nel caso di quote di base), indicata da una nota generale, o posta in un settore supplementare del foglio da disegno.

461

Spiegazione: per definizione, una quota deve essere caratterizzata da un valore nominale (dal latino nomen) e da una tolleranza. Per esempio: 11,43 cm non costituisce una quota; 11,43 ± 0,16 costituisce una quota. b. Quote e tolleranze saranno complete solo se si realizza la totale definizione di tutte le caratteristiche geometriche della parte. Né la rilevazione secondo la scala adottata (la misura del valore di una quota relativa a una caratteristica direttamente dal disegno tecnico), né la supposizione di una distanza o di una grandezza sono consentite, a eccezione di quanto segue: disegni non quotati, come i tracciati in scala 1:1 di circuiti stampati, i modelli e gli schemi di riferimento sono esclusi a condizione che siano specificate le necessarie quote di controllo. Spiegazione: Tutte le caratteristiche devono essere quotate direttamente e un disegno non dovrebbe mai essere ottenuto mediante proporzioni. Non si deve supporre che, solo perché il foro è situato in mezzo a un quadrato, esso sia centrato. Una quota dal bordo dell’oggetto al centro del foro deve essere sempre assegnata. c. Ogni dimensione necessaria a caratterizzare il prodotto finito dovrà essere mostrata. Devono essere assegnate solo le quote strettamente necessarie per la completa definizione del prodotto. L’uso di quote ausiliarie nel disegno deve essere ridotto al minimo. Spiegazione: Un errore comune è la ridondanza della quotatura. Occorre assegnare solo le quote necessarie alla fabbricazione del pezzo e null’altro. Si ricordi che le quote ausiliarie rappresentano solo delle informazioni riassuntive: non bisogna affidarsi a esse. d. Le quote devono essere fissate e raggruppate in base ai requisiti di funzionalità e di accoppiamento del pezzo e non devono dar luogo a più di un’interpretazione. Spiegazione: Se si disegna una superficie quadrata di 20 mm e poi si traccia un foro nel centro del quadrato, il foro dovrebbe trovarsi a 10 mm di distanza da un lato. Lo spigolo di riferimento deve essere esplicitamente specificato. La tolleranza di localizzazione del foro può essere fortemente influenzata dalla tolleranza sulla larghezza dell’intero pezzo e dallo spigolo al quale il foro è riferito. e. Il disegno dovrebbe definire una parte senza specificare i metodi di fabbricazione. Pertanto, il diametro del foro deve essere assegnato, senza indicare se esso debba essere ottenuto per foratura, alesatura, punzonatura, o realizzato in qualunque altro

462

CAPITOLO 9

modo. Tuttavia, nei casi in cui la fabbricazione, la lavorazione, la certificazione della qualità, o le informazioni ambientali siano essenziali alla definizione dei requisiti di ingegnerizzazione, il metodo dovrà essere specificato nel disegno o in un documento allegato al disegno. Spiegazione: Questa regola riguarda direttamente la pratica comune di specificare come va eseguito un foro. In precedenza, un foro era specificato con il termine “FORARE” oppure “ALESARE” seguiti dal valore del diametro. In base alle correnti unificazioni, queste annotazioni sono inaccettabili. Può sembrare utile specificare prima la misura forature e poi quella di alesatura. Tuttavia, per due motivi questi calcoli devono essere eseguiti dal personale addetto alla fabbricazione: 1. Il personale addetto alla fabbricazione, non quello di progettazione, è quello più esperto per determinare come fabbricare una parte. 2. Anche se il progettista è in grado di prendere tali decisioni, eseguire il lavoro degli esperti della fabbricazione costituisce uno spreco di tempo mentre sono già innumerevoli le attività di competenza dei progettisti. f. È consentito ritenere non obbligatorie alcune quote di lavorazione che forniscono una variabilità legata alla finitura, al ritiro del materiale e ad altre esigenze, a condizione che le dimensioni finali siano date nel disegno. Le quote di lavorazione non obbligatorie saranno identificate dalla seguente nota: NON OBBLIGATORIA (dati MFG). Spiegazione: Questa regola non specifica come una parte deve essere prodotta; permette semplicemente di mostrare le informazioni dimensionali che tengono conto di perdite o cambiamenti dovuti alla fabbricazione. g. Le quote dovrebbero essere disposte per fornire le informazioni richieste nella posizione di lettura migliore. Le quote dovrebbero essere mostrate nelle viste in cui appaiono gli oggetti nelle reali dimensioni e riferirsi a contorni visibili. Spiegazione: Le quote devono essere disposte con grande cura e le caratteristiche devono essere quotate nella vista che le presenta al meglio. h. Cavi, piastre, barre e altri materiali fabbricati in base a unificazioni saranno specificati da quote lineari indicanti il diametro o lo spessore. Le indicazioni relative a tabelle o a codici possono essere mostrate tra parentesi dopo la quota. Spiegazione: Ciò implica che le tabelle non sono legate alle tolleranze relative ai materiali. Le tolleranze vanno

aggiunte direttamente mediante numeri lineari. Pertanto esiste più di un numero di codice per le lastre metalliche e non sempre è chiaro a quale tipo la nota di richiamo si riferisce. i. Un angolo pari a 90° si suppone esistente tra le linee d’asse e le linee che descrivono una caratteristica quando queste si intersecano, sul disegno, ad angolo retto e laddove le misure degli angoli non sono specificate. Spiegazione: Questa regola implica che la tolleranza per un angolo retto è la stessa che per ogni altro angolo. j. Un angolo di 90° in quota di base o esatta si sottintende laddove le linee d’asse o le caratteristiche di un modello che si intersecano, sul disegno, ad angoli retti, sono localizzate o definite mediante quote di base o esatte e non è specificato nessun angolo. Spiegazione: quando si stabilisce una terna di piani di riferimento per le zone di tolleranza, tutti gli angoli retti tra di essi sono considerati teoricamente esatti. k. Se non diversamente specificato, tutte le quote sono applicabili a 20°C. Per le misurazioni effettuate ad altre temperature si possono mettere in atto delle compensazioni. Spiegazione: in seguito a cambiamenti di temperatura, i materiali si dilatano o si contraggono. Ciò può influire sui valori delle misure e, pertanto, è importante che i materiali siano misurati a temperatura costante. Lo stesso problema è causato dall’alta umidità; perciò, per i materiali soggetti a cambiamenti dell’umidità, la misurazione dovrà essere eseguita tra l’80 % e il 100 % di umidità relativa. l. Tutte le quote e le tolleranze si applicano in condizioni di stato libero. Questo principio non si applica alle parti non rigide. Spiegazione: con il termine stato libero si indica la distorsione di una parte dopo la rimozione delle forze applicate durante la fabbricazione. Questa distorsione può essere dovuta al peso e alla flessibilità della parte nonché al rilascio di tensioni interne risultanti dalla fabbricazione. In questo contesto, quote e tolleranze si ritengono applicano alle parti dopo la rimozione di tutte le forze. Le parti non rigide, come per esempio quelle a spessore molto sottile, non sono interessate da questa regola. m. Se non diversamente specificato, tutte le tolleranze geometriche si ritengono applicate per la completa profondità, lunghezza e larghezza delle caratteristiche geometriche.

Tecniche di quotatura e tolleranze

463

Spiegazione: Per esempio, se due superfici devono risultare parallele all’interno di una prefissata tolleranza, quest’ultima deve essere assicurata per l’intera lunghezza e larghezza di entrambe le superfici. n. Le quote e le tolleranze si applicano soltanto a quello stadio del disegno in cui sono specificate. Una quota specificata per una data caratteristica a un certo stadio del disegno (per esempio, in un disegno di dettaglio) non è obbligatoria per quella stessa caratteristica in un altro stadio del disegno (per esempio, in un disegno di assemblaggio). Spiegazione: differenti tipi di disegno sono usati per scopi differenti. Per esempio, i disegni di dettaglio sono usati per la fabbricazione delle parti mentre i disegni di assemblaggio sono usati per l’assemblaggio. Pertanto, le quote riportate su un disegno si ritengono applicano solo a quel disegno.

9.5

Le tolleranze

Le tolleranze controllano le variazioni che esistono su tutti i pezzi fabbricati. Le quote con tolleranza controllano la variazione quantitativa di ciascuna parte di un assemblaggio. La variazione quantitativa concessa a ogni parte dipende dalla funzione della parte e dell’assemblaggio. Per esempio, le tolleranze concesse alle parti di un trapano manuale elettrico non sono così strette come quelle concesse alle parti del motore di un jet. Più precisione è richiesta nella lavorazione, più sarà alto il costo di fabbricazione. Di conseguenza, le tolleranze devono essere specificate in modo tale che il prodotto soddisfi i propri requisiti funzionali a un costo ragionevole. Una tolleranza di 118,11 ± 0,08 implica che la misura finale della parte lavorata può assumere un qualsiasi valore compreso tra 118,19 e 118,03 e che, conseguentemente, in tali condizioni la parte risulterebbe accettabile. Le dimensioni superiore e inferiore concesse sono chiamate dimensioni limite e la tolleranza è la differenza delle due. Nell’esempio suddetto, la dimensione limite superiore (costituisce il valore più grande ammesso) per la parte è 118,19, il limite inferiore (il valore più piccolo) è 118,03 e la tolleranza è 0,16. Le tolleranze sono assegnate ai pezzi in accoppiamento. Per esempio, la cava riportata nella Figura 9.46 deve accogliere il dente predisposto su di un’altra parte. Un sistema è costituito da due o più parti in accoppiamento. 9.5.1

Intercambiabilità

Uno dei grandi vantaggi derivanti dall’impiego delle tolleranze è che esse consentono l’intercambiabilità delle parti, permettendo così la sostituzione dei singoli pezzi

Figura 9.46 Un sistema è costituito da due o più parti in accoppiamento.

piuttosto che la sostituzione di un intero sistema a causa del danneggiamento di un solo pezzo. Per esempio, se un cuscinetto si usura, un sostituto delle medesime specifiche funzionerà correttamente nello stesso sistema. Nel 1800, non si poteva acquistare un bullone filettato da solo; bisognava acquistare un insieme completo di dado e bullone poiché questi erano stati fabbricati con finitura a mano. Ciascun insieme bullone-dado era realizzato singolarmente e nemmeno l’operatore che li fabbricava era in grado di specificare la misura reale della filettatura! L’incapacità di definire le filettature, attraverso l’uso di quote, rendeva impossibile l’intercambiabilità delle parti. Esercizio pratico 9.1 Prendere una penna a sfera con cappuccio rimovibile e togliere il cappuccio. Quest’ultimo non è difficile da togliere, eppure è sufficientemente stretto per restare sulla penna da solo. Il cappuccio rappresenta un pezzo intercambiabile. Un altro cappuccio simile, infatti, si adatterebbe ugualmente alla penna. Ora immaginate di possedere una piccola industria e di costruire tali cappucci a mano. Se voi aveste tutte le penne in mano potreste lavorare l’interno di ogni cappuccio, fino a quando questo si adatti perfettamente. Questo è esattamente ciò che si faceva cento anni fa. Ogni pezzo era adattato a mano alla parte in accoppiamento con esso. I problemi con questo sistema “manuale” ai nostri giorni, consistono nel fatto che: a. Non si trovano abbastanza operai specializzati . b. Voi guadagnereste solo 3 centesimi per ogni tappo, mentre gli operai vi costerebbero molto di più. c. Nessun dipendente eseguirebbe il lavoro per più di una settimana, poiché sarebbe molto noioso. d. Le penne potrebbero non essere disponibili perché a fabbricarle è un’altra azienda che si trova in un altro stato.

464

CAPITOLO 9

Negli anni della Rivoluzione Industriale tutti i pezzi erano eseguiti e assemblati a mano. Ciascun pezzo di un assemblaggio era aggiustato, lucidato, tagliato e sagomato per adattarsi perfettamente al pezzo in accoppiamento. La ruota di un carro costituisce un buon esempio. I raggi, il mozzo e il cerchio erano tagliati per adattarsi a una ruota. Il nastro d’acciaio era adattato a mano alla ruota, poi riscaldato e forzato sul bordo del cerchio. Dopo il raffreddamento, il nastro si contraeva e stringeva insieme l’intero assemblaggio. Si trattava di un assemblaggio di precisione, ma richiedeva poche misurazioni e praticamente nessuna comunicazione poiché era eseguito da una sola persona. In realtà un solo artigiano costruiva l’intero carro. Nell’odierno mondo manifatturiero, una fabbrica costruirebbe il mozzo, un’altra i raggi e un’altra ancora il cerchio. La soluzione è rappresentata dalle quote e dalle tolleranze per assicurarsi che tutti i pezzi siano compatibili tra loro, anche se eseguiti in fabbriche diverse.

9.6

Rappresentazione delle tolleranze

La tolleranza è la variazione totale ammessa per una data dimensione e risulta pari alla differenza tra la dimensione limite massima e quella minima. Poiché risulta impossibile produrre i pezzi di dimensioni esatte, nei disegni di produzione si utilizzano le tolleranze per controllare il processo lavorativo con più accuratezza e per controllare la variazione tra le parti da accoppiare. Lo standard ASME Y 14.5 M-1994 è comunemente usato nelle indu1 Spaziatura 6 minima 89,7 88,3

strie americane per speciﬁcare le tolleranze nei disegni tecnici. Le tolleranze possono essere espresse in diversi modi: 1. Mediante le dimensioni limite o i valori degli scostamenti apposti direttamente in corrispondenza di una dimensione (Figura 9.47). 2. Mediante le tolleranze geometriche (Figura 9.48 e Paragrafo 9.8). 3. Mediante annotazioni che si riferiscono a condizioni speciﬁche. 4. Mediante le tolleranze generali indicate nella tabella delle iscrizioni. 9.6.1

Tolleranze generali

Le tolleranze generali vengono assegnate in una nota oppure nella tabella delle iscrizioni. Una tolleranza generale si presenta, per esempio, nel modo seguente: TUTTE LE QUOTE METRICHE DEVONO ESSERE TENUTE A ± 0,05 Ciò significa che a una quota di 65,00 deve essere assegnata una tolleranza di ± 0,05 che determina una dimensione limite superiore di 65,05 e inferiore di 64,95. Le quote angolari possono essere caratterizzate da una nota del tipo: TUTTE LE QUOTE ANGOLARI ± 1 GRADO Un altro metodo di specificare le tolleranze generali consiste nel definire la tolleranza in base al numero di cifre decimali della singola quota: SALVO INDICAZIONE CONTRARIA, LE TOLLERANZE SONO LE SEGUENTI: Numeri interi: = ±5 ×× = ± 0,25 ××× = ± 0,12

(A) Dimensioni limite minima e massima -A-

0,01 A

89 ± 0,7

(B) Valori degli scostamenti

Figura 9.47 Rappresentazione dei valori di tolleranza Le tolleranze possono essere rappresentate mediante le dimensioni limite o mediante i valori degli scostamenti.

Figura 9.48 Utilizzo della tolleranza geometrica per la quotatura delle parti

Tecniche di quotatura e tolleranze

In questo metodo, la quota che descrive ciascuna caratteristica, individua automaticamente la tolleranza richiesta. La tolleranza effettiva può variare da un’azienda all’altra; quelle proposte in questo ambito sono valori di tolleranza comunemente adottati per pezzi lavorati. Se una quota presenta una tolleranza posta direttamente in corrispondenza di essa, la tolleranza sostituisce quella della nota generale. Una tolleranza apposta in corrispondenza della quota sostituisce sempre quella generale, anche se essa è più larga di quella generale. 9.6.2

Dimensioni limite

Le tolleranze possono essere applicate direttamente alle caratteristiche quotate, usando le dimensioni limite. Questo è il metodo preferito dall’ASME; la dimensione massima e quella minima sono speciﬁcate come parte della quota (si veda la Figura 9.47A). La dimensione limite superiore è posta sopra quella inferiore, oppure, quando la quota è scritta su di una sola riga, la dimensione limite inferiore precede quella superiore ed esse sono separate da una lineetta. Uno spazio minimo di 1,6 mm è richiesto quando il limite superiore è posto al di sopra del limite inferiore. 9.6.3

Indicazione delle tolleranze mediante gli scostamenti

Con questo metodo, viene fornita la quota nominale seguita dal segno più e/o meno e dal valore della tolleranza (Figura 9.49). La tolleranza può essere unilaterale o bilaterale. Una tolleranza unilaterale presenta una variazione in una sola direzione. Una tolleranza bilaterale presenta una variazione, rispetto alla dimensione nominale, in entrambe le direzioni. Se la variazione è uguale in entrambe le direzioni, allora essa è preceduta dal simbolo ± e si dice simmetrica. 9.6.4

Dimensione limite unica

Quando altri elementi di una caratteristica determinano una dimensione limite, l’altra dimensione limite viene seguita dai termini MIN o MAX. Particolari come la profondità di fori, la lunghezza delle ﬁlettature, i raggi di curvatura di spigoli e smussi possono essere caratterizzati mediante la tecnica della dimensione limite unica. 9.6.5

Deﬁnizioni

La Figura 9.50 mostra un sistema di due parti con quote complete di tolleranza. Le due parti forniscono un esempio dei termini più importanti nello standard ASME Y 14,5 M-1994.

22 0 - 0,3

465

22 ± 0,2

Scostamento superiore 12+ 0,1 0

25,6° 0 - 0,2° (A) Tolleranze unilaterali

Scostamento superiore 22 + 0,1 - 0,2

25° 15' ±0° 5'

(B) Tolleranze bilaterali

Figura 9.49 Indicazione delle tolleranze mediante gli scostamenti

Dimensione nominale: la dimensione usata per descrivere in generale la grandezza; essa e solitamente espressa, secondo lo standard ASME, in frazioni di pollice. La cava nella Figura 9.50 ha una misura nominale di 1/2⬘⬘ ovvero 12,70 mm. Dimensione base: la misura teorica usata come punto di partenza per l’applicazione delle tolleranze. La misura di base della cava nella Figura 9.50 è 12,70 mm. Dimensione reale: la misura della parte ﬁnita, rilevata dopo la lavorazione. Nella Figura 9.50 è di 12,73 mm. Limiti: il valore massimo e minimo assunto dalla quota completa di tolleranza. I limiti della cava nella Figura 9.50 sono di 12,74 mm e 12,64 mm mentre i limiti della parte da accoppiare sono di 12,58 e di 12,62 mm. Il valore più grande per ciascuna parte costituisce il limite superiore, mentre quello più piccolo rappresenta il limite inferiore. Tolleranza di accoppiamento: il gioco minimo o l’interferenza massima tra le parti, ovvero l’accoppiamento con la maggiore interferenza. Nella Figura 9.50 la tolleranza di accoppiamento è di 0,02 mm, il che signiﬁca che l’accoppiamento con il gioco minimo si produce quando la cava è lavorata alla misura minima consentita di 12,64 mm e la parte da accoppiare è lavorata alla misura massima consentita di 12,62 mm. La differenza tra 12,64 e 12,62 è pari a 0,02 e viene detta tolleranza di accoppiamento. Tolleranza: la variazione totale di accoppiamento consentita per una quota ovvero la differenza tra il limite superiore e quello inferiore. La tolleranza della cava nella Figura 9.50 è di 0,10 (12,74 – 12,64) mentre la tolleranza del pezzo in accoppiamento è di 0,04 (12,62 – 12,58). Condizione di massimo materiale (Maximum Material Condition, MMC): la condizione di una parte

466

CAPITOLO 9

12,73 – Dimensione reale rilevata

12,62 Limite superiore (MMC) 12,58 Limite inferiore (LMC) 12,74 Limite superiore (LMC) 12,64 Limite inferiore (MMC)

Disegno costruttivo quotato

Parte lavorata

Tolleranza 0,04 Gioco Tolleranza 0,10

Massimo 0,16 Medio 0,09 Minimo 0,02

Figura 9.50 Parti complete di tolleranza e deﬁnizioni Gioco minimo

TOLLERANZA

Gioco massimo

Tolleranza

Interferenza massima Interferenza minima Tolleranza

Tolleranza

ALBERO 25,37 25,35

FORO

ALBERO

25,43 25,40

(A)

(B)

ACCOPPIAMENTO CON GIOCO Tolleranza di accoppiamento = +0,03

ACCOPPIAMENTO CON INTERFERENZA Tolleranza di accoppiamento = –0,08

La tolleranza di accoppiamento corrisponde sempre alla differenza la tra dimensione minima del foro e la dimensione massima dell’albero

Figura 9.51 Accoppiamenti con gioco ed interferenza tra alberi e foro L’albero A produce un accoppiamento con gioco, l’albero B un accoppiamento con interferenza.

25,48 25,45

Tecniche di quotatura e tolleranze

corrispondente alla massima quantità di materiale. La condizione massima (MMC) di una caratteristica esterna, quale, per esempio un albero, è il limite superiore. La MMC di una caratteristica interna, quale un foro, è il limite inferiore. Condizione di minimo materiale (Least Material Condition, LMC): la condizione di una parte corrispondente alla minima quantità possibile di materiale. La condizione di minimo materiale (LMC) di una caratteristica esterna è il limite inferiore. La LMC di una caratteristica interna è il limite superiore. Tolleranza di pezzo: la differenza tra il limite superiore e quello inferiore di una singola parte. Sistema di tolleranza: la somma di tutte le tolleranze di pezzo. 9.6.6

Tipi di accoppiamento

Il grado di tenuta tra le parti in accoppiamento si chiama accoppiamento. Il sistema di accoppiamento foro base e albero base mostrato nelle Figure 9.51 e 9.52 costituisce un esempio dei tre tipi più comuni di accoppiamenti industriali. Accoppiamento mobile: due parti da accoppiare complete di tolleranza presentano sempre un gioco quando sono assemblate. Nella Figura 9.51, la misura di fabbricazione massima per l’albero A è 25,37 mm mentre la minima per il foro è di 25,40 mm. L’albero sarà sempre più piccolo del foro, così risulta un gioco minimo di 0,03 mm, detto anche tolleranza di accoppiamento. Il gioco

massimo si produce quando il più piccolo albero 25,35 mm è accoppiato col foro più ampio di 25,43 dando origine a una differenza di 0,08 mm. Accoppiamento con interferenza: due parti da accoppiare complete di tolleranza presentano sempre un’interferenza quando sono assemblate. Questo accoppiamento fissa o blocca una parte nell’altra, come se le due parti fossero una soltanto. Nella Figura 9.51, la misura minima di fabbricazione dell’albero B è di 25,45 mm mentre la massima del foro è di 25,43 mm. Questo significa che l’albero sarà sempre più largo del foro, e l’interferenza minima è 0,02 mm. L’interferenza massima si produrrà quando il foro più piccolo 25,4 mm sarà accoppiato con l’albero più largo 25,48 mm, dando origine a un’interferenza di 0,08. Per assemblare le parti in queste condizioni, sarebbe necessario allargare il foro oppure ridurre la sezione dell’albero oppure ricorrere alla forza per spingere l’albero nel foro. Per alcune esigenze di progettazione è auspicabile disporre di una interferenza. Per esempio essa può essere usata per tenere unite due parti senza l’uso meccanico di fissaggi o di adesivi. Accoppiamento incerto: due parti da accoppiare complete di tolleranza determinano, dopo l’assemblaggio, talvolta un accoppiamento con interferenza e talvolta un accoppiamento mobile. Nella Figura 9.52 la dimensione minima di fabbricazione dell’albero è di 25,35 mm e la massima per il foro è 25,43 mm il che produce un gioco di 0,08 mm. La dimensione massima di fabbricazione per l’albero è 25,45 mm e la minima per il foro è 25,40 mm; pertanto l’interferenza risultante è di 0,05 mm.

TOLLERANZA Gioco massimo

Interferenza massima

Tolleranza

ALBERO 25,35

FORO

ALBERO

(A) ACCOPPIAMENTO CON GIOCO + 0,08

467

25,43 25,40

(B) ACCOPPIAMENTO CON INTERFERENZA –0,05

Figura 9.52 Accoppiamento incerto Quando un albero è lavorato al suo diametro più piccolo (25,35 mm), si determina un accoppiamento con gioco. Quando l’albero è lavorato al suo diametro più grande (25,45 mm) si determina un accoppiamento con interferenza.

25,45

468

9.6.7

CAPITOLO 9

Determinazione del tipo di accoppiamento

Se la caratteristica A di una parte deve essere accoppiata o essere inserita nella caratteristica B di un’altra parte, il tipo di misura può essere determinato da quanto segue (Figura 9.53): ■

■

L’accoppiamento più largo (con il massimo gioco) è la differenza tra la caratteristica A nella sua condizione di dimensione minima e la caratteristica B nella sua condizione di dimensione massima. L’accoppiamento più stretto (con la massima interferenza) è la differenza tra la più grande caratteristica A e la più piccola caratteristica B.

Questa tecnica funziona anche quando un sistema è costituito da più di due parti. Per esempio, se due parti devono essere inserite in una terza, allora l’accoppiamento con la massima interferenza è determinato sommando le dimensioni massime delle due parti e confrontando il valore tro-

Foro nelle dimensioni massime

Accoppiamento con la massima interferenza (tolleranza di accoppiamento)

Accoppiamento con il massimo gioco

Tolleranza

Foro nelle dimensioni minime

Albero nelle dimensioni massime

Tolleranza

Albero nelle dimensioni minime

Figura 9.53 Individuazione del tipo di accoppiamento L’individuazione degli accoppiamenti con il massimo gioco o la massima interferenza richiede la valutazione delle dimensioni estreme.

vato con quelli relativi alle dimensioni ammissibili per la terza parte. Per esempio, l’accoppiamento con il massimo gioco è quello che corrisponde alla differenza tra la dimensione minima delle prime due parti accoppiate e la dimensione massima della terza parte.

Esercizio pratico 9.2 Provare a scrivere un’equazione generale che può essere usata per determinare gli accoppiamenti con il massimo gioco e la massima interferenza per un sistema caratterizzato da un numero qualsiasi di parti.

9.6.8

Costi delle tolleranze

Il costo rappresenta un aspetto che deve essere necessariamente tenuto in considerazione quando si determinano le tolleranze per le parti di un assieme. Il costo di una parte si incrementa rapidamente a mano a mano che le tolleranze diventano sempre più ristrette. Quando una tolleranza passa da ±0,26 a ±0,13 il costo della caratteristica geometrica può superare il doppio del costo iniziale. La tolleranza è due volte più accurata ma il tasso di scarto dei pezzi può salire drammaticamente oppure la nuova tolleranza può richiedere processi di lavorazione completamente differenti. In ogni caso, la tolleranza ﬁssata e il processo di fabbricazione devono essere associati con attenzione per realizzare il livello voluto di qualità al costo minimo. È importante ricordarsi che esistono altri modi per aumentare la capacità di accoppiamento delle parti, come una spina di allineamento o altri dispositivi di centraggio. Queste opzioni dovrebbero essere considerate con attenzione prima che una decisione sia presa per ridurre le ampiezze delle tolleranze. 9.6.9

Quotatura funzionale

Nel quotare una parte occorre identiﬁcare dapprima le caratteristiche geometriche funzionali. Le caratteristiche geometriche funzionali sono quelle che vengono a contatto con altre parti, particolarmente per le parti mobili. Occorre, pertanto, quotare e tollerare dapprima queste caratteristiche, poi passare a tutte le caratteristiche restanti. Questo metodo viene chiamato dimensionamento gunzionale. Come esempio, nella Figura 9.54, i fori e il loro interasse sono quotati, in primo luogo, con una tolleranza più stretta. Poi vengono aggiunte le quote relative al materiale disposto intorno ai fori, con una tolleranza molto più larga. I fori sono solitamente caratteristiche funzionali.

Tecniche di quotatura e tolleranze ø 26 ± 0,13

ø 32 ± 0,13

102 ± 0,13

PARTE A Assemblaggio delle parti A e B

Quotatura funzionale Fase 1

ø 32 ± 0,13

ø 38 ± 0,13

469

ø 26 ± 0,13 R 230 ± 0,13

ø 30 ± 0,13

R 260 ± 0,13 102 ± 0,13

XX ±0,13 XX ±0,13

Quotatura funzionale Fase 2

XX ±0,13

Figura 9.54 Quotatura funzionale La quotatura funzionale ha inizio dall’apposizione delle tolleranze alle caratteristiche più importanti ai ﬁni della funzionalità.

PARTE B

La tolleranza sulla posizione dei due fori è ±0,13. In questo caso, “l’insieme dei due fori” è localizzato e quotato per primo poiché la quota più importante è la distanza tra gli assi dei fori ovvero la quota “all’interno” dell’insieme detto. 9.6.10

Catena di tolleranze

La regola additiva per le tolleranze prevede che le tolleranze valutate nella stessa direzione e rispetto a un unico punto di riferimento siano additive. Il corollario a questa regola prevede che le tolleranze allo stesso punto, assunte secondo direzioni differenti, siano additive. L’effetto è denominato catena di tolleranza. Un esempio è mostrato nella Figura 9.55 in cui la parte A è prodotta per accoppiarsi con la parte B. Una volta assemblate, le caratteristiche cilindriche sulla parte B devono essere inserite nella parte A in modo che le superﬁci inclinate, presenti su ciascuna parte, risultino allineate. I fori nella parte A sono quotati rispetto alla superﬁcie laterale sinistra mentre i perni nella parte B sono quotati rispetto

XX ±0,13 XX ±0,13

XX ±0,13

Figura 9.55 Catena di tolleranze L’accumulo di tolleranze può causare problemi di assemblaggio.

470

CAPITOLO 9

PARTE A

XX ±0,13

XX ±0,13 XX ±0,13

XX ±0,13

PARTE B

XX ±0,13

XX ±0,13 XX ±0,13

XX ±0,13

Figura 9.56 Eliminazione dell’accumulo di tolleranze L’accumulo di tolleranze può essere eliminato selezionando e disponendo con cura le quote.

XX ±0,13

Figura 9.57 Tecnica di quotatura alternativa Un metodo alternativo di quotatura prevede dapprima il posizionamento dell’insieme dei fori e successivamente il dimensionamento dell’interasse.

Tecniche di quotatura e tolleranze

alla superficie laterale destra. Se la distanza tra i due fori fosse stata messa in tolleranza considerando sola la parte A o la parte B, la tolleranza sarebbe stata di ±0,26, che è la somma delle due tolleranze prese dalle superfici laterali per ciascuno delle due parti. Viceversa, le due parti devono accoppiarsi insieme e la tolleranza relativa alla distanza tra i fori deve essere determinata in base a entrambe le parti A e B. Poiché le posizioni dei due assi sono state valutate rispetto a riferimenti differenti nelle due parti, le tolleranze deve essere ulteriormente sommate. Ciò rende la tolleranza per la distanza tra i fori pari a ±0,52. Se il riferimento per la parte B fosse stato analogo a quello assunto per la parte A, cioè la superficie laterale sinistra della parte, la tolleranza per la distanza tra i fori sarebbe rimasta a ±0,26, e ciò è sicuramente preferibile (Figura 9.56). La procedura raccomandata è di quotare direttamente i due fori l’uno rispetto all’altro, piuttosto che riferirli alla superficie laterale sinistra o destra della parte oppure alla larghezza totale della parte. Il risultato è rappresentato da una tolleranza relativa alla distanza tra i fori più contenuta e pari a ± 0,13 (Figura 9.57). La quotatura in coordinate è un metodo alternativo di quotatura. Il problema relativo a questo metodo è che la distanza tra due caratteristiche non è mai espressa mediante una singola quota con tolleranza. Ogni quota si riferisce all’origine e deve essere applicata la regola aggiuntiva presentata in precedenza.

La Figura 9.58A mostra un tipico insieme di fori. Come nell’esempio precedente, un’indesiderabile catena di tolleranze si determina se i fori sono quotati come nella ﬁgura. La Figura 9.58B mostra, invece, la stessa parte quotata usando il metodo che prevede dapprima il posizionamento, e quindi la quotatura della serie. Questo metodo consente di aumentare notevolmente la probabilità che i fori si sposino con la parte in accoppiamento, nell’ipotesi che quest’ultima sia quotata nello stesso modo. 9.6.11

Limiti e accoppiamenti nel sistema metrico

Le uniﬁcazioni adottate per le misure nel sistema metrico sono suggerite dall’International Standards Organisation (ISO) e sono raccolte nella ANSI B4.2-1978. Le deﬁnizioni utilizzate in questa convenzione sono le seguenti: Dimensione nominale: la grandezza alla quale devono essere assegnati gli scostamenti. Le dimensioni nominali sono evidenziate nella Figura 9.59. Scostamento: la differenza tra la misura reale della parte e la dimensione nominale. Scostamento superiore: la differenza tra la dimensione limite massima e la dimensione nominale (Figura 9.60). Scostamento inferiore: la differenza tra la dimensione limite minima e la dimensione di base.

471

(A) No!

XX (B)

Figura 9.58 Accumulo di tolleranze È possibile evitare l’accumulo di tolleranze nella quotatura di un insieme di fori usando una superﬁcie di riferimento comune e quotando direttamente l’interasse tra i fori (B).

472

CAPITOLO 9

Dimensione nominale Dimensione nominale Dimensione nominale Dimensione nominale mm mm mm mm Prima scelta

Seconda scelta

Prima scelta

Seconda scelta

Prima scelta

Seconda scelta

Prima scelta

Seconda scelta

1,0 — 1,2 — 1,6 — 2,0 — 2.5 — 3,0 — 4,0 — 5,0 — 6,0 —

— 1,1 — 1,4 — 1,8 — 2,2 — 2,8 — 3,5 — 4,5 — 5,5 — 6,5

— 8,0 — 10 — 12 — 14 — 16 — 18 — 20 — 22 — —

7,0 — 9,0 — 11 — 13 — 15 — 17 — 19 — 21 — 23 24

25 — — 30 — 35 — 40 — 45 — 50 — 60 — — — 80

— 26 28 — 32 — 38 — 42 — 48 — 55 — 65 70 75 —

— 100 — 120 — 140 — 160 — 180 — 200 — 250 — 300 — —

90 — 110 — 130 — 150 — 170 — 190 — 220 — 280 — 320 —

Figura 9.59 Dimensioni nominali del sistema metrico ISO, utilizzate dall’ANSI

Scostamento fondamentale: lo scostamento più vicino alla dimensione nominale. Nella Figura 9.61, la lettera H si riferisce allo scostamento fondamentale per il fo-

Scostamento superiore

Dimensione massima Dimensione minima

Zona di tolleranza

Grado di tolleranza normalizzato (grado IT) Scostamento fondamentale (lettera) Scostamento inferiore Scostamento superiore

Zona di tolleranza Grado di tolleranza normalizzato (grado IT)

Dimensione nominale

Scostamento fondamentale (lettera) Dimensione minima Dimensione massima

Figura 9.60 Deﬁnizioni importanti usate nel sistema ISO di tolleranze

ro e la lettera f allo scostamento fondamentale per l’albero. Tolleranza: la differenza tra le dimensione limite massima e la dimensione limite minima per una parte. Zona di tolleranza: la tolleranza e la sua posizione relativa alla dimensione nominale (Figura 9.60). Grado internazionale di tolleranza (IT): un insieme di tolleranze che variano a seconda della dimensione nominale ma che rappresentano lo stesso livello di accuratezza all’interno di un medesimo grado. I numeri 7 e 8 nella Figura 9.61 sono gradi IT. Esistono 18 gradi IT: IT0, IT01 e poi da IT1 a IT16. Più piccolo è il numero del grado, più piccola è la zona di tolleranza. Sistema foro base: sistema di accoppiamenti in cui la dimensione minima del foro coincide con la dimensione nominale. Lo scostamento fondamentale del foro in un sistema foro base è zero. Tale condizione viene indicata mediante la lettera maiuscola H (Figura 9.61 A). Sistema albero base: sistema di accoppiamenti in cui la dimensione massima dell’albero coincide con la dimensione nominale. Lo scostamento fondamentale dell’albero per un sistema albero base è zero. Tale condizione viene indicata dalla lettera minuscola h (Figura 9.61B). Simbologia metrica I limiti superiore e inferiore di una parte sono identiﬁcati per mezzo del simbolo di tolleranza

Tecniche di quotatura e tolleranze Dimensione nominale

Tolleranza

FORO 40 H 8 Scostamento fondamentale

(A)

ALBERO 40 f 7 Grado di tolleranza normalizzato IT (B) Tolleranza

ACCOPPIAMENTO 40 H 8 / f 7

40 H

Tolleranza albero

(C)

Figura 9.61 Simboli nel sistema ISO e loro signiﬁcato

ACCOPPIAMENTO LIBERO MOLTO LARGO DIMENSIONE NOMINALE

Foro H11

Albero Accopc11 piamento

(C)

la dimensione nominale di 40 millimetri. posizione della zona di tolleranza della caratteristica interna (foro). il grado di tolleranza normalizzato che in questo caso si riferisce a una tolleranza di piccola ampiezza.

La Figura 9.62 indica tre metodi per designare le tolleranze metriche nei disegni. I valori tra parentesi sono soltanto per riferimento e vengono dagli standard ANSI, Tabelle B4.2-1978, come appare nella Figura 9.63.

ACCOPPIAMENTO LIBERO LARGO Foro H9

(B)

40H8

ottenuto combinando la lettera che stabilisce la posizione della zona di tolleranza e il grado di tolleranza normalizzato (IT) che stabilisce l’ampiezza della tolleranza stessa. Pertanto, la dimensione con tolleranza di una parte è costituita dalla dimensione nominale seguita da una lettera e da un numero, per esempio 40H8 o 40f7. Nella designazione di un accoppiamento la parte interna è preceduta dalla parte esterna in accoppiamento. La descrizione di una tolleranza nel sistema metrico è del tipo 40H8, in cui:

Tolleranza

Tolleranza foro

40,039 40,000

Tre metodi per indicare la tolleranza secondo il sistema ISO

(A)

Scostamento fondamentale

40,039 40,000

Figura 9.62

Grado di tolleranza normalizzato IT

Dimensione nominale

40H8

473

Albero Accopd9 piamento

ACCOPPIAMENTO LIBERO NORMALE Foro H8

Albero Accopf7 piamento

ACCOPPIAMENTO LIBERO STRETTO Foro H7

Albero Accopg6 piamento

ACCOPPIAMENTO CON SCORRIMENTO Foro H7

Albero Accoppiamento h6

MAX MIN

40,160 40,000

39,880 39,720

0,440 0,120

40,062 40,000

39,920 39,858

0,204 0,060

40,039 40,000

39,975 39,950

0,029 0,025

40,025 40,000

39,991 39,975

0,050 0,009

40,025 40,000

40,000 39,984

0,041 0,000

MAX MIN

50,160 50,000

49,870 49,710

0,450 0,130

50,062 50,000

49,920 49,858

0,204 0,080

50,039 50,000

49,975 49,950

0,089 0,025

50,025 50,000

49,991 49,975

0,050 0,009

50,025 50,000

50,000 49,984

0,041 0,000

MAX MIN

60,190 60,000

59,860 59,670

0,520 0,140

60,074 60,000

59,900 59,826

0,248 0,100

60,046 60,000

59,970 59,940

0,106 0,030

60,030 60,000

59,990 59,971

0,059 0,010

60,030 60,000

60,000 59,981

0,049 0,000

MAX MIN

80,190 80,000

79,550 79,660

0,530 0,150

80,074 80,000

79,900 79,826

0,248 0,100

80,046 80,000

79,970 79,940

0,106 0,030

80,030 80,000

79,990 79,971

0,059 0,010

80,030 80,000

80,000 79,981

0,049 0,000

100

MAX MIN

100,220 100,000

99,830 99,610

0,610 0,170

100,087 100,000

99,880 99,793

0,294 0,120

100,054 100,000

99,964 99,929

0,125 0,036

100,035 100,000

99,988 99,966

0,069 0,012

100,035 100,000 100,000 99,978

0,057 0,000

120

MAX MIN

120,220 120,000

119,820 119,600

0,620 0,180

120,087 119,880 120,000 119,793

0,294 0,120

120,054 119,964 120,000 119,929

0,125 0,036

120,035 119,988 120,000 119,966

0,069 0,012

120,035 120,000 120,000 119,978

0,057 0,000

160

MAX MIN

160,250 160,000

159,790 159,540

0,710 0,210

160,100 159,855 160,000 159,755

0,345 0,145

160,063 159,957 160,000 159,917

0,146 0,043

160,040 159,986 160,000 159,961

0,078 0,014

160,040 160,000 160,000 159,975

0,065 0,000

200

MAX MIN

200,290 200,000

199,760 199,470

0,820 0,240

200,115 199,830 200,000 199,715

0,400 0,170

200,072 199,950 200,000 199,904

0,168 0,050

200,046 199,985 200,000 199,956

0,040 0,015

200,046 200,000 200,000 199,971

0,075 0,000

250

MAX MIN

250,290 250,000

249,720 249,430

0,860 0,280

250,115 249,830 250,000 249,715

0,400 0,170

250,072 249,950 250,000 249,904

0,168 0,050

250,046 249,985 250,000 249,956

0,090 0,015

250,046 250,000 250,000 249,971

0,075 0,000

300

MAX MIN

300,320 300,000

299,670 299,350

0,970 0,330

300,130 299,810 300,000 299,680

0,450 0,190

300,081 299,944 300,000 299,892

0,189 0,056

300,052 299,983 300,000 299,951

0,101 0,017

300,052 300,000 300,000 299,968

0,084 0,000

400

MAX MIN

400,360 400,000

399,600 399,240

1,120 0,400

400,140 399,790 400,000 399,650

0,490 0,210

400,089 399,938 400,000 399,881

0,208 0,062

400,057 399,982 400,000 399,946

0,111 0,018

400,057 400,000 400,000 399,964

0,093 0,000

500

MAX MIN

500,400 500,000

499,520 499,120

1,280 0,480

500,155 499,770 500,000 499,615

0,540 0,230

500,097 499,932 500,000 499,869

0,228 0,068

500,063 499,980 500,000 499,940

0,123 0,020

500,063 500,000 500,000 499,960

0,103 0,000

Figura 9.63 Tabella relativa al sistema foro base, nel sistema ISO, per la determinazione delle dimensioni massime e minime di un foro.

474

CAPITOLO 9 Interferenza

Incerto

Gioco

Foro Tolleranza del foro

Tolleranza dell’albero

H11

u6 s6 H9

H7 g6

H7 k6 H7

n6 H7

Interferenza Interferenza minima massima Tolleranza del foro

h6 Dimensione nominale

f7 Gioco minimo d9 Gioco massimo Tolleranza dell’albero

Albero c11

Figura 9.64 Accoppiamenti raccomandati nel sistema foro base Gioco

Tolleranza del foro

Incerto

Interferenza

Foro C11

Gioco minimo

F8 G7 h7

Gioco massimo

Tolleranza dell’albero H7 h6

h6 P7

h6 S7 U7

Tolleranza dell’albero

Interferenza minima Tolleranza del foro

h11

Albero

Figura 9.65 Accoppiamenti raccomandati nel sistema albero base

Dimensione nominale

Interferenza massima

Tecniche di quotatura e tolleranze

475

Simbolo ISO

Accoppiamento libero molto largo per parti che non richiedono particolari esigenze di precisione

H11/c11

C11/h11

H9/d9

D9/h9

Accoppiamento libero largo da non usare quando l’accuratezza è essenziale; adatto per condizioni caratterizzate da significative variazioni di temperatura, alte velocità o elevate pressioni

H8/f7

F8/h7

Accoppiamento libero da utilizzarsi per montaggi di precisione con velocità e pressioni moderate

H7/g6

G7/h6

Accoppiamento libero stretto da utilizzarsi per elementi rotanti a bassa velocità con buona centratura

H7/h6

Accoppiamento di scorrimento per montaggi e centratura ad alta precisione e per parti non destinate a muoversi relativamente ma che possono essere facilmente assemblate e disassemblate

H7/k6

K7/h6

Accoppiamento incerto con accurata centratura; un compromesso tra gioco e interferenza

H7/n6

N7/h6

Accoppiamento incerto con centratura molto accurata in cui è consentita una maggiore interferenza

H7/p6*

P7/h6

Accoppiamento con interferenza per le parti che richiedono rigidezza ed allineamento con una particolare accuratezza di posizionamento ma senza richiedere particolari pressioni

H7/s6

S7/h6

Accoppiamento con interferenza per parti ordinarie in acciaio o per parti a spessore sottile che devono essere forzate a caldo

H7/u6

U7/h6

Accoppiamento con bloccaggio fortissimo per parti che non possono essere smontate senza subire danni permanenti

Aumenta il gioco

Descrizione

Albero base

Aumenta l'interferenza

Interferenza

Incerto

Gioco

Foro base

*L'accoppiamento incerto per la dimensione base varia da 0 a 3 mm.

Figura 9.66 Descrizione degli accoppiamenti raccomandati

Accoppiamenti raccomandati Il sistema foro base, previsto per accoppiamenti con gioco, con interferenza e incerti è riportato nella Figura 9.64. Gli accoppiamenti nel sistema foro base presentano tutti la posizione H per il foro, come appare nella ﬁgura. Il sistema albero base, previsto per accoppiamenti con gioco, con interferenza e incerti è riportato nella Figura 9.65. Gli accoppiamenti nel sistema albero base presentano tutti la posizione h per il foro, come appare nella ﬁgura. Una descrizione di alcuni accoppiamenti nel sistema foro base e albero base è riportata nella Figura 9.66.

Determinare la tolleranza usando il sistema foro base Utilizzare l’Appendice 9 e le Figure 9.59 e 9.67. Fase 1. Siano assegnati: un albero e un foro, il sistema foro base, un accoppiamento mobile e un diametro nominale di 41 mm per il foro. Fase 2. Soluzione: dalla Figura 9.59, assegnare la dimensione nominale di 40 mm all’albero. Dalla Figura 9.66, assegnare l’accoppiamento H7/g6 deﬁnito nella Figura. Fase 3. Foro: determinare le dimensioni limite superiore e inferiore del foro dall’appendice 9, usando la colonna H7 e la riga 40 dalle tabelle relative al foro base. Dalla tabella, le dimensioni limite sono 40,025 e 40,000.

Fase 4. Albero: determinare le dimensioni limite superiore e inferiore dell’albero dall’appendice 9, usando la colonna g6 e la riga 40. Dalla tabella, le dimensioni limite sono 39,991 e 39,975.

Due metodi sono ritenuti accettabili per apporre le tolleranze metriche su di un disegno. La Figura 9.67 mostra la forma mediante dimensioni limite e la forma mediante nota. La forma mediante dimensioni limite fornisce i valori reali di tolleranza mentre la forma mediante nota usa la dimensione nominale (40) e le lettere che si riferiscono alle tavole standard per determinare la dimensione. La Figura 9.68 mostra le tecniche per l’applicazione delle tolleranze metriche in un disegno tecnico. 9.6.12

Accoppiamenti uniﬁcati di precisione: unità inglesi

Un gruppo speciale di accoppiamenti in unità inglesi, denominato accoppiamenti di precisione raccomandati è stato sviluppato nel corso degli anni e possiede la fama di funzionare bene in certe condizioni. Lo standard B4.1 ANSI precisa una serie di accoppiamenti uniﬁcati tra parti cilindriche, basata sul sistema foro base. Le tavole nelle appendici da 3 a 7 presentano ciascun tipo di accoppia-

476

CAPITOLO 9

39,991

ø39,975 40,025

ø 40,000

Metodo 1 Dimesioni limite Foro 40,025 40,000 0,025 Tolleranza del foro

Albero 39,991 39,975 0,016 Tolleranza dell’albero

ø 40g6 ø 40H7

Metodo 2 Simbologia ISO Foro 40,025 40,000 0,025 Tolleranza del foro

Albero 39,991 39,975 0,016 Tolleranza dell’albero

Figura 9.67 Indicazione delle tolleranze mediante le dimensioni limite e mediante la simbologia ISO

mento, mostrando le dimensioni raccomandate dall’ANSI, le tolleranze di accoppiamento, le tolleranze e gli accoppiamenti in decimi di pollice. Le diverse classi di accoppiamento sono le seguenti: Accoppiamenti liberi e di scorrimento (Running and Sliding Fits, RC): queste sono le più ampie classi di ac-

coppiamento. Questi accoppiamenti devono essere impiegati quando per esempio si è in presenza di un albero che deve muoversi liberamente all’interno di un cuscinetto o di un foro e quando il posizionamento dell’albero non è critico. Esiste sempre un gioco tra l’albero e il foro. Accoppiamenti con gioco e buona centratura (Clearance Locational Fits, LC): queste sono più strette delle classi di accoppiamento RC, ma l’albero e il foro possono essere della stessa dimensione. Questo accoppiamento è denominato anche accoppiamento “linea a linea”. In un accoppiamento LC, l’albero è posizionato in maniera più accurata rispetto all’accoppiamento RC, ma può ancora essere disaccoppiato. L’albero non si muove così liberamente all’interno del foro. Accoppiamenti di posizione incerti (Transition Locational Fits, LT): queste rappresentano la transizione tra gli accoppiamenti LN e LC. In alcuni casi, questi accoppiamenti sono simili a quelli LC (con gioco) mentre in altri casi si comportano come gli accoppiamenti LN (con interferenza). Accoppiamenti con interferenza e buona centratura (Interference Locational Fits, LN): in questi accoppiamenti, l’albero può essere “linea a linea” con il foro, ma è quasi sempre più largo del foro. Questi accoppiamenti sono impiegati per l’allineamento dei perni di riferimento e di altri dispositivi dove una parte deve essere localizzata correttamente rispetto a un’altra parte. Accoppiamento bloccato forzato (Force and Shrink Fits, FN): questi sono accoppiamenti puramente con interferenza, in cui l’albero è sempre considerato più grande del foro. Tali accoppiamenti sono usati per trasmettere forza: ﬁsseranno una puleggia o un cuscinetto a un albero, anche se c’è una coppia torcente. Le lettere più un numero determinano la classe di accoppiamento in ciascun tipo. Per esempio, LC4 signiﬁca classe 4 di accoppiamento di posizione con gioco. Dimensione di base La dimensione di base è la grandezza teoricamente esatta a partire dalla quale vengono assegnati i limiti delle parti in accoppiamento. Nella Figura 9.69, la dimensione nominale è 1/2 pollice, e la dimensione di base di 0,500 pollici è assegnata al foro più piccolo. Le altre dimensioni limite del foro e dell’albero sono poi assegnate aggiungendo o sottraendo la tolleranza di accoppiamento desiderata. Normalmente, solo due sistemi vengono usati quando si determina la dimensione di base: il sistema foro base e quello albero base. Sistema foro base Nel sistema foro base che è usato per applicare le tolleranze a un assemblaggio di un albero e

Tecniche di quotatura e tolleranze Limite superiore

477

1,6 mm minimo 36,5 36,0

39,991

40,025

ø 40,000

ø 39,975

25° 30' 45" 25° 30' 15"

Prima il limite inferiore

ø 107 – 110

25,2° 25,1°

Figura 9.68 Metodi uniﬁcati di indicazione delle tolleranze nel sistema ISO sui disegni

Foro più piccolo 12,7

Accoppiamento con interferenza

Albero più grande 12,7

Dimensione nominale 12,7

Accoppiamento con gioco

Sistema foro base

Accoppiamento con gioco

Accoppiamento con interferenza

Sistema albero base

Figura 9.69 I sistemi foro base ed albero base per l’applicazione delle convenzioni inglesi di tolleranza

di un foro, al più piccolo foro è assegnato il diametro di base da cui la tolleranza e la tolleranza di accoppiamento sono applicate (Figura 9.69). Il sistema foro base è ampiamente usato nell’industria perché molti degli attrezzi usati per realizzare i fori, quali i trapani e gli alesatori, sono progettati per produrre fori a misura uniﬁcata. Costruzione di un accoppiamento con gioco mediante il sistema foro base Fase 1. Utilizzando il sistema foro base, assegnare un valore di 12,70 mm al più piccolo diametro del foro, che rap-

presenta il limite inferiore (Figura 9.70). Fase 2. La tolleranza di accoppiamento di 0,102 mm deve essere sottratta dal diametro del più piccolo foro per determinare il diametro dell’albero più grande, 12,598 mm, che è il limite superiore. Fase 3. Il limite inferiore dell’albero è determinato sottraendo la tolleranza del pezzo da 12,598 mm. Se la tolleranza del pezzo è 0,076 mm, il limite inferiore dell’albero è 12,522 mm. Fase 4. Il limite superiore del foro è determinato aggiungendo la tolleranza del pezzo a 12,70. Se la tolleranza del pezzo è 0,076, il limite superiore del foro è 12,776.

478

CAPITOLO 9

Accoppiamento con interferenza

Foro più piccolo

Dimensione nominale

12,7

Accoppiamento con gioco Sistema foro base

12,7 DIMENSIONE LIMITE MINIMA DEL FORO

Fase 1

12,70 +0,076 TOLLERANZA; DIMENSIONE 12,776 LIMITE MASSIMA DEL FORO

Fase 4

12,70 –0,012 TOLLERANZA DI ACCOPPIAMENTO; 12,598 DIMENSIONE LIMITE MASSIMA DELL’ALBERO

12,598 –0,076 TOLLERANZA; 12,522 DIMENSIONE LIMITE MINIMA DELL’ALBERO

Fase 2

12,776 12,598 12,70 12,522

Fase 3

12,70 DIMENSIONE MINIMA DEL FORO –12,598 DIMENSIONE MASSIMA DELL’ALBERO 0,102 Accoppiamento stretto pari alla tolleranza di accoppiamento

Fase 6

Fase 5

12,776 DIMENSIONE MASSIMA DEL FORO –12,70 DIMENSIONE MINIMA DEL FORO 12,776 DIMENSIONE MASSIMA DEL FORO; 0,076 TOLLERANZA DEL PEZZO –12,522 DIMENSIONE MINIMA DELL’ALBERO 0,254 Gioco massimo 12,598 DIMENSIONE MASSIMA DELL’ALBERO –12,522 DIMENSIONE MINIMA DELL’ALBERO 0,076 TOLLERANZA DEL PEZZO Fase 7

0,076 TOLERANZA DEL FORO +0,076 TOLLERANZA DELL’ALBERO 0,152 TOLLERANZA DEL SISTEMA

Fase 9

Fase 8

Figura 9.70 Calcolo delle tolleranze per un accoppiamento con gioco utilizzando il sistema foro base

Fase 5. I pezzi sono quotati sul disegno, come riportato nella Figura 9.70. Fase 6. Utilizzando i valori assegnati veriﬁcare che, tra l’albero e il foro, si determina un accoppiamento con gioco. Questa veriﬁca è effettuata calcolando la differenza tra il più piccolo foro (12,70 mm, dimensione limite minima) e l’albero più grande (12,598 mm, dimensione limite massi-

ma), che è positiva e pari a 0,102,. Questo valore dovrebbe essere uguale alla tolleranza di accoppiamento utilizzata nella fase 2. Fase 7. La differenza tra il foro più grande (12,776 mm) e il più piccolo albero (12,522 mm) è positiva e pari a 0,254. Poiché sia per gli accoppiamenti più stretti, sia per i più larghi tali differenze sono positive, si produrrà sempre

Tecniche di quotatura e tolleranze gioco tra l’albero e il foro, indipendentemente da quali pezzi, tra tutti quelli prodotti, saranno prescelti per l’assemblaggio. Fase 8. Controllare il lavoro determinando le tolleranze del pezzo per l’albero e per il foro. Per ottenere ciò, in primo luogo occorre trovare la differenza tra i limiti superiore e inferiore per il foro. Sottrarre 12,70 da 12,776 per ottenere 0,076 come tolleranza del pezzo. Questo valore si sposa con la tolleranza applicata nella fase 4. Per l’albero, sottrarre 12,522 da 12,598 per ottenere 0,076 come tolleranza del pezzo. Questo valore è coerente con la tolleranza applicata nella fase 3. Fase 9. Il sistema di tolleranza è la somma di tutte le tolleranze dei pezzi. Per determinare il sistema di tolleranza per l’albero e il foro, aggiungere le tolleranze di 0,076 e di 0,076 per ottenere 0,152.

Un accoppiamento con interferenza sarebbe possibile se viene aggiunta una tolleranza di accoppiamento alla dimensione nominale assegnata al foro (Figura 9.71). Costruzione di un accoppiamento con interferenza mediante il sistema foro base Fase 1. Usando il sistema foro base, assegnare un valore di 12,70 mm al più piccolo diametro del foro, che rappresenta la dimensione limite minima. Fase 2. La tolleranza di accoppiamento di 0.178 deve essere sommata al più piccolo diametro del foro per determinare il diametro più grande dell’albero, 12,878 mm, che è il limite superiore (dimensione limite massima).

12,70 12,70 DIMENSIONE LIMITE +0,178 TOLLERANZA DI ACCOPPIAMENTO; MINIMA DEL FORO 12,878 DIMENSIONE LIMITE MASSIMA DELL’ALBERO Fase 2

Fase 1

12,776 12,878 12,70 12,802

Fase 5

Fase 3. Il limite inferiore dell’albero è determinato sottraendo la tolleranza della parte da 12,878 mm. Se la tolleranza della parte è 0,076, il limite inferiore dell’albero è 12,802. Fase 4. Il limite superiore del foro è determinato aggiungendo la tolleranza di pezzo a 12,70 mm. Se la tolleranza di pezzo è 0,076, la dimensione limite massima del foro è 12,776. Fase 5. I pezzi sono quotati sul disegno, come appare nella Figura 9.71. Fase 6. Utilizzando i valori assegnati veriﬁcare che, tra l’albero e il foro, si determina un accoppiamento con interferenza. Questa veriﬁca è effettuata calcolando la differenza tra il più piccolo foro (12,70 mm) e il più grande albero (12,878 mm), che risulta negativa e pari a 0,178. Questo valore è uguale alla tolleranza di accoppiamento utilizzata nella fase 2. Fase 7. La differenza tra il più grande foro (12,776 mm) e il più piccolo albero (12,802 mm) è negativa e pari a 0,005. Poiché sia per gli accoppiamenti più stretti, sia per i più larghi tali differenze sono negative, si produrrà sempre gioco tra l’albero e il foro, indipendentemente da quali pezzi, tra tutti quelli prodotti, saranno prescelti per l’assemblaggio.

Sistema albero base Il sistema albero base consiste in un metodo applicato più raramente alle tolleranze per alberi e fori. Può essere usato per alberi prodotti secondo dimensioni uniﬁcate. Per questo sistema, il diametro più grande dell’albero è pari al diametro nominale e, rispetto a questo, sono applicate tutte le tolleranze (Figura 9.72).

12,878 –0,076 TOLLERANZA 12,802 DIMENSIONE LIMITE MINIMA DELL’ALBERO

12,70 +0,076 TOLLERANZA 12,776 DIMENSIONE LIMITE MASSIMA DEL FORO Fase 4

Fase 3

12,70 DIMENSIONE MINIMA DEL FORO –12,878 DIMENSIONE MASSIMA DELL’ALBERO –0,178 Interferenza massima pari alla tolleranza di accoppiamento Fase 6

479

12,776 DIMENSIONE MASSIMA DEL FORO –12,802 DIMENSIONE MINIMA DELL’ALBERO –0,026 Gioco massimo

Fase 7

Figura 9.71 Calcolo delle tolleranze per un accoppiamento con interferenza utilizzando il sistema foro base

480

CAPITOLO 9 0,076, il limite inferiore dell’albero è 12,624 mm e ciò produce un accoppiamento con gioco tra l’albero e il foro. Un accoppiamento con interferenza sarebbe possibile sottraendo la tolleranza di accoppiamento dalla dimensione nominale assegnata all’albero.

Albero più grande

Dimensione nominale 12,70

12,70

Accoppiamento con gioco

Accoppiamento con interferenza

Sistema albero base

Calcolo di un accoppiamento di precisione Nell’esercizio che segue, effettuare la quotatura e la scelta delle tolleranze per il diametro dell’albero usando le tavole standard ANSI. Un albero deve essere inserito in un foro mediante pressione (accoppiamento con interferenza): in questo tipo di accoppiamento, l’albero è sempre più grande del foro e le due parti vengono forzate meccanicamente.

12,70 LIMITE SUPERIORE

Impiego delle tabelle per accoppiamenti di precisione Fase 1 12,70 +0,102 TOLLERANZA 12,802 DIMENSIONE LIMITE MINIMA DEL FORO Fase 2 12,802 +0,076 TOLLERANZA 12,878 DIMENSIONE LIMITE MASSIMA DEL FORO Fase 3 12,70 –0,076 TOLLERANZA 12,624 DIMENSIONE LIMITE MINIMA DELL’ALBERO Fase 4

Figura 9.72 Calcolo delle tolleranze per un accoppiamento con gioco utilizzando il sistema albero base

Fase 1. Selezionare la classe di accoppiamento di precisione che è più appropriata. In questo caso, usare FN (classe di accoppiamento forzato a mano o con preriscaldamento) e selezionare una classe media, per esempio FN 2. Fase 2. Considerare la dimensione nominale. In questo caso la dimensione è 0,5000 (negli accoppiamenti di precisione, è frequente l’uso anche di quattro cifre decimali). Fase 3. Usando la tabella di accoppiamento nella Figura 9.73, nella colonna della misura nominale in pollici prendere in esame la classe nominale dell’albero da 0,40 a 0,56. Leggere i valori di questa riga e trovare la colonna dei valori dell’albero sotto la classe FN 2. I valori +1,6 e +1,2 sono presenti nella tabella. Fase 4. È importante ricordare che i due numeri (1,6 e 1,2) sono espressi in millesimi (0,001) di pollice. Per evitare errori, scrivere correttamente questi numeri in modo che i loro valori reali siano evidenti: 0,0016 e 0,0012. Fase 5. Sommare 0,0016 e 0,0012 a 0,5000 per trovare, rispettivamente, la dimensione limite massima e minima. La dimensione completa dell’albero sarà la seguente: 0,5016

Costruzione di un accoppiamento con gioco mediante il sistema albero base Fase 1. Utilizzare il sistema albero base e assegnare un valore di 12,70 mm al più grande diametro dell’albero. Fase 2. La tolleranza di accoppiamento di 0,102 deve essere sommata al diametro più grande dell’albero per determinare il diametro del foro più piccolo, 12,802 mm. Fase 3. La dimensione limite massima del foro è determinata sommando la tolleranza di pezzo a 12,802. Se la tolleranza di pezzo è 0,076, la dimensione limite massima del foro è 12,878 mm. Fase 4. Il limite inferiore dell’albero è determinato sottraendo la tolleranza di pezzo da 12,70 mm. Se la tolleranza è

0,5012 Fase 6. Per determinare le dimensioni limite del foro, seguire la stessa procedura, utilizzando i valori della colonna del foro, che sono +0,7 e –0. Fase 7. Questi valori sono anch’essi in millesimi di pollice e devono essere riportati come 0,0007 e 0,0000. Fase 8. Aggiungere 0,0007 a 0,5000 per creare la dimensione limite massima del foro e sottrarre 0,0000 da 0,5000 per individuare la dimensione limite minima. Queste sono le tolleranze di limite per il foro. La dimensione completa del foro sarà la seguente: 0,5007 0,5000

Tecniche di quotatura e tolleranze

Classe FN 5

Limiti di Interferenza

Classe FN 4

Foro Albero H7 u6

0,05 0,5

+0,25 +0,5 –0 +0,3

0,2 +0,4 0,85 –0

+0,85 +0,6

0,3 0,95

+0,4 –0

+0,95 0,3 +0,7 1,3

+0,6 –0

+1,3 +0,9

0,12 – 0,24

0,1 0,6

+0,3 –0

+0,6 +0,4

0,2 1,0

+0,5 –0

+1,0 +0,7

0,4 1,2

+0,5 –0

+1,2 +0,9

0,5 1,7

+0,7 –0

+1,7 +1,2

0,24 – 0,40

0,1 0,75

+0,4 –0

+0,75 0,4 +0,5 1,4

+0,6 –0

+1,4 +1,0

0,6 1,6

+0,6 –0

+1,6 +1,2

0,5 2,0

+0,9 –0

+2,0 +1,4

0,40 – 0,56

0,1 0,8

+0,4 –0

+0,8 +0,5

0,5 1,6

+0,7 –0

+1,6 +1,2

0,7 1,8

+0,7 –0

+1,8 +1,4

0,6 2,3

+1,0 –0

+2,3 +1,6

0,56 – 0,71

0,2 0,9

+0,4 –0

+0,9 +0,6

0,5 1,6

+0,7 –0

+1,6 +1,2

0,7 1,8

+0,7 –0

+1,8 +1,4

0,8 2,5

+1,0 –0

+2,5 +1,8

0,71 – 0,95

0,2 1,1

+0,5 –0

+1,1 +0,7

0,6 1,9

+0,8 –0

+1,9 +1,4

0,8 2,1

+0,8 –0

+2,1 +1,6

1,0 3,0

+1,2 –0

+3,0 +2,2

0,95 – 1,19

0,3 1,2

+0,5 –0

+1,2 +0,8

0,6 1,9

+0,8 –0

+1,9 +1,4

0,8 2,1

+0,8 –0

+2,1 +1,6

1,0 2,3

+0,8 –0

+2,3 +1,8

1,3 3,3

+1,2 –0

+3,3 +2,5

1,19 – 1,58

0,3 1,3

+0,6 –0

+1,3 +0,9

0,8 2,4

+1,0 –0

+2,4 +1,8

1,0 2,6

+1,0 –0

+2,6 +2,0

1,5 3,1

+1,0 –0

+3,1 +2,5

1,4 4,0

+1,6 –0

+4,0 +3,0

Dimensione nominale, pollici Da 0

a – 0,12

Limiti standard

Limiti standard Foro Albero H7 s6

Limiti di Interferenza

Foro Albero H6

Limiti di Interferenza

Classe FN 3

Limiti di Interferenza

Classe FN 2

Limiti di Interferenza

Classe FN 1

481

Limiti standard Foro Albero H7 t6

Limiti standard

Limiti standard Foro Albero H8 x7

Fonte: ANSI B4.1–1967 (R1987).

Figura 9.73 Tabella da utilizzare per l’applicazione di tolleranze di precisione Confrontare i valori di cui alla fase 5 con quelli della fase 8 per comprendere che si tratta di un accoppiamento con interferenza poiché il foro risulta sempre più piccolo dell’albero.

le rende considerevolmente più utili delle informazioni che si leggono nei disegni a mano. Piuttosto che avere un addetto alla fabbricazione che interpreta la quota indicata nel disegno, l’utensile della macchina utilizza le dimensioni degli elementi geometrici codiﬁcati nella base dati del CAD.

9.7

9.7.1

Tolleranze nei sistemi CAD

Alcuni concetti relativi alle tolleranze si possono ben esprimere con un sistema CAD. Nel disegno a mano libera, gli elaborati grafici rappresentano un’immagine della parte e le quote aggiungono informazioni importanti al disegno. In un sistema CAD, gli elaborati grafici possono offrire una miglior descrizione della parte, poiché si costruiscono a partire da una definizione matematica esatta della geometria. Ovviamente, in un disegno eseguito a mano, le rappresentazioni non sono così esatte. I disegni CAD, pertanto, possono essere considerati archivi geometrici piuttosto che semplicemente disegni. Le base dati della geometria CAD possono essere trasmesse direttamente alle macchine di fabbricazione e ciò

Esattezza geometrica

La geometria di una parte generata in un ambiente CAD deve essere completamente esatta. Non bisogna utilizzare le posizioni in coordinate derivanti dall’output di lettura di una quota per localizzare le caratteristiche geometriche poiché questi output sono esatti soltanto per ciò che riguarda il numero di decimali visualizzati. Per esempio, un output di lettura di 20,0000 può essere inteso di 20 millimetri, ma se l’output fosse deﬁnito con un’altra cifra signiﬁcativa, si potrebbe rilevare la misura di 20,00004. Un angolo può apparire di 45 gradi, mentre, in realtà in realtà è di 45,00035 gradi. La geometria di un pezzo dovrebbe essere costruita in modo da poterla direttamente trasmettere a un sistema

482

CAPITOLO 9

CAM per la lavorazione. Afﬁnché questo accada, le linee devono avere le seguenti caratteristiche: Interrompersi esattamente in corrispondenza degli angoli. Non devono essere mai più corte del dovuto (anche di soli 0,00051 mm). Non essere mai sovrapposte. Essere tutte caratterizzate da lunghezze e angoli esatti. 9.7.2

Quotatura associativa

La maggior parte dei sistemi CAD ha una funzione che lega una caratteristica geometrica direttamente alla relativa quota; se la caratteristica cambia, la quota cambia automaticamente. Questa funzione associativa è un eccellente strumento per controllare la geometria durante la quotatura. Occorre scacciare la tentazione di scrivere sopra una quota quando non è esattamente corretta; bisogna cambiare la geometria, non il valore della quota. L’utilizzo continuo di dimensioni uniﬁcate facilita l’aggiunta successiva delle quote a un disegno CAD. Per esempio, se se si disegna una parte usando misure nominali, il comando di quotatura può essere impostato per aggiungere e sottrarre automaticamente la tolleranza dalla misura nominale e mostrare, quindi, rispettivamente le dimensioni limite massima e minima.

9.8

Dimensionamento geometrico e tolleranza

In maniera molto efﬁcace si possono deﬁnire le parti in base al loro funzionamento usando i simboli standard ASME/ANSI del GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) che può essere tradotto come Dimensionamento geometrico e tolleranza. Tolleranza totale di planarità di 6 mm Questa intera zona di tolleranza può spostarsi in alto e in basso, all'interno della zona di tolleranza dimensionale

Per molti anni, soltanto poche aziende hanno usato il GD&T e tutte le sue estensioni, ma perfino in queste aziende non c’era accordo sul significato reale dei simboli e dei termini. Negli ultimi quindici anni si è verificato un ritorno d’interesse e di addestramento al GD&T dovuto soprattutto all’aumento dell’uso del controllo statistico del processo (CSP) e perché si è riconosciuto nel GD&T un potente strumento in grado di ridurre il costo dei pezzi di precisione. Il controllo statistico del processo offre vantaggi reali alle aziende che producono un gran numero di parti, perché consente di ridurre o persino eliminare il controllo di alcune feature. Tuttavia, per ottenere riduzioni di costo il CSP richiede che alla feature reale siano assegnate le tolleranze in modo appropriato. Spesso, l’unica possibilità di “tollerare” tali feature in modo da potere usare correttamente il CSP è attraverso il GD&T. Il GD&T è diventato molto popolare anche per la diffusa accettazione delle normativa sulla qualità in tutto il mondo, come la serie ISO 9000. Queste norme richiedono che un fornitore specifichi non solo che un oggetto sia controllato, ma anche come deve essere controllato. Per esempio, un disegno può mostrare che una feature è circolare. Le possibili domande potrebbero essere: “quanto circolare?” e “come viene controllata questa circolarità?”. La norma americana che controlla il dimensionamento e la tolleranza delle parti è ASME Y14.5-1994 e include tutti i simboli e gli elementi concettuali del GD&T. Le tolleranze dimensionali da sole non sono a volte sufficienti per soddisfare le esigenze di progetto di una parte. Anche le relazioni tra le feature potrebbero richiedere un controllo. In tali casi, al disegno vengono aggiunte delle note per definire questi rapporti. Si consideri, per esempio, il tavolo mostrato nella Figura 9.74 che ha un’altezza dal pavimento di 800 millimetri. La superficie superiore del tavolo è piana? Lo è, se

Altezza totale Tolleranza di 20 mm 6

800 ± 10

Superficie reale del tavolo

Figura 9.74 Tavolo con indicazione di planarità

Tecniche di quotatura e tolleranze

la tolleranza su 800 mm di altezza è, per esempio, ±10 mm. La superficie superiore non potrebbe mai essere più di 810 mm o meno di 790 mm. Ciò significa che tale superficie deve essere piana all’interno di 20 mm. Se è richiesta una maggiore restrizione alla planarità della superficie superiore, una tolleranza più stretta potrebbe essere, per esempio di ± 3 mm, cioè la parte superiore sarebbe piana all’interno di 6 mm. Tuttavia, la tolleranza sull’altezza diventerebbe troppo restrittiva, e ciò causerebbe il rifiuto di un qualsiasi tavolo che risultasse avere un’altezza al di fuori dell’intervallo consentito, anche se fosse un buon tavolo. Questo è un esempio di cosa accade nel tentativo di controllare la forma di una parte con una tolleranza dimensionale. Senza il GD&T, l’unico modo di separare la tolleranza sull’altezza dalla tolleranza di planarità è con l’aggiunta di note. Una nota per il tavolo potrebbe essere: NOTA 1. LA PARTE SUPERIORE DEL TAVOLO DEVE ESSERE PIANA ENTRO 6 MILLIMETRI IN TOTALE. Usando il GD&T, potremmo ritornare alla tolleranza di ±10 mm e disporre semplicemente un controllo di planarità (totale di 6 mm, in questo esempio) sulla superficie superiore. Questo risolverebbe il problema e comunicherebbe i bisogni del progetto al fornitore e all’ispettore. I simboli usati nel GD&T creano le definizioni di controllo e di fabbricazione con minima confusione ed errata interpretazione. Le domande che dovrebbero essere fatte continuamente durante la fase di progetto sono: Che genere di parte sarebbe rifiutata con queste tolleranze? Le parti rifiutate saranno inutilizzabili? Rifiuteremo tutte le parti che non possiamo usare? Per l’esempio del tavolo, le risposte sono le seguenti: 1. Sarebbe rifiutato qualsiasi tavolo che è troppo alto o troppo basso (oltre 810 mm o sotto 790 mm), anche se la parte superiore è perfettamente piana. A cosa servirebbe un tavolo perfettamente piano se è soltanto 100 mm al disopra del pavimento? 2. Sarebbe rifiutato anche qualsiasi tavolo per cui la superficie superiore non è abbastanza piana, anche se il tavolo è entro i limiti di altezza. A cosa servirebbe un tavolo di 800 mm se la superficie superiore è troppo ondulata per posarvi una tazza di caffè?

9.9

Simboli del GD&T

Nella Figura 9.75 sono indicati i simboli del GD&T necessari per speciﬁcare in modo conciso i requisiti delle feature. Il simbolo di planarità indicato è usato nella Fi-

483

gura 9.74 ed è situato nel riquadro rettangolare per il controllo della feature, il quale è diviso in due caselle. Il simbolo della planarità è nella parte sinistra, e indica il controllo geometrico reale per la superﬁcie superiore del tavolo. La misura totale della zona di tolleranza è nella parte destra. In questo caso, la zona di tolleranza è di 6 mm. Alcuni esempi di riquadri di controllo della feature sono riportati nella Figura 9.76.

9.10

Regola n.1 dell’ASME Y14.5-1994

Le tolleranze geometriche riguardano il controllo delle forme e le posizioni delle feature. Tutte le quote includono le tolleranze geometriche, indipendentemente dalla presenza o meno di speciﬁche indicazioni a disegno. Questo deriva dalla regola n. 1, che è la seguente: Regola n.1: Feature dimensionale individuale Laddove è speciﬁcata soltanto una tolleranza dimensionale, i limiti dimensionali di una feature individuale prescrivono il limite entro cui sono ammissibili le variazioni nella relativa forma geometrica, così come nella dimensione. (ASME Y14.5-1994.)

Per esempio, se un albero ha un diametro di 14 mm, questo controlla anche la circolarità dell’albero (Figura 9.77). La quota diametrale (“il limite di misura”) richiede che l’albero sia all’interno della tolleranza dimensionale, e il simbolo di diametro richiede all’albero di intraprendere “una specifica forma geometrica”. La circolarità totale dipende dalla tolleranza dimensionale del diametro. Per esempio, se il diametro di 14 mm ha una tolleranza di ±0,01, allora il controllo di circolarità è l’equivalente di 0,01 (la tolleranza di controllo della forma è specificata diversamente dalla tolleranza di controllo dimensionale). Per controllare la circolarità di una parte, è necessario misurare il diametro in qualsiasi sezione trasversale circolare e confrontare le letture dimensionali più ampie e più strette. L’albero non può mai essere più grande o più piccolo dei diametri massimi e minimi. Questo metodo semplice di controllo assicura che l’albero sia all’interno sia della tolleranza dimensionale sia della tolleranza di circolarità. Inoltre, se il disegno dell’albero è completamente quotato, i seguenti comandi geometrici sarebbero richiesti secondo la regola n. 1: 1. Rettilineità delle generatrici del cilindro. Le generatrici del cilindro non possono essere più “inflesse” di quanto prescritto dalla tolleranza dimensionale totale o una parte di esse sporgerebbe fuori dalla zona dimensionale massima. 2. Planarità delle estremità dell’albero.

484

CAPITOLO 9

A Riferimento parziale

Feature di riferimento

Punto di riferimento

LMC

RFS

Zona di tolleranza proiettata

Diametro Localizzazione Lungo tutto il contorno del profilo

Inclinazione

Perpendicolarità

Svasatura (proposta ISO)

Concentricità

Parallelismo

Profilo di una superficie

Circolarità

Planarità

Profilo di una linea

Oscillazione circolare

Oscillazione totale

MMC

Stato libero

Piano tangente

Cilindricità

Tra

Rettilineità

Allargatura o lamatura (proposta ISO)

Profondità (proposta ISO)

Origine della quotatura

Conicità

Lunghezza dell’arco

Pendenza

Numero di volte, posti o per mezzo di

Raggio

Tolleranza statistica

Riferimento

S⵰

Raggio sferico

Diametro sferico

Riquadro di controllo della feature

Quota fuori scala

Forma quadrata

Simmetria

Simboli misti

Figura 9.75 Simboli di quotatura e di tolleranze

0,1 A

0,1

30 ± 0,5

ø14 ± 0,01

A 19,1

ø 18,9 50 ± 0,3

Figura 9.76 Esempi di riquadri di controllo di una feature

Figura 9.77 Applicazione della regola n.1

Tecniche di quotatura e tolleranze

3. Parallelismo tra qualsiasi due generatrici opposte. Le generatrici di un cilindro non devono soltanto essere diritte, devono anche essere parallele una all’altra, all’interno della tolleranza dimensionale del cilindro. L’elemento chiave è che tutte le quote dimensionali incorporano, in modo naturale, alcuni comandi geometrici. I simboli supplementari dovrebbero essere usati soltanto quando questi comandi naturali devono essere riﬁniti. Infatti, i simboli geometrici vengono utilizzati spesso per ridurre il valore dell’accuratezza richiesta su una parte. Per esempio, si consideri un albero utilizzato per montare cuscinetti a scorrimento assiale (Figura 9.78), che sono utilizzati per consentire un movimento scorrevole assiale piuttosto che rotazionale. In questo caso, l’albero deve essere molto preciso sia nella dimensione sia nella circolarità, ma quella stessa precisione non è possibile per la rettilineità. La soluzione sta nel tollerare il diametro dell’albero in modo sufﬁcientemente accurato, secondo le necessità, e poi aggiungere una più ampia tolleranza di rettilineità all’asse dell’albero.

9.11

Condizione di massimo materiale

La condizione di massimo materiale (MMC, Maximum Material Condition) è lo stato in cui una feature esterna (come un albero) è alla massima dimensione ammissibile, o una feature interna (come un foro) è alla minima dimensione ammissibile. In altre parole, la MMC è la condizione che determina la massima quantità di materia. Questo non dovrebbe essere confuso con “la misura più grande”. Una feature ha la dimensione maggiore, in

Albero Cuscinetto

Albero in uso

base al principio MMC, solo quando è una feature esterna, come un elemento albero. Una feature interna, come un elemento foro, è nella MMC quando ha la dimensione minore; infatti, c’è più metallo in una parte con il foro più piccolo. 9.11.1

Modiﬁcatori di condizione materiale

Nella Figura 9.79 sono indicati il simbolo M per la condizione di massimo materiale (MMC), e il simbolo L per la condizione di minimo materiale (LMC, Least Material Condition). La LMC esprime una condizione opposta della MMC; si riferisce a un elemento albero che è alla sua più piccola dimensione o a un elemento foro che è alla sua più grande dimensione. Un’altra condizione di materiale che non ha un simbolo è il RFS (Regardless of Feature of Size, indipendenza dalla dimensione della feature). Il RFS richiede che lo stato del materiale non sia considerato. Viene usato laddove è speciﬁcata una tolleranza geometrica ma la dimensione reale della feature controllata non viene considerata quando si applica tale tolleranza. 9.11.2

Scostamento dal MMC

Nel GD&T, il termine scostamento dal MMC è usato spesso. Per comprendere questo termine, si ricordi che in una serie di parti (tutte entro i limiti dimensionali della tolleranza), ci saranno molte dimensioni differenti. Infatti, uno strumento di controllo estremamente preciso rivelerebbe che nessuna parte ha esattamente la stessa dimensione. Se un perno è alla sua più grande dimensione ammissibile, allora è nella condizione MMC. Può “scostarsi dal MMC” solo diventando più piccolo, avvicinandosi al LMC. Di conseguenza, se 100 perni sono separati dalla dimensione reale, alcuni “si scosteranno dal MMC” più di altri. In altre parole, alcuni saranno più piccoli degli altri e quindi più vicini al LMC. Per un foro, “lo scostamento dal MMC” signiﬁca essere più grande del minimo ammissibile.

ø12 ± 0,1 —

ø0,4 M

M L

Riquadro di tolleranza nel disegno

Figura 9.78 Albero per guida a scorrimento assiale

485

Figura 9.79 Simboli di condizione di materiale

486

9.11.3

CAPITOLO 9

Forma perfetta al MMC

Un’estensione della regola n.1 è il concetto di forma perfetta al massimo materiale. Se, per esempio, un albero è stato realizzato con la dimensione massima assoluta, non può essere altro che cilindrico. Qualsiasi ﬁgura eccentrica si noterebbe con un controllo del diametro; sarebbe sovraddimensionata a un certo punto. Questo è denominato principio di inviluppo, secondo il quale, se si pensa alla “parte perfetta” come a un “inviluppo”, i suoi contorni non devono mai essere violati nelle parti fabbricate. Per esempio, un albero che si allontani dalla dimensione di massimo materiale, rimanendo entro i relativi limiti dimensionali, può assumere una forma più curva e ancora entrare nello stesso foro. D’altra parte, un foro può essere sformato solo se è più grande della sua dimensione minima (scostamento dal MMC). Nella Figura 9.80, si noti che il contorno è la forma perfetta di un albero e la parte reale può assumere qualsiasi dimensione o forma (entro i limiti), purché resti all’interno del contorno. Una precauzione è che nessuna sezione trasversale può risultare di dimensione inferiore a quella minima accettabile. Le tolleranze geometriche sono usate quasi sempre per afﬁnare altre tolleranze, piuttosto che controllare da sole le caratteristiche. Nella Figura 9.81, per esempio, la circolarità dell’albero è controllata in primo luogo dalla tolleranza sul diametro. Se il controllo di circolarità fosse rimosso, l’albero dovrebbe in ogni caso essere circolare entro i limiti della tolleranza sul diametro, per la regola n.1. 9.11.4

Separazione dei controlli

Il controllo di circolarità implica semplicemente che l’albero deve essere circolare entro un livello di precisione più elevato di quello richiesto dal solo controllo dimensionale. La regola n.1 unisce il controllo della forma e della dimensione in una singola tolleranza, e un controllo di circolarità separa la dimensione dalla forma. Questa capacità

di separare i controlli dimensionali e di forma rende le tolleranze geometriche estremamente importanti. Chi volesse ignorare le tolleranze geometriche, volendo effettuare un solo controllo dimensionale con tolleranze molto precise per ogni parte, raggiungerebbe il risultato desiderato con costi estremamente alti. La tolleranza è l’arte e la scienza di usare l’imprecisione più grande possibile che garantisce ancora il funzionamento della parte. Ignorare i controlli geometrici signiﬁca trascurare la metà degli strumenti disponibili per compiere questa operazione.

9.12

Feature di riferimento

Un riferimento è un punto di inizio per una quota. Un riferimento può essere un piano perfetto, una linea centrale, o un punto. I riferimenti sono perfetti, non reali. Alcuni esempi sono la linea centrale (asse) di un albero o il punto al centro di una sfera. Queste sono posizioni teoriche che possono essere rappresentate con gli attrezzi di controllo o possono essere derivate. Per esempio, un’asse è rappresentato dal centro di un perno di controllo o di un calibro o dal centro di un mandrino di controllo. Un’asse è ottenuto misurando il diametro di un perno di riferimento e aggiungendo poi una dimensione pari alla metà del diametro del perno per individuare il centro del riferimento da un bordo o da un’altra feature. Per un foro, la misura non è sul bordo della feature foro ma sul più grande perno di riferimento che è possibile inserire nel foro. Un riferimento che è più difficile da visualizzare è il piano perfetto. Un osservatore vede le superfici sulle parti, che non sono veri piani illimitati ma piani limitati, e può essere difficile distinguere tra una tale superficie e il piano perfetto che lo localizza. Nella Figura 9.82, la parte ha una quota verticale dal basso all’alto. Un modo per misurare questa quota è posizionare la parte su una piastra di riscontro e utilizzare un calibro come indicato nella figura. La superficie inferiore della parte (un piano limitato) è denominata feature di riferimento e il piano di controllo

Diametro minimo Limite di forma perfetta al MMC

Zona di tolleranza Diametro minimo

ø12

0,05 Reale contorno della parte

Figura 9.80 Albero con forma perfetta nella condizione MMC

Contorno reale della parte

Figura 9.81 Albero con tolleranza di circolarità

Tecniche di quotatura e tolleranze

487

Calibro Parte B

Riferimento

Figura 9.83 Figura 9.82 La superﬁcie inferiore della parte è la feature di riferimento, mentre il piano di controllo è il riferimento.

La ﬁgura mostra la differenza tra una misura effettuata dal piano di riscontro (riferimento) e quella effettuata da una superﬁcie della parte stessa.

rappresenta il riferimento (un vero piano illimitato) ed è denominato riferimento simulato. La feature di riferimento simulata è quella da cui si effettuano le misure. 9.12.1

Riferimenti e assemblaggi

Guardando i riferimenti dalla prospettiva della funzione dell’assemblaggio, dove una parte è montata su un’altra, come nella Figura 9.84, le superfici di accoppiamento non necessitano di essere perfette. Le due parti si adattano bene (cioè, funzioneranno) se le superfici di accoppiamento (le feature di riferimento scelte) non hanno sporgenze che si estendono oltre i piani di disegno (riferimenti). Si noti che per le superfici può essere accettabile avere depressioni, che non interferiranno con l’accoppiamento delle parti. 9.12.3

Superficie reale

Impiego dei riferimenti

Una volta stabilito un riferimento, le misure possono essere prese da questo riferimento invece che dalla feature. L’importanza di questo procedimento è illustrata nella Figura 9.83. La misura A dal riferimento può garantire che la parte sia all’interno della tolleranza; la misura B, invece, può creare un problema perché è valutata rispetto a un’irregolarità superﬁciale e può rendere la parte inaccettabile perché fuori tolleranza. Un metodo migliore consiste nel prendere una misura della più grande distanza, non la localizzazione di un punto. Questa distanza può essere ottenuta ponendo la parte su un piano e ricavando la misura da questo piano, invece che dalla parte stessa. 9.12.2

Contorno del riferimento

Controllo della feature di riferimento

Qualche volta la scelta di una feature potrebbe essere orientata per una feature di riferimento. Si tenga presente che una feature scelta come riferimento non richiede il controllo collegato della feature. Questa è una considera-

Feature della parte da accoppiare

Figura 9.84 Accoppiamento ad angolo di due parti

zione importante quando si selezionano le feature di riferimento. Per esempio, un controllo della feature può richiedere che una superﬁcie piana sia liscia all’interno di determinate tolleranze, senza sporgenze o depressioni. In qualità di feature di riferimento, tuttavia, la superﬁcie può essere accettabile se presenta depressioni. Altre cose da considerare sono la dimensione, la stabilità, l’accessibilità ecc., che saranno trattate nel seguito di questo capitolo. 9.12.4

Struttura di riferimento

Ci sono sei gradi di libertà nello spazio. Una parte può spostarsi in alto, in basso, a sinistra, a destra, avanti e indietro. Quando si progetta una parte per la fabbricazione, la parte deve essere posizionata nello spazio sia quando viene costruita, sia quando viene controllata. I riferimenti sono gli indicatori di posizione e la struttura di riferimento è l’indicatore di posizione di una parte nello spazio. Per esempio, se una parte di legno è montata in una morsa per essere piallata, la morsa, per il legno, è un indicatore di posizione dei sei gradi di libertà.

488

CAPITOLO 9

xx xx

xx A

Figura 9.85 Sistema di riferimento a due piani in cui il foro è quotato da sinistra e dal basso

Figura 9.86 Sistema di riferimento a tre piani

Per ridurre il materiale di scarto e di spreco, il disegno, la fabbricazione e le funzioni di controllo devono usare la stessa posizione nello spazio. In altre parole, se in un disegno un foro è quotato a partire dal bordo sinistro della parte, allora anche nella fabbricazione si deve usare lo stesso bordo per determinare dove realizzare il foro. Inoltre, gli addetti all’ispezione devono controllare la posizione del foro misurandolo dal bordo di sinistra. Il bordo di sinistra è pertanto un riferimento e dovrebbe essere identiﬁcato come tale. Se un foro è individuato dal bordo di sinistra e dal basso del pezzo, allora si hanno due riferimenti. In una parte piana, questo può essere sufﬁciente (Figura 9.85). In quei casi in cui è importante individuare le caratteristiche in tutti i sei gradi, è necessaria una struttura di riferimento a tre piani. La struttura si compone di tre piani perfetti, i quali sono perfettamente perpendicolari l’uno all’altro (Figura 9.86). 9.12.5

Riferimento primario

L’identiﬁcazione del riferimento primario è sempre la parte critica della selezione del riferimento ed è il più importante. In molte circostanze, questo sarà l’unico riferimento. 9.12.6

foro individua due piani perpendicolari. Questa struttura di riferimento è probabilmente quella usata più comunemente ed è chiamata struttura di riferimento del piano e del cilindro. 9.12.7

Simboli della feature di riferimento

Nella Figura 9.88, i tre simboli A, B e C sono denominati simboli della feature di riferimento. Non si tratta di simboli di controllo della feature; essi identificano le feature usate per creare i riferimenti. Questi simboli sono fissati alla feature con una linea di estensione o una linea di guida, come indicato nella figura.

9.13

Tolleranze geometriche

Le tolleranze geometriche sono riunite in tre grandi categorie: forma, orientamento e posizione. Nei paragraﬁ seguenti, saranno presentate prima alcune deﬁnizioni che

Asse di riferimento secondario Piano di riferimento secondario C

Riferimento secondario e terziario

Una volta stabilito il riferimento primario, si può generare il riferimento secondario, in base al quale sono situate le feature. Questo riferimento dovrebbe essere una feature funzionale e deve essere perpendicolare alla feature primaria. Il riferimento terziario deve essere perpendicolare sia al primario, sia al secondario. La feature di riferimento secondaria più utile può essere un foro perpendicolare al riferimento primario (Figura 9.87). La superﬁcie individua il riferimento primario e il

Piano di riferimento secondario B

Riferimento primario A

Figura 9.87 Sistema di riferimento costituito da un piano e un cilindro

La progettazione nell’industria Le aziende collaborano per produrre navi più velocemente La costruzione navale è una delle tante industrie in cui i produttori americani devono affrontare una spietata concorrenza globale. Negli Stati Uniti, il ciclo medio, dal progetto alla produzione di un mercantile, richiede da 18 mesi a 2 anni. In Corea, lo stesso mercantile è completato in 13 mesi. L’accelerazione del ciclo di progettazione è una parte importante per rimanere competitivi, ma è un compito difﬁcile da realizzare. Le petroliere e le navi da crociera sono, in realtà, città galleggianti complete di ristoranti, alberghi, cliniche della salute, sistemi di trattamento dell’acqua e dei liquami, sistemi generatori di potenza, tutto posto all’interno dello scafo. Per guadagnare tempo sul mercato, Landon & Associates Inc. e Shipbuilding Vertures Inc. si sono unite per sviluppare il concetto del cantiere navale virtuale. Il Virtual Shipyard è un consorzio di otto aziende specializzate in costruzioni navali. Attraverso una nuova tecnologia di collaborazione, come l’Intergraph’s Data Management 2 (DM2) e l’Integrated Ship Design and Production (ISDP), aziende da ogni parte dagli Stati Uniti possono unirsi e progettare una nave usando un nuovo sistema di struttura di concezione unidirezionale. Al centro del sistema di progettazione vi è un sistema con 196-Mb RAM, un archivio di 4-Gb e un plot server. La rete di trasmissione del Virtual Shipyard prevede l’aggiornamento continuo di tutte le informazioni che riguardano la progettazione e la produzione della nave. Attraverso la connessione World Wide Web il modello 3D della nave si trova presso ogni sito del consorzio. L’aggiornamento continuo rende fat-

sono alla base della comprensione delle tolleranze geometriche. Seguirà poi una discussione per ogni singola tolleranza. 9.13.1

Modello 3-D nella progettazione di un’imbarcazione

tibile la rapida riprogettazione anche a grandi distanze. L’agilità risultante dimostra che la costruzione può essere ottimizzata in termini di aumento della precisione dell’asportazione di materiali, di miglioramento della programmazione e di una migliore valutazione del costo. Il valore di questo modello elettronico si estende ﬁno alla produzione e ai servizi, poiché le riprogettazioni e le sostituzioni delle parti possono facilmente essere prodotte dal database del modello 3D. Adattato da Competitive Shipbuilding, “Computer Aided Design”, luglio 1996, p. 8.

pi, qualunque strumento di ispezione sarà considerato “perfetto” se si rivela almeno 10 volte più preciso della parte misurata. A volte questa precisione è deﬁnita tolleranza di calibratura.

Perfezione

Sebbene si usi il termine “perfetto” è importante riconoscere che niente è veramente tale. Perciò, per i nostri sco-

9.13.2

Zone di tolleranza

La zona di tolleranza è già stata deﬁnita in precedenza in questo capitolo. La forma della zona di tolleranza è in rapporto diretto con i controlli geometrici. Per rendere i controlli più comprensibili, si deve essere in grado di visualizzare chiaramente la zona di tolleranza che si è creata.

Figura 9.88 Simboli di feature di riferimento

9.13.3

Condizione virtuale

La condizione virtuale è l’effetto combinato della più larga dimensione consentita (MMC) di una feature, come un albero, aggiunta alla massima variazione geometrica ammissibile. Per esempio, se il diametro al massimo materiale di un albero è di 12,0 mm e il controllo di rettili489

490

CAPITOLO 9 Elemento di linea Elemento di linea circolare

Figura 9.89 Esempi di elemento di linea e di elemento di linea circolare

neità consente un’inclinazione 0,2 mm, l’albero non potrà più entrare nel foro di diametro 12,0 mm. La dimensione minima del diametro del foro dovrebbe essere di 12,2 mm per permettere all’albero di entrare sempre nel foro. La condizione peggiore dell’albero sarebbe quindi di 12,2 mm di diametro, che è detta condizione virtuale dell’albero. 9.13.4

Tolleranze di forma

Le tolleranze di forma comprendono la rettilineità, la circolarità, la planarità e la cilindricità. Tutte si riferiscono al confronto di una feature reale con una teoricamente perfetta.

Rettilineità Tutti i controlli geometrici di forma sono variazioni e combinazioni di rettilineità. Per esempio, la planarità è la rettilineità applicata contemporaneamente in tutte le direzioni. Risulta, perciò, importante comprendere bene la rettilineità per capire appieno il concetto di tolleranza di forma. La rettilineità in se stessa è basata su elementi di linea. Un elemento di linea è ogni singola li-

nea di qualunque superficie, in qualunque direzione (Figura 9.89). Un elemento di linea circolare è una qualunque singola linea sulla superficie di un cilindro in un piano perpendicolare all’asse (linea centrale) del cilindro. La rettilineità ha due distinte variazioni: rettilineità dell’elemento di linea, e rettilineità del piano centrale o dell’asse. Queste variazioni operano molto diversamente e si distinguono per il modo in cui il riquadro di controllo della feature è collegato alla feature. Per esempio, se il riquadro di controllo è allineato con il diametro di un albero, allora la tolleranza di forma è riferita all’asse, in altre parole, la tolleranza modifica la dimensione dell’albero. Tuttavia, se il controllo si applica al bordo dell’albero, cioè agli elementi di linea di superficie, allora la tolleranza di forma è riferita alla rettilineità dell’elemento di linea (Figura 9.90 e 9.91). Se la rettilineità è applicata agli elementi di linea, allora la condizione di massimo materiale non può essere usata, perché gli elementi di linea non hanno dimensioni e, quindi, non sono feature dimensionali. Se la rettilineità è applicata all’asse di un cilindro, o al piano centrale di un solido rettangolare, allora si può utilizzare la condizione MMC perché la feature è un elemento dimensionale. Rettilineità di un elemento di linea Il controllo di rettilineità di un elemento di linea paragona una linea di una parte con una retta ideale. Qualsiasi tipo di elemento di linea può essere valutato, compresi quelli di una superficie piana o di una superficie di un albero. Se la linea è su una superficie piana, si deve identificare una precisa direzione. Questo viene fatto posizionando opportunamente nelle viste il riquadro di controllo della feature. Nella Figura 9.90, la rettilineità della superficie superiore del corpo prismatico si applica nella direzione parallela al piano di proiezione perché il riquadro di controllo è stato specificato in tale vista.

ø12,0 11,8 0,05

0,05

0,05 Dimensione della zona di tolleranza

Cilindro Profilo vero dell’elemento Rettangolo Disegno

Figura 9.90 Esempi di rettilineità di elementi di linea

ø12,0 11,8

Zone di tolleranza

Metodi di ispezione

Tecniche di quotatura e tolleranze

ø0,12 ø0,05

Condizione RFS

ø0,05 (sempre) Asse reale dell’albero con torsione tridimensionale

491

Ispezione con blocchi a V per localizzare l'asse reale

Modificatore MMC

ø0,12 ø0,05 M

Disegno

ø0,05 (minimo) più qualunque bonus di tolleranza Asse reale dell’albero con torsione tridimensionale Effetto (in scala ingrandita)

Calibro funzionale

Metodi di ispezione

Figura 9.91 Rettilineità dell’asse

La zona di tolleranza per la rettilineità di un elemento di linea è rappresentata da “due rette parallele a una distanza pari al valore della tolleranza”. Rettilineità di un asse (o di un piano centrale) La rettilineità di un asse paragona l’asse di un cilindro a una linea perfettamente diritta in tre dimensioni, questo perché l’asse di un albero può presentare variazioni lungo le tre dimensioni. Un asse perfettamente rettilineo si adatterà dentro un tubo di diametro zero. Poiché tale tubo non è realizzabile, il paragone è rivisto per intendere il più piccolo tubo perfetto in grado di catturare l’asse. Quando il controllo di rettilineità è usato per forme rettangolari, interne (tipo foro) o esterne (tipo albero), il controllo non si applica alla linea centrale ma a un piano mediano o centrale. Questa applicazione di rettilineità è appropriata solo per elementi dimensionali. Si applica quando la dimensione locale della feature è critica, ma sono consentite curvature o deformazioni. La rettilineità di un piano mediano può richiede l’uso di un modiﬁcatore di condizione di materiale (MMC o LMC) nella struttura di controllo della feature. RFS o MMC La rettilineità di un asse o di un piano centrale, può essere esaminata usando sia la condizione RFS (indipendenza dalla dimensione della feature), sia usando la condizione MMC (condizione di massimo materiale). Se il riquadro di controllo della feature non comprende il simbolo MMC, la tolleranza viene applicata usando la condizione RFS. Se viene usata la condizione MMC, il valore di tolleranza sarà aumentato di un bonus. L’applicazione della condizione MMC indica che la tolleranza è

al valore dichiarato (quello nel riquadro di controllo della feature) solo quando la parte è al massimo materiale. La tolleranza reale è quella dichiarata più qualunque scostamento della parte dal MMC. Praticamente in tutti i casi, la tolleranza reale è più larga di quella dichiarata, perché solo raramente una parte reale è nella condizione di massimo materiale. Perciò, l’uso del modiﬁcatore di MMC quasi sempre garantisce un costo inferiore della parte, senza perdita di qualità. La zona di tolleranza per un asse è costituita da “un cilindro perfetto avente un diametro pari al valore della tolleranza, per le applicazioni con la condizione RFS. Nelle applicazioni con la condizione MMC ogni scostamento della feature dal MMC si aggiunge al valore della tolleranza geometrica”. La zona di tolleranza per un piano mediano è costituita da “una coppia di piani perfetti, paralleli e a una distanza pari al valore della tolleranza, per le applicazioni con la condizione RFS. Nelle applicazioni con la condizione MMC ogni scostamento della feature dal MMC si aggiunge al valore della tolleranza geometrica”. Circolarità La circolarità mette a confronto un cerchio (elemento circolare) con un cerchio perfetto. La circolarità potrebbe essere considerata la rettilineità riferita a un cerchio. Dal momento che il cerchio è misurato solo nella forma, e non nella dimensione, nessuna condizione MMC può essere applicata (Figura 9.92). La zona di tolleranza è formata da “due cerchi perfetti, concentrici separati radialmente dal valore della tolleranza”. Il diametro del cerchio più largo è pari al “diametro del cerchio più piccolo più due volte il valore della tolleranza”.

492

CAPITOLO 9

Cerchio perfetto, non può eccedere la dimensione al MMC 0,05 Non in scala

ø12 11,8

0,05

Disegno

Profilo reale della parte

Zona di tolleranza

Guida di precisione Parte

Mandrino di precisione

Metodo di ispezione (controlla solo un singolo livello alla volta)

Figura 9.92 Circolarità

0,05

0,05 Dimensione della zona di tolleranza (due piani)

Tutti i piani sulla superficie devono stare tra due piani

Disegno

Zona di tolleranza

Blocchi di livellamento da sistemare per minimizzare l’errore di lettura Piano di riscontro con foro per un controllo dal basso

Metodi di ispezione

Figura 9.93 Planarità

Planarità La planarità valuta la più ampia distanza verticale tra i punti più alti e più bassi di una superficie. La tolleranza di planarità definisce la distanza tra due piani perfetti entro cui devono giacere tutti i punti su una superficie (Figura 9.93). La planarità potrebbe essere considerata come una rettilineità su una superficie, applicata in tutte le direzioni. Alcune modifiche possono anche essere ammesse per permettere un’ispezione con opportuni strumenti. Per esempio, un foro può essere realizzato nel centro di una superficie piana per l’inserzione con la sonda di un com-

paratore. La stessa superﬁcie da controllare diventa la base e non è necessario alcun livellamento o manipolazione. Cilindricità La cilindricità mette a confronto un cilindro reale con un cilindro perfetto. Vengono effettuati tre tipi di controllo: la rettilineità di tutti gli elementi di linea, la circolarità di tutti gli elementi circolari e la conicità (confronto degli elementi circolari tra loro) (Figura 9.94). La cilindricità potrebbe essere considerata come planarità piegata su un cilindro perfetto. Poiché si tratta di un controllo di forma, nessuna condizione MMC può essere ap-

Tecniche di quotatura e tolleranze

493

Guida di precisione Contorni perfetti del cilindro

Parte

ø12,0 11,8

0,05

Profilo della parte

0,05

Disegno

Mandrino di precisione

Effetto

Metodo di ispezione

Figura 9.94 Cilindricità

plicata. La cilindricità è probabilmente il controllo più costoso. In moltissimi casi, può essere sostituita con una combinazione di altri controlli, come la circolarità e la rettilineità che si incontrano più spesso e sono molto più facili da ispezionare. La zona di tolleranza è speciﬁcata da “due cilindri perfetti, concentrici e a una distanza radiale pari al valore della tolleranza”.

0,05 A

9.13.5

Tolleranze di orientamento

Parallelismo Il parallelismo potrebbe essere considerato come una planarità a una certa distanza o una rettilineità di un asse a una certa distanza (Figura 9.95). Il parallelismo richiede che una feature resti parallela a un riferimento. Se la feature controllata è una superﬁcie, allora tutti i punti su quella superﬁcie devono stare tra due piani

0,05 tra piani perfetti (paralleli al riferimento)

Indicatore di spostamento a pieno campo

Riferimento A

ø12

Asse reale dell’albero con torsione tridimensionale

0,05 A

Disegno

Figura 9.95 Parallelismo

Zona di tolleranza di 0,05 mm La zona è parallela al riferimento

Zone di tolleranza

Metodi di ispezione

494

CAPITOLO 9

perfetti, che sono perfettamente paralleli a quel riferimento. La distanza tra questa coppia di piani o coppia di linee è il valore della tolleranza assegnato nel riquadro di controllo. Un altro modo di controllare il parallelismo di un asse, è quello di definire una zona di tolleranza cilindrica entro cui l’asse deve giacere. Ciò si effettuerà anteponendo il simbolo di diametro al valore della tolleranza nel riquadro di controllo delle feature. Perpendicolarità La perpendicolarità è sia planarità a 90° rispetto a un riferimento, sia rettililineità di un asse a 90° rispetto a un riferimento (Figura 9.96). La perpendicolarità richiede che una feature rimanga perpendicolare rispetto a un riferimento. Se la feature controllata è una superficie, allora tutti i suoi punti devono stare tra due piani perfettamente perpendicolari a quel riferimento. Se la feature è un asse, allora tutti i punti sull’asse devono stare tra due piani che sono perfettamente perpendicolari a quel riferimento. La distanza tra la coppia di piani è pari al valore della tolleranza assegnato nel riquadro di controllo. La tolleranza di perpendicolarità può anche specificare una zona di tolleranza cilindrica, perpendicolare a un piano di riferimento entro cui l’asse della feature deve giacere. In questo caso, il simbolo del diametro è anteposto al valore della tolleranza. La procedura di ispezione usata per il parallelismo è usata anche per la perpendicolarità, tranne che la feature di riferimento è montata su un blocco a 90 gradi. Inclinazione L’inclinazione è una planarità a un certo angolo rispetto a un riferimento oppure una rettilineità di un asse angolato rispetto a un riferimento (Figura 9.97). L’in-

clinazione richiede che una feature rimanga a un assegnato angolo rispetto a un riferimento. Se la feature controllata è una superficie, allora tutti i punti su quella superficie devono stare tra due piani perfetti che presentano uno specifico angolo perfetto rispetto a un riferimento. Se la feature è un asse, allora tutti i punti sull’asse devono stare tra due piani a uno specifico angolo perfetto rispetto a un riferimento. La distanza tra una coppia di piani è il valore della tolleranza assegnato nel riquadro di controllo. La zona di tolleranza per una superficie è costituita da “due piani paralleli, a una distanza pari al valore della tolleranza, esattamente allo stesso angolo dichiarato rispetto al riferimento”. Come per il parallelismo e la perpendicolarità, un asse può essere controllato specificando una zona di tolleranza cilindrica a un angolo base specificato rispetto a uno o più elementi di riferimento. Profilo di una linea Il controllo di un profilo di una linea considera profili bidimensionali di forma irregolare e li paragona a profili di forma perfetta (Figura 9.98). Il profilo è usato, di solito, per controllare forme che sono combinazioni di linee contigue, archi e altre curve. Un cerchietto sul ginocchio della linea guida collegata al riquadro di controllo significa che la tolleranza deve essere applicata su tutto il contorno della parte. La zona di tolleranza è una forma composita costituita da due profili. A meno di specifiche particolari, il primo è il profilo perfetto della feature meno la metà del valore della tolleranza, mentre il secondo è il profilo perfetto più la metà del valore della tolleranza. Questa coppia di profili crea una zona di tolleranza simmetrica intorno alla forma perfetta.

A 60° A

0,05 A

Figura 9.96 Perpendicolarità

ø12 0,05 A

30°

Figura 9.97 Inclinazione

ø12 0,05 A

Tecniche di quotatura e tolleranze

495

.XX A Zona di tolleranza

Riferimento A

Profilo teoricamente perfetto della parte

.XX

Contorno della parte reale

.XX R.XX A Disegno

Zona di tolleranza

Ispezionare solo un livello di sezione alla volta Metodo di ispezione

Figura 9.98 Proﬁlo di una linea

.XX A Riferimento A

Contorno della zona interna

.XX

.XX R.XX

Disegno

Parte teorica perfetta Contorno della zona esterna

Zona di tolleranza

Ispezionare tutti i punti sulla superficie verticalmente e orizzontalmente Metodo di ispezione

Figura 9.99 Proﬁlo di una superﬁcie

Profilo di una superficie Il controllo del profilo di una superficie considera tanti profili di una linea e li accumula per ottenere una superficie tridimensionale (Figura 9.99) che poi viene paragonata a forme perfette. Una tolleranza di profilo di una superficie è di solito usata per controllare forme che sono combinazioni di superfici contigue, di cilindri e di altre forme curve. Il contorno stabilito dal profilo di una superficie potrebbe essere considerato come una combinazione di planarità, cilindricità, parallelismo, perpendicolarità ecc., uniti in modo contiguo. La zona di tolleranza è una forma composita costituita da due profili. A meno di specifiche particolari, il primo è il profilo perfetto di una feature meno la metà del valore della tolleranza, mentre il secondo è il profilo perfetto più metà del valore della tolleranza. Questa coppia di profili crea una zona di tolleranza simmetrica attorno alla forma perfetta.

Per entrambe le tolleranze sui proﬁli (di una linea e di una superﬁcie) la zona di tolleranza può anche essere disposta non simmetricamente oppure essere unilaterale rispetto alla geometria perfetta. 9.13.6

Tolleranze di posizione

Una delle più antiche polemiche circa la quotatura chiede con quanta precisione deve essere localizzato un corpo cilindrico quando esso sia concentrico con un altro corpo cilindrico (Figura 9.100). Salvo l’uso dei controlli geometrici della feature, non esiste una risposta generale a questa domanda. Nella ﬁgura, le due portate cilindriche sono posizionate sulla stessa linea centrale. La domanda è: con quanta precisione deve essere localizzato il cilindro di diametro minore? Questo esempio introduce i tre

496

CAPITOLO 9 25

La tolleranza di oscillazione può essere utile quando non è importante stabilire la causa di un’inadeguata lettura. Un’eccessiva lettura di oscillazione di un albero, potrebbe essere causata da un albero inflesso, una superficie ovalizzata o una feature posta eccentricamente. L’ispezione di oscillazione non fa distinzione tra imperfezioni; indica soltanto che c’è stata un’imperfezione. La concentricità è di difficile controllo, da evitare quando è possibile. Tuttavia dovrebbe essere usata quando è importante confrontare le posizioni degli assi delle feature.

ø 25

ø 50

Figura 9.100 Due porzioni concentriche di albero con differenti diametri

controlli di posizione, per le caratteristiche che sono sullo stesso centro, cioè coassiali: concentricità, oscillazione e localizzazione. Per una situazione di bilanciamento, occorre riferirsi alla concentricità. Per una situazione in cui la feature di riferimento è montata su supporti e la feature controllata deve considerare tutti i tipi di errori, bisogna riferirsi all’oscillazione. Per quasi tutte le altre situazioni, è necessario usare il controllo di localizzazione. Quest’ultimo controllo è, per esempio, utile quando un albero con due portate cilindriche deve accoppiarsi con un foro avente due cavità cilindriche (come nel caso dello spallamento di un bullone). Quando un diametro sul bullone si scosta dal MMC, il cilindro può spostarsi dal centro, ma continuare ad assemblarsi. Questo signiﬁca che in questa situazione si può utilizzare la condizione MMC.

Concentricità La concentricità è la condizione in cui gli assi di tutte le sezioni di un cilindro, cono o sfera sono comuni a un asse di riferimento, usando soltanto la condizione RFS. In altre parole, la concentricità confronta la posizione dell’asse reale della feature con la posizione dell’asse di riferimento. La concentricità è frequentemente usata nelle parti rotanti dove è importante l’equilibrio dinamico. Il simbolo di concentricità è costituito da due cerchi concentrici (Figura 9.101). Sebbene la concentricità sia un controllo della posizione della linea centrale (asse) di una feature, essa riguarda anche la forma della feature, poiché la posizione di quell’asse può essere inﬂuenzata dai cambiamenti nella forma. La zona di tolleranza è “un cilindro perfetto, allineato con il riferimento, con un diametro uguale al valore della tolleranza”. L’effettiva linea centrale (asse), derivata dalla misura, deve stare dentro tale cilindro.

ø 50

25 18

ø25 ø0,13

Asse di riferimento (centro del diametro di 50 mm)

Diametro del riferimento montato su un mandrino di precisione

Cilindro di diametro 0.13 mm centrato sull’asse di riferimento Centro localizzato con coppie di comparatori

Disegno

Figura 9.101 Concentricità

Zona di tolleranza

Metodo di ispezione

Tecniche di quotatura e tolleranze

ø 50

25 18

497

Diametro del riferimento montato su un mandrino di precisione

Asse di riferimento (centro del diametro di 50 mm)

Elementi circolari, uno alla volta

ø 25 0,13 A

Disegno

Coppia di cerchi centrati sull'asse di riferimento

Zona di tolleranza

Lettura totale sull’indicatore di 0,13 mm al massimo

Metodo di ispezione

Figura 9.102 Oscillazione circolare

Oscillazione Ci sono due tipi di oscillazione: circolare e totale. Quella circolare ha come simbolo una singola freccia ed è simile alla tolleranza di circolarità in quanto controlla soltanto un elemento circolare (Figura 9.102). L’oscillazione totale è paragonabile alla cilindricità perché è un controllo di un’intera superficie, piuttosto che di un singolo elemento. In un controllo di oscillazione, la feature di riferimento è montata su un mandrino e si misura il movimento dell’ago di un comparatore posto sulla feature controllata. Quando un albero viene messo in rotazione su un mandrino, lo spostamento dell’ago del comparatore a contatto con quell’albero può essere causato da molti fattori, tra i quali: 1. Qualunque inclinazione nell’asse della feature controllata . 2. Qualunque imperfezione nella superficie della feature controllata, come qualunque graffiatura, sgorbiatura, sbavatura, sede per chiavetta ecc. 3. Qualunque eccentricità nella posizione della feature relativa all’asse di riferimento. Una peculiarità dell’oscillazione consiste nel fatto che essa non può distinguere l’imperfezione nella feature. Se una parte viene scartata per eccesso di oscillazione, la causa dell’eccesso non viene rivelata. Inoltre, non può essere applicata alcuna condizione MMC. Un’altra situazione che può presentarsi con l’oscillazione è la possibilità di una falsa lettura. Per esempio, una flessione di un albero in una direzione può essere in parte compensata da un lobo a forma di uovo situato nella giusta posizione. Per questi motivi, bisogna aver cura

di esaminare propriamente e completamente la feature controllata. La forma della zona di tolleranza per un’oscillazione circolare è “una coppia di cerchi perfetti, separati dal valore della tolleranza, e perfettamente centrati sull’asse di riferimento”. Le coppie di cerchi sono spostate avanti e indietro lungo la superﬁcie, ma non vengono confrontate le letture tra le differenti posizioni.

Localizzazione La localizzazione è il controllo geometrico disponibile più utile, flessibile e versatile. La tolleranza di posizione sfrutta al massimo il bonus di tolleranza della condizione MMC. Per questo motivo, la gran parte dei calibri funzionali è realizzata per controllare le tolleranze di localizzazione. Tra le cose che questa tolleranza è in grado di fare si possono elencare le seguenti: 1. Localizzare un foro, o una serie di fori, da molteplici combinazioni di feature. Le feature possono includere altri fori, superfici, centri di scanalature, centri di parti ecc. 2. Localizzare il centro di una feature, come una scanalatura. Si parla a volte di simmetria, il che significa che la feature controllata sarà centrata rispetto alla feature di riferimento. 3. Tenere i fori e le altre feature perpendicolari o parallele ad altre feature. 4. Consentire tolleranze larghe sulle dimensioni delle feature, mantenendo uno stretto controllo sulle lo-

498

CAPITOLO 9

25 mm tra i centri 32 mm tra i centri

C 50

Perni Superficie di riferimento A Superficie di riferimento B

32 19 B

3 ⫻ ø12 ± 0,1 A B C

ø0,13 M

Disegno

19 mm dal riferimento B (e a esso parallelo)

25 mm dal riferimento C (e a esso parallelo) Riferimento A

Tre cilindri, ognuno di diametro 0,13 mm più il bonus di tolleranza, perpendicolari al riferimento A Zona di tolleranza

Superficie di riferimento C

Calibro funzionale

Figura 9.103 Tolleranza di localizzazione

ro posizioni. Oppure consentire tolleranze larghe sulle posizioni, mantenendo uno stretto controllo sulle dimensioni della feature. La tolleranza di localizzazione è ideale in quelle situazioni dove le parti devono assemblarsi rispettando una varietà di condizioni, permettendo il massimo delle tolleranze. Le tolleranze di localizzazione sono pratiche anche in quanto il loro uso simula le reali situazioni di assemblaggio. Localizzazione dei fori rispetto ai bordi Questo controllo di localizzazione assicura che una serie di fori su una parte siano collocati abbastanza accuratamente da consentire che la parte da accoppiare, con lo stesso numero di perni, possa assemblarsi alla prima. Per esempio, la Figura 9.103 mostra due parti da accoppiare, una con tre fori e l’altra con tre perni. Uno qualunque dei seguenti molteplici difetti potrebbe impedire un assemblaggio perfetto tra le parti: 1. I fori potrebbero non essere sufficientemente grandi per i perni. 2. I fori potrebbero non essere sufficientemente ben posizionati. 3. I fori potrebbero essere inclinati o storti così che i perni entrerebbero solo in parte. 4. I fori potrebbero avere deformazioni, sgorbiature o graffiature. Le deformazioni potrebbero estendersi nello spazio necessario per l’accoppiamento del perno, riducendo effettivamente la dimensione dei fori.

5. Un foro potrebbe essere fuori posizione ma essere così largo da consentire ugualmente l’accoppiamento. 6. Un foro potrebbe essere deformato, ma la parte da accoppiare potrebbe ugualmente adattarsi perché il foro è quasi perfettamente posizionato. La forma della zona di tolleranza è costituita da “tre cilindri perfetti separati, ognuno dei quali posizionato secondo dimensioni di base esatte rispetto ai riferimenti e l’uno con l’altro”. Gli assi dei fori devono trovarsi all’interno dei cilindri. I tre cilindri possono avere dimensioni differenti sulla base dello scostamento di ogni foro dalla condizione MMC. Tutti hanno una dimensione minima di almeno 0,13 mm. Per esempio, un foro può essere alla dimensione minima esatta e la sua tolleranza di localizzazione sarà di 0,13 mm. Un altro foro può essere di 0,08 mm sopra la dimensione minima e la sua tolleranza di localizzazione cilindrica passerà a 0,21 mm. Localizzazione di fori rispetto a un altro foro Questo controllo assicura che i tre fori controllati siano posizionati in modo tanto preciso che quando la parte è montata sul foro più grande i tre perni di accoppiamento entrino sempre nei rispettivi fori controllati (Figura 9.104). L’elemento chiave in questo controllo è che i tre fori piccoli sono localizzati relativamente al foro più grande, senza alcun riferimento ai bordi della parte. Come nel precedente controllo di localizzazione, uno qualunque dei difetti 1÷6 già considerati potrebbe impe-

Tecniche di quotatura e tolleranze

499

3 × ø19 ø 0,13 M

Cilindri perfetti, perpendicolari a -A- di diametro 0,13 mm più qualunque bonus di tolleranza

A B M

ø32

Centro di -B-

Perni di dimensioni pari alla condizione virtuale dei fori

70 35

57 57

Cilindri o fori localizzati a quote teoricamente esatte da -B-

Figura 9.104 Tolleranza di localizzazione: localizzazione di fori rispetto a un foro

dire un assemblaggio perfetto tra le parti. In aggiunta c’è da considerare il seguente difetto: 7. Un foro potrebbe essere fuori posizione, ma potrebbe ancora essere adatto se il foro di riferimento fosse più largo della sua dimensione minima. Questo controllo crea tre cilindri perfetti separati, ognuno situato nelle esatte dimensioni di base rispetto alla superficie di riferimento, al foro di riferimento e rispetto alla loro posizione reciproca. I centri dei fori devono cadere dentro i cilindri. Il riferimento primario mantiene i tre cilindri perpendicolari alla superficie superiore. Anche in questo caso sono valide le considerazioni espresse nel caso precedente per i tre cilindri. In aggiunta, l’insieme dei tre fori può trovarsi fuori posizione come gruppo, per qualsiasi scostamento del foro di riferimento dalla condizione MMC. Questo è l’effetto del modificatore MMC sul richiamo del riferimento -B- nel riquadro di controllo. Tuttavia, individualmente gli assi reali dei fori non possono portarsi al di fuori dei cilindri. Feature localizzata rispetto a un riferimento coassiale Questa tolleranza assicura che il diametro piccolo sia centrato rispetto al diametro grande (cioè sia coassiale) con sufficiente precisione per consentire l’assemblaggio di una parte da accoppiare (Figura 9.105). Siccome sia la feature controllata sia il riferimento sono soggetti alla condizione MMC, questa tolleranza si conferma come la più efficiente possibile. Qualora o la feature controllata o il riferimento fossero più piccoli del massimo consentito, la feature può ammettere una variazione aggiuntiva di localizzazione di entità uguale allo scostamento dal MMC. Questo controllo ignora qualunque deformazione nella feature controllata, a meno che le deformazioni non tendano a rendere la feature più larga. Per esempio, la cava per chiavetta mostrata nella figura non ha effetto sul controllo, perché è interna.

La zona di tolleranza è “un cilindro perfetto, situato al centro del diametro del riferimento”. Il diametro della zona di tolleranza è pari a 0,13 mm più lo scostamento dal MMC della feature controllata. A questa zona di tolleranza è consentita una variazione aggiuntiva uguale allo scostamento dal MMC della feature di riferimento. Simmetria Questa tolleranza di posizione assicura che la feature controllata sia centrata rispetto al riferimento. Per esempio nella Figura 9.106, l’asse della feature è localizzato dal piano centrale del riferimento. La zona di tolleranza è formata da “una coppia di piani, centrati rispetto al riferimento”. La distanza tra i piani è pari al valore dichiarato della tolleranza, più lo scostamento della feature dal MMC. A questa zona di tolleranza è consentita una variazione aggiuntiva uguale allo scostamento dal MMC della feature di riferimento.

25 19

ø 50 A

ø25 ø0,13

Figura 9.105 Tolleranza di localizzazione: coassialità di una feature rispetto a un riferimento

CAPITOLO 9

Il cilindro di tolleranza di 0,13 mm minimo può assumere una forma allungata se una direzione si scosta dal MMC più dell’altra

Perno al MMC del foro meno la tolleranza di localizzazione di 0,13 mm M M A C

500

70 C M M B

ø 44 ø 0,13

Piano centrale -BA M

B M

Disegno

Zona di tolleranza

Calibro funzionale

Figura 9.106 Simmetria

9.14

Calcoli delle tolleranze

9.14.1

Tolleranza per i collegamenti smontabili

Uno dei casi più comuni di calcolo delle tolleranze per accoppiamenti è quello per il collegamento smontabile, cioè per dadi e bulloni mobili, usati per assemblare parti che si accoppiano. I bulloni avranno fori con gioco normalizzato. Per esempio, per una vite M6 dovrebbe essere usato un foro di diametro 6,6 mm (con riferimento alla serie media per costruzione meccaniche generiche) con una tolleranza H13 corrispondente a +0,000 – 0,022 mm. Se la vite ha diametro 6 mm e tolleranza –0,012 – 0,004 mm, si può calcolare la tolleranza di localizzazione per le due parti da accoppiare. La formula è la seguente: T=H–F Dove T = tolleranza per entrambe le parti H = foro al MMC F = vite al MMC Per l’esempio analizzato si avrà 0,582 = 6,578 – 5,996 mm che fornisce la tolleranza applicata a ognuna delle parti. 9.14.2

Tolleranza per i collegamenti ﬁssi

In questo caso, le parti sono assemblate per mezzo di collegamenti che sono già posizionati o sono su una delle parti. Il calcolo è essenzialmente lo stesso che per i collegamenti smontabili eccetto che la tolleranza è divisa tra le parti da accoppiare piuttosto che essere applicata a entrambe. Benché sia più facile dividere semplicemente la tolleranza per due, ci sono situazioni in cui una delle parti ha più della metà del totale, di solito per facilitarne la fabbricazione.

9.14.3

Tolleranza del diametro del foro

Se la tolleranza di localizzazione di una coppia di parti è nota, a partire da questa informazione è possibile calcolare la tolleranza dimensionale del foro usando la stessa equazione vista in precedenza, ma risolvendo rispetto a H (foro al MMC). Con gli stessi dati dell’esempio precedente si avrà che il foro al MMC sarà: 0,144 = 0,138 + 0,006.

9.15

Applicazioni del GD&T al disegno

Il Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) è parte integrante del processo di progettazione. Perciò, si dovrebbero usare le tecniche standard per la soluzione di problemi quando si applica il GD&T alla progettazione funzionale. 9.15.1

Le cinque fasi del processo GD&T

Per applicare i principi del GD&T al processo di progettazione, bisogna ricordare 5 fasi che saranno spiegate di seguito. Il paragrafo successivo fornisce un esempio di applicazione di queste fasi alla progettazione di una singola parte.

Cinque fasi per il controllo geometrico Fase 1. Isolare e definire le funzioni della feature o della parte. Scomporre la parte nelle sue funzioni più semplici. Occorre essere specifici, non generici. Per esempio, un supporto può essere usato “per mantenere una distanza centrale tra due alberi” piuttosto che “per sostenere due alberi”. Fase 2. Classificare le funzioni in base alle priorità. È importante identificare i punti dubbi ed essere ancora specifici.

Tecniche di quotatura e tolleranze Idealmente solo una funzione dovrebbe avere la priorità centrale. Questo punto potrebbe essere tra i più difficili, specialmente se si ricorre ai principi di progettazione creativa e le parti sono progettate per incorporare molte funzioni. Fase 3. Identificare la struttura di riferimento sulla base delle proprietà funzionali e controllare le feature di riferimento. Su una specifica parte, questo punto può richiedere la creazione di molti riquadri di riferimento, ognuno basato su un elemento prioritario. Il riquadro (l’insieme dei riferimenti) può essere costituito da uno, due o tre piani. Il controllo delle feature di riferimento limita l’instabilità di parti imperfette rispetto al riquadro di riferimento teoricamente esatto. Fase 4. Selezionare il controllo (tipo di tolleranza) appropriato. Nei casi in cui sono richiesti molti controlli, come nel caso di feature coassiali (cioè localizzazione, oscillazione, concentricità), iniziare con il controllo più semplice e meno restrittivo e procedere verso i più restrittivi, secondo le necessità. Bisogna, quindi, prima dimostrare la necessità di un controllo, partendo dalla presunzione che nessun controllo sia necessario. Fase 5. Calcolare i valori di tolleranza. I calcoli di tolleranza sono l’ultimo punto, anche se la tendenza è di metterli al primo posto. Sono anche molto facili perché sono solitamente basati su una formula.

9.15.2

Esempio di applicazione

La Figura 9.107 mostra una parte che si monta su una piastra e sostiene un albero, a una distanza al di sopra della piastra e sporgente al di là di essa. La parte è fissata con tre viti che devono facilmente adattarsi ai fori. Perciò, le viti non possono essere usate per localizzare l’albero con precisione; in alternativa si deve utilizzare lo spallamento per posizionare la parte nella direzione X. Le viti sono usate solo per bloccare la parte dopo il posizionamento. (Questa è una situazione comune.) Nell’analizzare questo disegno, ricordare che solo le superfici lavorate a macchina possono essere portate a qualunque livello di precisione; le superfici ottenute per fusione non sono affidabili. Fase 1. Isolare e definire le funzioni della feature o della parte. Le funzioni più ovvie sono: a. Sostenere un albero nel foro largo. b. Disporre i tre fori di fissaggio secondo una serie. c. Garantire uno spallamento per il montaggio con un’altra parte. d. Mantenere l’albero parallelo allo spallamento.

501

Figura 9.107 Supporto con spallamento per il posizionamento di un albero

e. Garantire un’ampia superficie di supporto per l’albero. f. Mantenere l’albero a livello. Fase 2. Classificare le priorità delle funzioni. Questo è probabilmente il punto più trascurato, ma è anche il più importante. Tutte le parti possono essere suddivise nelle loro funzioni di base. Nella Figura 9.107, potrebbe non essere evidente all’inizio, ma lo spallamento deve tenere l’albero a un’altezza specifica e a una certa distanza dallo spallamento stesso (vedere quote A e B). Questo posizionamento sembra essere la sua funzione più importante. Un punto critico per questa parte è probabilmente un lungo spallamento; esso potrebbe non restare allineato con il centro dell’albero forato. Un altro punto critico è l’allineamento dei tre fori di fissaggio con lo spallamento. PRIORITÀ Posizionare l’albero rispetto allo spallamento. Posizionare i fori di fissaggio rispetto allo spallamento. Fase 3. Identificare il riquadro di riferimento e controllare le feature di riferimento. In questa fase, si crea la struttura di riferimento prima di selezionare la tolleranza da usare. Un problema comune nel GD&T è l’impulso di decidere troppo rapidamente quale tolleranza applicare. Facendo così il progettista potrebbe trascurare un controllo più semplice e più diretto e bloccarsi mentalmente su un particolare controllo, trascurando del tutto eventuali soluzioni migliori. Per esempio, nella Figura 9.107, lo spallamento verticale appare come una feature critica e potrebbe essere un riferimento primario. Esaminando questa feature secondo le linee guida sulla selezione della feature di riferimento, già presentate in questo capitolo, si hanno questi risultati: a. Dimensione e stabilità. La feature di riferimento deve essere usata per posizionare la parte per la fabbrica-

502

CAPITOLO 9 ture può essere controllata con una tolleranza di planarità e il piccolo spallamento verticale può essere controllato con una tolleranza di perpendicolarità. Fase 4. Selezionare il controllo appropriato. Una richiesta è che l’albero cavo sia parallelo allo spallamento. Pertanto, risulterebbe logico utilizzare un controllo di parallelismo. Questa selezione, però, potrebbe essere prematura, specialmente perché il parallelismo non è il solo controllo che terrà le due caratteristiche parallele. È anche importante stabilire quale sia la feature di riferimento e quale sarà la feature controllata. Fase 5. Calcolare i valori di tolleranza. Per ogni controllo selezionato, occorre calcolare il valore effettivo. Nel caso di fori e accoppiamenti, si possono usare i calcoli per i collegamenti fissi o mobili. Applicare il modificatore della condizione MMC, laddove appropriato. Dove giustificato, usare la condizione LMC, ma dovrebbero esserci sempre ragioni adeguate per questa scelta (Figura 9.108).

zione e il controllo. Comunque lo spallamento verticale è alquanto piccolo. b. Accessibilità. Lo spallamento verticale è esposto. c. Controlli della feature e della forma. Lo spallamento verticale dovrebbe probabilmente essere controllato utilizzando un controllo di forma (planarità, circolarità ecc.). d. Funzionalità. Lo spallamento verticale si riferisce alla feature da controllare ed è perciò molto funzionale. In conclusione si può usare lo spallamento verticale come riferimento secondario o terziario della feature, ma non come riferimento primario a causa della sua dimensione relativamente piccola. Il foro dell’albero è la parte più funzionale. Ma di solito, una feature cilindrica costituisce un’inadeguata scelta come feature di riferimento primario, perché non è una feature sulla quale montare una parte. Quando i fori sono usati come riferimento primario, gli ispettori usano mandrini a espansione per fissare le parti. La successiva feature che potrebbe essere usata come riferimento primario è la superficie orizzontale dello spallamento. Essa è larga e stabile, facilmente accessibile, ispezionabile con un controllo di forma e molto funzionale in quanto individua il foro dell’albero verticalmente e fornisce un mezzo per sostenere l’albero. Perciò, la superficie orizzontale dello spallamento dovrebbe essere usata come riferimento primario della feature. Questa fea-

Sommario

La quotatura è un metodo per comunicare con precisione le informazioni dimensionali degli oggetti e delle strutture, perché possano essere prodotti. In questo capitolo, per la quotatura dei dispositivi meccanici è stata seguita la normativa stabilita dall’ANSI. Queste norme includono il

5 x R .5

ø .500

ø .001

9.16

M A B

.875 .500

1.25 .625

1.250

2.75

.50

1.37

ø .875 ø .001 62°

1.9375

ø 1.62 49°

.75 .75 A 2.250

1.625 B

Figura 9.108 Supporto con spallamento con indicazione di tolleranze geometriche Dimensioni espresse in pollici.

M A B

Tecniche di quotatura e tolleranze

503

Tabella 9.1 Principi di base delle quotature Parti di una quota Quota: Valore numerico mostrato in un disegno per definire la dimensione di un oggetto o di una parte di un oggetto. La quote possono essere espresse sia in unità inglesi sia in unità metriche. Linea di quota: Sottile linea usata per mostrare l’estensione e la direzione di una quota. Frecce: Sono poste alla fine delle linee di quota per mostrare i limiti della quota. Linea di estensione: Linee sottili tracciate perpendicolari alle linee di quota indicanti la feature dell’oggetto al quale la quota si riferisce. Linea di guida (direttrice): Sottile linea continua usata per indirizzare le quote o le note verso la feature appropriata. Tolleranza: Quantità di variazione concessa a una quota. La tolleranza è la differenza tra la massima e la minima dimensione ammissibile. Principi di buona quotatura Il principio dominante della quotatura è la chiarezza. 1. Ogni feature di un oggetto è quotata una e una sola volta. 2. Le quote dovrebbero essere selezionate in accordo con la funzione dell’oggetto. 3. Le quote dovrebbero essere situate nella vista più descrittiva della feature da quotare. 4. Le quote dovrebbero specificare solo la dimensione della feature. La quotatura tecnologica dovrebbe essere specificata solo se c’è una necessità nel disegno. 5. Gli angoli che nel disegno sono mostrati ad angolo retto sono considerati di 90 gradi, salvo specifica differente, e non necessitano quote. 6. Le quote dovrebbero essere situate fuori dai confini dell’oggetto ogni volta che ciò sia possibile. 7. Le linee di quota dovrebbero essere allineate e raggruppate dove possibile per promuovere chiarezza e un aspetto uniforme. 8. Le linee di quota che si incrociano devono essere evitate sempre, quando possibile. Quando esse si devono incrociare non dovrebbero essere interrotte. 9. Lo spazio tra la prima linea di quota e l’oggetto dovrebbe essere almeno di 10 mm. Lo spazio tra le linee di quota dovrebbe essere almeno di 6 mm. 10. Dovrebbe esistere uno spazio visibile tra l’oggetto e l’origine di una linea di estensione. 11. Le linee di estensione dovrebbero estendersi di 3 mm oltre l’ultima linea di quota. 12. Le linee di estensione dovrebbero essere spezzate se si incrociano o se sono vicine alle punte delle frecce. 13. Le direttrici usate per quotare cerchi o archi dovrebbero essere radiali. 14. Le quote dovrebbero essere orientate per essere lette dal basso del disegno. 15. I diametri sono quotati con un valore numerico preceduto dal simbolo del diametro. 16. Cerchi concentrici dovrebbero essere quotati in una vista longitudinale laddove possibile. 17. I raggi sono quotati con un valore numerico preceduto dal simbolo del raggio (R). 18. Quando una quota è assegnata al centro di un arco o di un raggio, si indica una piccola croce al centro. 19. La profondità di un foro cieco può essere specificata in una nota. La profondità è misurata dalla superficie dell’oggetto al punto più profondo in cui il foro ha una dimensione ancora pari al diametro intero. 20. I fori con allargamento, lamatura, o svasatura dovrebbero essere specificati in una nota.

giusto uso e posizionamento delle quote sui disegni tecnici. Molte parti devono essere quotate con l’indicazione di tolleranza. Le tolleranze permettono a una quota di variare entro i limiti. Le quote tollerate sono utili specialmente nella fabbricazione accurata di parti da assemblare. Proprio come la comunicazione chiara, circa la forma di un oggetto, si raggiunge seguendo i principi e le convenzioni standard della proiezione ortograﬁca, la chiara comunicazione circa la misura di un oggetto si raggiunge aderendo alla pratica delle quotature normalizzate. Senza una chiara comunicazione della forma e delle dimensioni, non è possibile realizzare l’idea di un progetto. Le Tabella 9.1 e 9.2 riassumono i punti base delle quotature e delle tolleranza. Il sistema di controllo GD&T è fondamentale nel

moderno contesto di fabbricazione. La Tabella 9.3 può essere usata come un veloce riferimento al sistema GD&T. La Figura 9.109 può essere usata come foglio di lavoro quando si determinano le quote sulle parti secondo il GD&T. Gli elementi di base dei controlli geometrici sono: 1. Tutte le quote includono i controlli geometrici. La regola n.1 dichiara che un controllo dimensionale include intrinsecamente un controllo di forma. 2. Grazie alla regola n.1, la necessità di effettuare richiami al sistema GD&T nei disegni tecnici è minima. Questi richiami sono degli strumenti e dovrebbero essere usati con cura e attenzione.

504

CAPITOLO 9

Tabella 9.2 Concetti di base sulle tolleranze I concetti di base sulle tolleranza sono spiegati in termini di un accoppiamento albero e foro. Limiti di misura ■ Il limite superiore dell’albero è il diametro del più grande albero ammissibile. ■ Il limite superiore del foro è il diametro del più grande foro ammissibile ■ Il limite inferiore dell’albero è il più piccolo diametro ammissibile dell’albero ■ Il limite inferiore del foro è il più piccolo diametro ammissibile del foro. La tolleranza del pezzo è la differenza tra il limite superiore e il limite inferiore di una parte (foro e albero). Limiti di accoppiamento ■ L’accoppiamento più stretto (tra albero e foro) è la differenza tra l’albero più largo e il foro più piccolo. Questa rappresenta il gioco minimo. ■ L’accoppiamento più libero (tra albero e foro) è la differenza tra l’albero più piccolo e il foro più grande. Questa rappresenta il gioco massimo. La tolleranza del sistema albero-foro è la differenza tra l’accoppiamento più stretto e quello più libero. Questo valore dovrebbe eguagliare la somma delle tolleranze dei pezzi. Tipi di accoppiamento ■ Un accoppiamento con gioco significa che tutti gli alberi entreranno liberamente nei fori, stabilendo un gioco positivo. ■ Un accoppiamento con interferenza significa che gli alberi non si adatteranno liberamente ai fori, generando così come risultato un gioco negativo. ■ Un accoppiamento incerto significa che alcuni alberi si adatteranno liberamente ad alcuni fori, ma ciò non accade per qualsiasi scelta di alberi e fori.

Accoppiamento con gioco

Accoppiamento con interferenza

Limite superiore limite inferiore Accoppiamento incerto Limite inferiore Limite superiore

Tecniche di quotatura e tolleranze

505

Tabella 9.3 Riferimento veloce per il GD&T Controllo

Riferimento

MMC

Descrizione della zona di tolleranza

Rettilineità (linea)

Due linee parallele

Rettilineità (asse)

Sì

Cilindro

Rettilineità (piano mediano)

Sì

Due piani paralleli

Planarità

Due piani paralleli

Circolarità

Due cerchi concentrici

Cilindricità

Due cilindri concentrici

Perpendicolarità (superﬁcie)

Sì

Due piani, paralleli e a 90° rispetto al riferimento

Perpendicolarità (asse)

Sì

Cilindro

Inclinazione (superﬁcie)

Sì

Due piani paralleli e angolati rispetto al riferimento

Inclinazione (asse)

Sì

Cilindro

Parallelismo (superﬁcie)

Sì

Due piani paralleli e a 180° rispetto al riferimento

Parallelismo (asse)

Sì

Cilindro

Proﬁlo (linea)

Sì

Due curve ﬂessibili (spline) parallele

Proﬁlo (superﬁcie)

Sì

Simile al proﬁlo di una linea ma si riferisce alle superﬁci

Oscillazione (circolare)

Sì

Due cerchi concentrici

Oscillazione (totale)

Sì

Due cilindri concentrici

Concentricità

Sì

Cilindro

Localizzazione

Sì

Cilindro se la feature è un cilindro; due piani in caso di simmetria o in caso di feature rettangolare

Simbolo

506

CAPITOLO 9

FOGLIO DI LAVORO PER LE TOLLERANZE GEOMETRICHE PARTE 1: ISOLARE E DEFINIRE LE FUNZIONI DELLA FEATURE O DELLA PARTE Funzioni di base ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ Funzioni aggiuntive _____________________________________________________________________ PARTE 2: CLASSIFICARE LE FUNZIONI IN BASE ALLE PRIORITÃ&#x20AC; Feature #1 _________________ Feature #2 _____________________ Feature #3 ___________________ PARTE 3 E 4: CREARE LA STRUTTURA DI RIFERIMENTO E SELEZIONARE LE TOLLERANZE Feature # __________________ Funzione ______________________ Controllo __________________ Feature di riferimento primaria

Feature di riferimento secondaria

Feature di riferimento terziaria

__________________________ ______________________________ ___________________________ Feature # __________________ Funzione ______________________ Controllo __________________ Feature di riferimento primaria

Feature di riferimento secondaria

Feature di riferimento terziaria

Feature di riferimento secondaria

Feature di riferimento terziaria

__________________________ ______________________________ ___________________________ PARTE 5: CALCOLARE LE TOLLERANZE Feature # __________________ Feature # _______________________ Feature # ____________________

Figura 9.109

Tecniche di quotatura e tolleranze

507

Progetto di modellazione 3-D Capitolo 9 Progetto di un modello di spillatrice Il lettore dovrebbe aver creato i disegni in proiezione di ogni parte presentata nel Capitolo 6. In questo capitolo occorre quotare e stabilire le tolleranze di tutte le parti, usando cifre decimali in millimetri. Scegliere una delle parti più semplici alla quale applicare anche le tolleranze geometriche.

Veriﬁca degli obiettivi 1. Applicare le norme per la quotatura ai disegni meccanici. Paragrafo 9.2.6. 2. Stabilire la differenza tra la quotatura secondo le attuali norme ANSI e le precedenti. Paragrafo 9.3. 3. Applicare le tolleranze alla quote. Paragraﬁ 9.5 e 9.6.

4. Calcolare le tolleranze normalizzate per accoppiamenti di precisione. Paragrafo 9.6.6. 5. Applicare le tolleranze usando i sistemi albero-base e forobase. Paragrafo 9.6.6. 6. Identiﬁcare e applicare i simboli del GD&T. Paragrafo 9.8.

Domande di ripasso 1. Quale è il metodo migliore per quotare i cerchi? 2. Eseguire uno schizzo dei simboli di diametro, di raggio, di profondità, di foro allargato, di foro svasato e di forma quadrata. 3. Dove sono posti i simboli rispetto al loro valore numerico? 4. Quale è la differenza primaria tra foro allargato e foro lamato? 5. Quando è richiesta una piccola croce al centro del raggio? 6. Deﬁnire la profondità di un foro cieco. 7. Quando si usano le linee di estensione angolate? Fornire un esempio. 8. Quando le linee di estensione dovrebbero essere spezzate? 9. Come è identiﬁcata la quota di riferimento? 10. Come si può stabilire che una determinata quota non è in scala (senza effettuare una misurazione sul disegno)? 11. Scrivere una nota che indichi che un foro di diametro 22 mm e di profondità 10 mm, deve essere ripetuto sei volte? 12. Quando un arco viene quotato con il diametro, e quando con il raggio? 13. Quando, misurando un foro, si sostituisce il termine “diametro” con “drill” (trapanare) ?

14. Quale è la giusta proporzione tra larghezza e lunghezza delle punte delle frecce? 15. Quale è la differenza tra la dimensione limite e l’indicazione della tolleranza mediante gli scostamenti? 16. Che cosa è la condizione MMC? 17. Quale è la definizione per la dimensione teorica di una feature? 18. Confrontare lo spessore delle linee di quota con le linee dell’oggetto. 19. Confrontare lo spessore delle linee di quota con le linee di estensione. 20. Se due direttrici di quota possono essere apposte, alternativamente, in due viste differenti, quale dovrebbe essere scelta? 21. Fornire una definizione del significato della Regola n.1 per il disegno di una rondella piatta con un diametro interno di 12 mm, diametro esterno di 25 mm e uno spessore di 1,6 mm. Usare la tolleranza di ± 0,1 mm. 22. Descrivere la differenza tra la condizione MMC di un albero e quella di un foro. 23. Come può un albero scostarsi dal MMC? Come può un foro scostarsi dal MMC? 24. Quale è la differenza tra un riferimento e una feature di riferimento?

508

CAPITOLO 9

Problemi 9.1 (Figure 9.110 e 9.111) Disegnare i problemi assegnati, usando gli strumenti di disegno o un sistema CAD. Ogni quadretto della squadratura misura 6 mm. Di seguito quotare completamente i disegni.

Figura 9.110 Problema 9.1

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Tecniche di quotatura e tolleranze

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Figura 9.111

12 R2

Problema 9.1

15 20

4 60

60 18 19

9.2 (Dalla Figura 9.112 alla 9.123) Rappresentare con gli strumenti di disegno o con un sistema CAD in tutte le viste e le sezioni necessarie i disegni, poi quotarli. 9.3 (Figura 9.124) Usare le tabelle per le tolleranze nell’appendice 3-7 per calcolare i limiti dimensionali per l’albero e il foro, per le assegnate classi di accoppiamenti. 9.4 (Figura 9.125) Determinare i limiti dimensionali per la vite a perno e la bronzina, e per la bronzina e il mozzo, usando l’accoppiamento specificato e le tabelle di tolleranza riportate nell’Appendice 7. 9.5 Identificare un oggetto di uso quotidiano che funzionerebbe meglio se alle sue feature venissero applicate opportune tolleranze dimensionali e geometriche. Indicarne la ragione. 9.6 Applicare le tolleranze geometriche a uno degli assemblaggi riportati alla fine del capitolo 10: “Disegni costruttivi e assemblaggi”. 9.7 Date le seguenti descrizioni di tolleranze geometriche, per ognuna di esse abbozzare il sistema di controllo della feature:

509

Figura 9.112 Piastra di supporto ad angolo Dimensioni espresse in millimetri.

1. La superﬁcie deve essere piana entro una zona di tolleranza di 0,10 mm. 2. La superﬁcie deve essere parallela entro 0,10 mm di zona di tolleranza, al riferimento A.

510

CAPITOLO 9

9 .6

3. 72 2.

4 -2 75 3 .3 .4

ø ø

75 50 . 1.

5 12 1. 9 1 1.

) 10 (M

1. 1.9 19 4 3.0

4.0

512 2. 16 (M ) 52

9 .6

1.1

ø.

19 2.

) TO S 20 O P (M P O 16 5- 8 O .7 .8 T ø ø LA 1 .7

38 1.

.39

ø1

.75

SMUSSO .13 ⫻ .13

.00

Figura 9.113 45 °

Morsetto ad angolo Dimensioni espresse in pollici.

Figura 9.114 25

Perno con occhiello Dimensioni espresse in pollici.

8 .7 9

ø 1.1 ø

.75 .13

ø6 .6 ø 60

.80

ø. 7 ø1 5

ø1

82 °

8.2

5.6

4.1

11 .2

Figura 9.115 Supporto Dimensioni espresse in pollici.

11 .5

ø6

.50 2X

Figura 9.116 Supporto ﬂangiato Dimensioni espresse in pollici.

.13

Tecniche di quotatura e tolleranze

1 .3 0 .5

00 1.

4.8

511

38 1. 75 2.

7.6

13 2.

ø3

B.C .

2.2

ø4

U 20 5.2 6) (M

1.6

1.0

3-6

.32

ø1

.5 (M 0-16 36 U NC )

2X M .35 1.6

1.1

-6H 2.1

ø.

.32 1.3 8

Figura 9.118

Figura 9.117

Supporto scorrevole Dimensioni espresse in pollici.

Anello di ritenuta Dimensioni espresse in millimetri.

ø 0

.7 R

.80

90 3.

ø2

1.8

108

ø 1. 10

2.0

1.5

3.1

33 M 2 5

1.8

36 4

90 128 38

Supporto cilindrico Dimensioni espresse in pollici.

5 40 .2 1. 1

Figura 9.119

.61

05 1.

Figura 9.120 Staffa di sostegno Dimensioni espresse in millimetri.

512

CAPITOLO 9

R .2

.3 4

.20

1. 00

.20

.50 0 1.5

) (M6 NC U 0 0-2 ø.25

.32

Figura 9.122 Guida per fresatura multipla Dimensioni espresse in pollici.

Figura 9.121 Staffa con offset Dimensioni espresse in pollici.

.312 R.312 .437

4X R .063

ø.

R 3.75 DETTAGLIO A-

63 1.0 0

ø .2

9 T .6 EN R C S 5 ( A) .2 ER

ø 3. 13 ø 1. ø .87

Figura 9.123 Volantino Dimensioni espresse in pollici.

O R

ø.

13 25 4 1. 1. 1.4 00

C (M

24 10-

° 30

.31

.25

.50 5 .7

0 2X

.03 .

ø .1

5 .7 25 7 5 4. 2 .

.19 2X

1.1

.56

R .0

.20

.40

Tecniche di quotatura e tolleranze

ø .75

Classe di accoppiamento

RC 4

LC 6

FN 5

Foro

Quota nominale ±

Limite

Limite superiore

Quota nominale ±

Limite

Limite inferiore

Limiti dell'accoppiamento

Albero

Quota nominale ±

Limite

Limite superiore

Quota nominale ±

Limite

Limite inferiore

Foro più piccolo –

Albero più grande

–

Accoppiamento più stretto

Foro più grande –

Albero più piccolo

–

Accoppiamento più ampio

Figura 9.124 Albero e foro Dimensioni espresse in pollici.

513

514

CAPITOLO 9 .553

ø .556

* Si veda l’appendice per le tabelle relative alle viti a perno con esagono incassato secondo le norme americane

Bronzina

Limiti dimensionali

2 - FN 4 fit .500

Quota nominale

.750

Limite

Limite superiore

Foro

Quota nominale

.500

.750

Limite

Limite inferiore

= .500

Quota nominale

Albero

Mozzo

.750

Limite

Limite superiore

Quota nominale

.500

.750

Limite

Limite inferiore

Limiti dell'accoppiamento

Foro più piccolo –

Albero più grande

–

Accoppiamento più stretto

Foro più grande –

Albero più piccolo

–

Accoppiamento più ampio

Figura 9.125 Vite a perno e boccola Dimensioni espresse in pollici.

3. L’asse deve essere perpendicolare entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,15 mm, alla condizione di massimo materiale, relativamente al riferimento B. 4. La superﬁcie deve essere planare entro una zona di tolleranza di 0,1 mm.

5. La superficie deve essere circolare entro una zona di tolleranza di 0,6 mm. 6. Il profilo della superficie deve essere entro una zona di tolleranza di 0,04 mm simmetrica intorno al profilo vero della feature, relativamente al riferimento primario A, secondario B e terziario C.

Tecniche di quotatura e tolleranze

7. L’oscillazione totale della superficie deve essere entro una zona di tolleranza di 0,4 mm rispetto al riferimento primario M e secondario N. 8. L’asse deve essere concentrico entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,1 mm relativamente all’asse di riferimento A. 9. Gli assi dei fori devono essere posizionati entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,25 mm, alla condizione MMC, relativamente al riferimento primario D, secondario E, terziario F. 10. L’asse deve essere posizionato entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,3 mm, alla condizione MMC, rispetto al riferimento primario A, secondario B, terziario C e perpendicolare entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,1 mm, alla condizione MMC, relativamente al riferimento A. 9.8 Disegnare in due viste il particolare mostrato nella Figura 9.126. Aggiungere le indicazioni sulle tolleranze geometriche per le seguenti informazioni: 1. Controllare la planarità della faccia sinistra nella vista laterale sinistra con un errore massimo di 0,25 mm. Identificare questa superficie come feature di riferimento A. 2. Controllare la perpendicolarità della superficie superiore nella vista anteriore entro 0,25 mm relativamente alla feature di riferimento primaria A. Identificare questa superficie come feature di riferimento B. 3. Controllare la perpendicolarità della superficie destra nella vista anteriore entro 0,25 mm relativamente alla feature di riferimento primaria A e

secondaria B. Identificare questa superficie come feature di riferimento C. 4. Rendere teoricamente esatte tutte le quote, tranne le dimensioni limiti esistenti. 5. Posizionare i quattro fori entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,18 mm, alla condizione MMC, rispetto alla feature di riferimento primaria A, secondaria B e terziaria C. 6. Nella vista anteriore, identificare l’angolo in alto a sinistra come punto X e l’angolo destro in basso come punto Y. Sulla superficie inferiore nella vista frontale, aggiungere una tolleranza di profilo di una superficie di 0,50 mm rispetto alla feature di riferimento primaria A, secondaria B e terziaria C. Indicare che questa tolleranza si applica tra i punti X e Y. 9.9 Disegnare in due viste il particolare mostrato nella Figura 9.127. Aggiungere le indicazioni sulle tolleranze geometriche per le seguenti informazioni: 1. Identificare come feature di riferimento D la faccia sinistra del cilindro più grande nella vista laterale sinistra. Controllare questa superficie con una tolleranza di planarità di 0,13 mm. 2. Nella vista laterale sinistra, identificare l’asse del cilindro piccolo come feature di riferimento E. L’asse deve essere perpendicolare entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,05 mm, alla condizione MMC, rispetto alla feature di riferimento D. 3. Nella vista anteriore, identificare la scanalatura in basso come feature di riferimento F. Localizzare questa scanalatura entro una zona di tolleranza di 0,08 mm, alla condizione MMC, relativamente al-

20.050 20.000

10.015 10.000

R20

Figura 9.126 Piastra forata Dimensioni espresse in millimetri.

515

516

CAPITOLO 9

individuando la superﬁcie superiore della parte come feature di riferimento A, la superﬁcie posteriore come feature di riferimento B e il lato destro come feature di riferimento C.

la feature di riferimento primaria D e secondaria E alla condizione MMC. 4. Trasformare in dimensioni teoricamente esatte i diametri di 63 mm e 100 mm. 5. Posizionare i quattro piccoli fori entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,13 mm, alla condizione MMC, relativamente alla feature di riferimento primaria D, secondaria E alla condizione MMC, e terziaria F alla condizione MMC. 6. Nella vista anteriore, alla superficie cilindrica esterna applicare una tolleranza di profilo di una superficie di 1,3 mm relativamente alla feature di riferimento primaria D e secondaria E alla condizione MMC 9.10 Esaminare l’assemblaggio del SUPPORTO PER RUOTA (Problema 4, pagina 568). Rappresentare in due viste la BASE. Usando l’angolo in alto a destra della superficie superiore della parte come origine per il riquadro di riferimento, quotare i disegni usando le seguenti informazioni di tolleranze geometriche: 1. Trasformare tutte le quote in teoricamente esatte tranne la quota dimensionale dei quattro fori. 2. Aggiungere i simboli di feature di riferimento, 100

3. Controllare la feature di riferimento A con una tolleranza di planarità di 0,13 mm. Controllare la feature di riferimento B con una tolleranza di perpendicolarità di 0,13 mm rispetto alla feature di riferimento A. Controllare la feature di riferimento C con una tolleranza di perpendicolarità di 0,13 mm rispetto alla feature di riferimento primaria A e secondaria B. 4. Per questo esercizio, trasformare i quattro fori da filettati a passanti con una tolleranza limite di 12,7 – 13,0 mm. Posizionare i fori entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,25 mm, alla condizione MMC, rispetto alla feature di riferimento primaria A, secondaria B e terziaria C. 5. Sulla superficie superiore, indicare come punto X l’angolo in alto a sinistra e come punto Y l’angolo in basso a destra. Applicare una tolleranza di profilo di superficie di 0,13 mm rispetto alla feature di riferimento primaria A, secondaria B e terziaria C tra i due punti X e Y. Nella vi6,6 6,3

41 38,2 38,1

12,8 12,7

Figura 9.127 Piastra cilindrica forata con scanalatura Dimensioni espresse in millimetri.

12,7 12,5

25,4 25,1

Tecniche di quotatura e tolleranze

sta laterale applicare una tolleranza di profilo di superficie di 0,13 mm rispetto alla feature di riferimento A. 9.11 Usando l’assemblaggio di un SUPPORTO PER RUOTA (Problema 4, pagina 568), disegnare in due viste la BASE. Quotare il disegno usando le seguenti informazioni di tolleranza geometrica: 1. Trasformare tutte le quote in teoricamente esatte tranne la quota dimensionale dei quattro fori. Cancellare le quote di 25 mm e 64 mm. 2. Identificare la superficie superiore della parte come feature di riferimento A. Controllare questa superficie con una tolleranza di planarità di 0,13 mm. 3. Per questo esercizio cambiare i quattro fori da filettati a passanti con una tolleranza limite di 12,7 – 13,0 mm. Posizionare i fori entro una zona di tolleranza cilindrica di 0,25 mm, alla condizione MMC, rispetto alla feature di riferimento A. Qualche volta è necessario usare un insieme di fori per stabilire un sistema di riferimento. Identificare i fori come feature di riferimento B aggiungendo il simbolo di feature di riferimento alla parte bassa del sistema di controllo della feature o allo spallamento della guida per la quota dimensionale dei fori. 4. Applicare una tolleranza di profilo di una superficie lungo tutto il contorno di 0,13 mm rispetto alla feature di riferimento primaria A e alla secondaria B, alla condizione MMC. Nella vista laterale, applicare una tolleranza di profilo di una superficie di 0,13 mm rispetto alla feature di riferimento A. 9.12 Quando un modificatore di condizione di materiale viene applicato a una tolleranza, la dimensione della zona di tolleranza varia con la dimensione della feature. Con riferimento alla Figura 9.128 completare la tabella: Dimensione reale del foro

Diametro della zona di tolleranza consentita

12,00 12,05 12,10 12,15 12,20 12,25 12,30

9.13 Quando un modiﬁcatore di condizione di materiale viene applicato a una tolleranza, la dimensione della zona di tolleranza varia con la dimensione

517

della feature. Usando la Figura 9.129 completare la tabella: Dimensione reale del foro

Diametro della zona di tolleranza consentita

12,00 12,05 12,10 12,15 12,20 12,25 12,30

9.14 Disegnare un calibro funzionale per controllare la parte nel Problema 9.12. Quale sarebbe la dimensione virtuale dei perni? 9.15 Disegnare un calibro funzionale per controllare la posizione dei fori per la parte nel Problema 9.10. Quale sarebbe la dimensione virtuale dei perni? 9.16 Abbozzare le due viste nel Problema 9.10. Abbozzare e identificare le zone di tolleranza geometrica come sono applicate in quel problema. 9.17 Abbozzare le due viste nel Problema 9.12. Abbozzare e identificare le zone di tolleranza geometrica come sono applicate in quel problema. 9.18 Esaminare l’assemblaggio della VALVOLA A FARFALLA (Problema 5, pagina 569). Osservare la relazione tra il corpo (parte 1) e il disco di bloccaggio (parte 6). Seguire il processo in cinque fasi per il GD&T per quotare completamente e stabilire le tolleranze dimensionali del DISCO DI BLOCCAGGIO. 9.19 Esaminare l’assemblaggio dell’ATTREZZO DI FISSAGGIO (Problema 7, pagina 574) a pagina 612. Osservare la relazione tra le PIASTRE LATERALI (parte 3) e le altre parti dell’assemblaggio. Seguire il processo delle cinque fasi per il GD&T per quotare totalmente le PIASTRE LATERALI e stabilire le tolleranze dimensionali. 9.20 Esaminare il SUPPORTO PENDENTE (Problema 4, pagina 602). Osservare la relazione tra la base e le altre parti dell’assemblaggio. Seguire il processo delle cinque fasi per il GD&T per quotare totalmente la BASE e stabilirne le tolleranze. Ci sono due superfici nella parte posteriore della base le quali costituiranno un riferimento multiplo. Identificare una di queste superfici come feature di riferimento A e l’altra come feature di riferimento B. Controllare tali feature con una tolleranza di profilo di una superficie. Nel controllare le altre feature della parte e nel rapportarle al sistema di riferimento, trattare queste due superfici posteriori come un solo riferimento (feature di riferimento A - B).

518

CAPITOLO 9 0,13 12,30 12,00

2âŤť

0,13 M A B C 13,10 13,00

25,10 24,90

0,13 A 50

25 C

50,10 49,90 0,13 A B

Figura 9.128 Piastra forata Dimensioni espresse in millimetri. 0,13

2âŤť

12,30 12,00

0,13 L A B C 13,10 13,00

25,10 24,90

0,13 A 50

25 C

50,10 49,90 0,13 A B

Figura 9.129 Piastra forata Dimensioni espresse in millimetri.

Disegni di fabbricazione La civiltà si espande con l’ampliarsi del numero di operazioni importanti che possiamo effettuare senza pensarci. Alfred North Whitehead

INTRODUZIONE E OBIETTIVI I disegni di fabbricazione sono particolari elaborati che forniscono tutte le informazioni necessarie alla realizzazione di ciascuna parte di un prodotto e al successivo assemblaggio. Essi si basano sul metodo delle proiezioni ortogonali e su molte altre tecniche grafiche per comunicare informazioni del progetto necessarie per la produzione. Nonostante esista un metodo comune per la realizzazione dei disegni costruttivi di parti meccaniche, molte industrie impiegano convenzioni particolari di rappresentazione. In questo capitolo, in aggiunta al disegno meccanico convenzionale, sono descritti altri due tipi particolari di disegno: quello di tubazioni e quello di saldature. Un organo meccanico, o un prodotto generico, è tipicamente costituito da numerose parti. Oltre a quelle particolari, proprie di quel prodotto, sono presenti, in genere, molte parti unificate come i dispositivi di fissaggio (per esempio viti, bulloni, perni) e i meccanismi (per esempio ruote dentate, camme e cuscinetti). In questo capitolo saranno evidenziate le caratteristiche di base di tali parti unificate, ponendo particolare attenzione a come esse devono essere rappresentate nei disegni di fabbricazione. In questo capitolo sono inoltre trattate le tecniche di riproduzione, archiviazione e

Capitolo 10

520

CAPITOLO 10

copia dei disegni tecnici, come la xerografia e le tecniche digitali usate con i sistemi CAD. Dopo aver completato questo capitolo, il lettore sarà in grado di: 1. Dare una definizione di disegno di fabbricazione. 2. Descrivere come sono usati nell’industria i disegni di fabbricazione. 3. Elencare i principali elementi di un disegno di fabbricazione. 4. Descrivere la differenza tra disegni di particolari e disegni di complessivi. 5. Descrivere come il riquadro delle iscrizioni, i numeri di posizione dei componenti e la distinta componenti sono usati nei disegni di fabbricazione. 6. Eseguire la rappresentazione convenzionale di una filettatura. 7. Specificare in una nota il tipo di filettatura (metrica o inglese). 8. Rappresentare ruote dentate, camme, cuscinetti e organi di collegamento. 9. Interpretare i simboli grafici impiegati nei disegni di condutture e di saldature. 10. Descrivere l’impiego di un sistema CAD per creare, archiviare e recuperare i disegni di fabbricazione. 11. Elencare le tecniche usate per generare copie di disegni tecnici.

10.1

Figura 10.1 I disegni tecnici sono utilizzati come mezzo di comunicazione. (Photri, Inc.)

Concetti di base

I disegni tecnici sono usati per comunicare i dettagli di un progetto ad altre persone, per documentare soluzioni progettuali e comunicare informazioni relative alla realizzazione del progetto (Figura 10.1). Nei capitoli precedenti è stato evidenziato lo sviluppo dei disegni tecnici come mezzo di comunicazione del progetto. Questo capitolo si focalizzerà sulla realizzazione del disegno definitivo da utilizzare per la produzione (Figura 10.2 e 10.3). Questi tipi di disegni sono detti disegni di fabbricazione. La Figura 10.4 mostra gli elementi del ciclo di produzione. La documentazione è il processo di comunicare e archiviare le informazioni relative al progetto e alla fabbricazione di un prodotto o di una struttura. I documenti creati includono disegni, modelli, ordini di modifiche, appunti e rapporti. Una parte del processo di documentazione comprende l’archiviazione, il recupero e la riproduzione di disegni tecnici, questo processo è definito reprografia. L’impiego dei sistemi CAD ha apportato cambiamenti significativi nella documentazione del progetto. L’uso dei

Figura 10.2 I disegni di fabbricazione sono usati per realizzare prodotti, strutture e sistemi. (©Michael Rosenfeld: Stone.)

CAD 3-D e delle moderne tecniche di fabbricazione, ha ridotto la necessità di realizzare i disegni di fabbricazione. Piuttosto che creare disegni bidimensionali dei modelli 3-D, gli addetti alla fabbricazione ricavano le informazioni relative alla geometria e alla produzione della parte direttamente dal modello digitale. Con entrambi i sistemi CAD 2-D e 3-D, le fasi di archiviazione e recupero elettronico di un documento risultano notevolmente più semplici ed economiche rispetto alle tecniche tradizionali. Con i calcolatori connessi in rete, il personale, in ogni fase della fabbricazione, può inoltre accedere alle versioni più attuali dei disegni costruttivi o dei modelli, direttamente sullo schermo del proprio calcolatore.

Disegni di fabbricazione

10.2

521

Disegni di fabbricazione

I disegni di fabbricazione sono dei disegni realizzati con tecniche convenzionali che contengono, oltre alle informazioni relative alla geometria del prodotto, anche quelle relative alle modalità di fabbricazione e di assemblaggio dei diversi componenti. La complessità del progetto stabilisce il numero e i tipi di disegni. I disegni di fabbricazione possono essere eseguiti su uno o più fogli e possono anche contenere istruzioni scritte. I disegni di fabbricazione sono direttamente impiegati per fabbricare i prodotti. Di conseguenza essi devono: (a) descrivere completamente le parti sia visivamente sia nelle dimensioni; (b) mostrare le parti nel disegno complessivo; (c) identificare tutte le parti; (d) specificare le parti unificate. Le informazioni grafiche e di testo devono essere sufficientemente complete e accurate per fabbricare e assemblare il prodotto senza errori. Di solito, un insieme completo di disegni di fabbricazione per un assemblaggio include:

Figura 10.3 I disegni di fabbricazione mostrano come assemblare le diverse parti di un assieme complesso. (© Spencer Grant: PhotoEdit.)

1. Disegno costruttivo di ogni parte non unificata (disegno di particolare). 2. Un disegno complessivo o di un sottogruppo che mostra tutte le parti unificate e non unificate assemblate in un disegno singolo. 3. Una distinta componenti. 4. Un riquadro delle iscrizioni (o cartiglio).

CICLO DI PRODUZIONE

Input

• Richieste del cliente. • Materiale • Capitale • Energia • Tempo • Conoscenza umana • Abilità umana • Persone

Processi

• Progettazione • Pianificazione • Produzione e fabbricazione • Gestione • Ricerca di mercato finanziamenti

Figura 10.4 Ciclo di produzione Il processo di produzione comprende la documentazione come fase principale.

Output

• Prodotti o strutture per vari mercati • Attività di supporto • Addestramento • Assistenza • Soddisfazione del cliente • Profitti dell’azienda

Un disegno di particolare di una leva Questo disegno di particolare Ă¨ realizzato mediante tre viste ortogonali disposte secondo il metodo americano. Esso comprende quote, tolleranze, informazioni sulla ďŹ nitura superďŹ ciale, numero di posizione nel riquadro delle iscrizione e sulla vista anteriore, il tipo di materiale e altre informazioni.

Figura 10.5

522 CAPITOLO 10

Disegni di fabbricazione

10.2.1

Disegni di particolari

Un disegno di particolare è un disegno quotato, a più viste di una singola parte (Figura 10.5). Esso descrive la forma, le dimensioni, il materiale e la finitura superficiale della parte in modo che questa possa essere fabbricata basandosi solo sul disegno. I disegni di particolari possono essere elaborati a partire da schizzi oppure possono essere ricavati da modelli digitali 3-D al calcolatore. Essi si conformano strettamente alle norme ISO (europee) o ANSI (americane) e a quelle della specifica impresa dove sono elaborati, per quel che riguarda le iscrizioni, la quotatura, l’assegnazione di numeri di posizione alle parti, le annotazioni, le tolleranze ecc. Le parti unificate, come gli organi di collegamento filettati e i cuscinetti, non sono disegnate come particolari nei disegni di fabbricazione, ma sono mostrate solo nel disegno complessivo. Questo perché, nella realizzazione del prodotto, di solito esse sono acquistate dal mercato e non fabbricate. Per grandi assemblaggi o assemblaggi con pezzi di notevoli dimensioni, i disegni costruttivi dei vari particolari sono eseguiti su diversi fogli, e un altro foglio è usato per il disegno complessivo. Se l’assemblaggio è semplice o le parti sono piccole, i disegni costruttivi di tutti i particolari possono essere posti su un singolo foglio. Comunque molte grandi aziende mettono ogni parte, con il relativo numero di serie, su un foglio da disegno separato, indipendentemente dalle dimensioni della parte, per facilitare il riutilizzo della parte in altri assemblaggi. La Figura 10.6 è tratta da un insieme di disegni di fabbricazione relativi al sottogruppo biella-pistone di un motore a combustione interna. Se si dispongono più particolari su di uno stesso foglio, questi in genere sono disegnati nella stessa scala. Se si usano scale diverse, esse devono essere ben evidenziate sotto ogni particolare. Inoltre, quando su un foglio vengono disegnati più particolari, lo spazio tra questi deve essere attentamente pianificato, tenendo conto anche dello spazio necessario per quotature e annotazioni (Figura 10.7). Una tecnica consiste nel tracciare mediante linee di costruzione un rettangolo che contenga strettamente ciascun disegno di particolare. I disegni di particolari realizzati mediante sistema CAD, siano essi estratti da modelli 3-D o creati direttamente mediante un CAD 2D, sono facilmente manipolabili all’interno dell’area di disegno del foglio in modo da assicurare un adeguato spazio e una corretta posizione quando più particolari devono essere disposti su un solo foglio.

10.2.2

523

Disegni di complessivi

Un disegno di complessivo mostra l’assemblaggio di tutte le parti di un prodotto (Figura 10.8). Se i componenti rappresentati e assemblati definiscono solo una parte dell’assieme completo, tale parte viene detta sottogruppo. Per esempio, nella Figura 10.6 è mostrato il sottogruppo biella-pistone di un motore a combustione interna. Un disegno di complessivo normalmente comprende: 1. Tutte le parti, disegnate nella loro posizione di lavoro. 2. Una distinta componenti (mostrata nella Figura 10.8 in basso nel foglio di disegno, alla sinistra del riquadro delle iscrizioni) che riporta, in corrispondenza di ciascun particolare, il relativo numero di posizione, la quantità richiesta per ogni singolo assemblaggio, la descrizione o il nome del particolare, il numero di catalogo quando si tratta di un componente unificato ed, eventualmente, un codice identificativo del particolare proprio dell’azienda. 3. Linee di richiamo, tracciate in corrispondenza di ciascun particolare, terminanti con dei cerchietti nei quali sono riportati, in ordine sequenziale, i numeri di posizione che permettono di identificare i particolari nella distinta componenti. Per esempio, il disegno di complessivo mostrato nella Figura 10.8 presenta 21 particolari identificati mediante un numero di posizione; il particolare identificato con il numero 5 nella vista in sezione dell’assieme è descritto, nella distinta componenti, come un tappo (end cap). 4. Le quote d’ingombro, di montaggio e funzionali. Per esempio, nella Figura 10.8 l’annotazione sulla vista laterale sinistra, momento torcente di serraggio raccomandato di 45-50 Nm (recommanded installation torque 45-50 Nm-33-37 ft · lb) è un’operazione di montaggio raccomandata dall’ingegnere alla persona che deve serrare la vite a testa cilindrica con cava esagonale. I disegni di complessivi sono usati per descrivere sia come le parti vengono assemblate, sia la funzione dell’intero gruppo; di conseguenza, la descrizione completa della forma non è importante. Le viste scelte dovrebbero descrivere le relazioni tra le parti e il numero di tali viste dovrebbe essere il minimo necessario per descrivere l’assemblaggio. È abbastanza comune presentare una sola vista in proiezione ortogonale del complessivo, come la vista anteriore, senza mostrare la vista dall’alto e quella laterale. Un disegno di complessivo può essere eseguito tracciando le viste necessarie a partire dai disegni dei partico-

Disegno complessivo del gruppo biella-pistone contenente otto parti Questo disegno mostra come ogni parte deve essere assemblata. Alcune informazioni relative al montaggio, sono aggiunte sotto forma di note sotto il disegno. Nota: le viste sono disposte secondo il metodo americano.

Figura 10.6

524 CAPITOLO 10

Disegni di fabbricazione

525

BILL OF MATERIALS ITEM

DRAWING NO. OR PART NAME

QUAN.

DESCRIPTION

1. PIN DOWEL

3. BRACKET

NUMBER REQ:

2. SLINGER

MATERIAL:

UNLESS OTHERWISE SPECIFIED DIMENSIONS ARE IN INCHES. TOLERANCES ARE: FRACTIONS = ± .XX DECIMALS = ± .XXX DECIMALS = ± ANGLES: ± X.X METRIC = ± X.XX METRIC = ±

FINISH:

WEIGHT:

NAME

DRAWN BY:

Kevin

CHECKED BY:

Bryan

APPROVED BY: SCALE:

RICHARD D. IRWIN DATE TITLE

SLINGER ASSEMBLY

Carolyn

REFERENCE DRAWING C

DRAWING NUMBER

Figura 10.7 Raggruppare le viste in un blocco per determinare le esigenze di spazio Nota: le viste sono disposte secondo il metodo americano.

lari. Con un sistema CAD 2-D è possibile copiare le viste dei particolari e poi posizionarle opportunamente sul disegno di complessivo. Se si dispone dei modelli CAD 3D dei particolari, è possibile creare un modello 3-D dell’assieme richiamando all’interno di uno stesso documento digitale tutti i modelli dei particolari e imponendo loro opportuni vincoli di posizionamento. Realizzato il modello 3-D dell’assieme, gran parte dei sistemi CAD consentono di generare in automatico le relative viste 2-D scegliendo un’opportuna direzione di osservazione Le quote non sono riportate sui disegni di complessivi, a meno che non siano necessarie per fornire gli ingombri dell’assieme completo, oppure per favorire le operazioni di lavorazione necessarie al montaggio. Inoltre, le linee nascoste sono omesse nei disegni di complessivi eccetto quando sono necessarie per motivi di chiarezza. I complessivi possono essere rappresentati o mediante il metodo delle proiezioni ortogonali, riportando le linee di contorno dell’assieme o le viste in sezione, oppure mediante una vista in proiezione assonometrica dell’esploso. Un disegno di complessivo realizzato mediante le linee di contorno offre una descrizione graﬁca generale

della forma esterna (Figura 10.9). Questi disegni sono in genere utilizzati per i cataloghi o i manuali d’installazione, oppure anche per la produzione, quando l’assieme è abbastanza semplice da poter essere completamente visualizzato e compreso senza l’uso di altri disegni. Le linee nascoste sono omesse, a meno che necessarie per maggiore chiarezza. Un disegno di complessivo realizzato mediante viste in sezione offre una descrizione graﬁca generale della forma interna facendo passare uno o più piani di sezione attraverso tutto l’assieme o una parte di esso (Figura 10.8). In genere esso è un disegno a più viste con una vista completamente sezionata, ma possono essere usate anche sezioni parziali o semisezioni. Il Capitolo 8, “Viste in sezione”, descrive le convenzioni che devono essere seguite quando si eseguono sezioni di assemblaggi. Esse si possono riassumere come segue: 1. Alcune parti, come le viti, i dadi, le rosette, i chiodi, i ribattini, le molle, le spine, le sfere e i rulli dei cuscinetti volventi, i denti delle ruote dentate, gli alberi, i perni, le nervature, le razze di pulegge e, in

(Cortesia della Kennametal.)

Disegno complessivo a piĂš viste Nella vista anteriore sezionata le diverse parti si distinguono per il diverso tratteggio. Nota: le viste sono disposte secondo il metodo americano.

Figura 10.8

526 CAPITOLO 10

(Cortesia della Kennametal.)

Disegno complessivo della forma esterna di una fresa Nota: le viste sono disposte secondo il metodo americano.

Figura 10.9

Disegni di fabbricazione 527

528

CAPITOLO 10

Figura 10.10 Sezione di un modello CAD 3-D di un assieme I disegni di complessivi sezionati sono usati dai tecnici addetti al montaggio per determinare come sono assemblati i diversi componenti e per migliorare la visualizzazione del progetto. (Cortesia della Parametric Technologies.)

generale, tutti gli elementi che hanno uno spessore piccolo rispetto alla dimensione maggiore quando quest’ultima è disposta parallelamente al piano di taglio, non vengono sezionati; essi vengono disegnati mostrando tutte le loro caratteristiche esterne. Per esempio, nella Figura 10.8, le viti, come il particolare n. 7, vite a testa cilindrica con cava esagonale, non sono sezionate. 2. Le parti adiacenti sono campite con angoli differenti in modo che esse possano essere identiﬁcate facilmente (Figura 10.8). 3. Le parti sottili, come le guarnizioni, sono mostrate in sezione completamente annerite. I disegni di complessivi realizzati mediante viste in sezione sono usati per la fabbricazione e il montaggio di dispositivi complicati. Con un sistema CAD 2-D essi possono essere creati copiando le viste dai disegni dei particolari ed editandole. Anche un modello CAD 3-D di un assieme può essere sezionato con un opportuno piano, come mostrato nella Figura 10.10. Un disegno di complessivo realizzato mediante una vista in proiezione assonometrica dell’esploso offre una descrizione graﬁca generale di ogni parte e impiega delle linee d’asse per mostrare come le parti sono assem-

blate (Figura 10.11). Tali tipi di disegni sono solitamente impiegati nei manuali di installazione e di manutenzione. Con i sistemi CAD 2-D tali disegni esplosi possono essere creati usando le tecniche tradizionali. Anche un modello dell’assieme creato con sistema CAD 3-D può essere usato per generare disegni esplosi facendo scorrere opportunamente ogni parte lungo le linee d’asse (Figura 10.12). Con sistemi CAD più sofisticati il modello dell’assieme viene realizzato richiamando, mediante opportuni collegamenti (link), i modelli dei particolari all’interno di un documento CAD principale detto anche master model. Tale documento, quindi, non conterrà informazioni relative alla geometria dei singoli particolari ma conterrà semplicemente i link ai documenti relativi ai modelli 3-D dei diversi componenti e le informazioni riguardanti il loro posizionamento relativo. In tal modo, se un particolare viene modificato, le stesse modifiche sono automaticamente apportate al modello 3-D dell’assieme. 10.2.3

Codici dei particolari

A ogni particolare, in un complessivo, è assegnato un codice (part number) che di solito è una successione di numeri codiﬁcati in modo tale che un’azienda possa tenere una registrazione accurata dei propri prodotti. Per esem-

Disegni di fabbricazione

DETTAGLIO A

Figura 10.11 Disegno di complessivo realizzato mediante una vista in proiezione assonometrica dellâ&#x20AC;&#x2122;esploso (Cortesia della Parametric Technologies.)

Figura 10.12 Disegno esploso di un assieme realizzato mediante un sistema CAD 3-D (Cortesia della SDRC.)

529

530

CAPITOLO 10

pio, nella Figura 10.8, il particolare identiﬁcato con il numero di posizione 5 nella vista in sezione, è codiﬁcato con il numero 247987-01, assegnato dall’azienda, che è mostrato nella distinta dei componenti. Alcuni assemblaggi sono estremamente complicati, con migliaia di particolari. Per esempio, i grandi aerei sono costituiti da migliaia di parti ed è necessaria una considerevole documentazione per progettare, fabbricare, assemblare ed eseguire operazioni manutentive su un numero di parti tanto elevato. 10.2.4

Numero identiﬁcativo del disegno

Zona aggintiva

All’interno di un’azienda a tutti i disegni realizzati viene assegnato un numero identificativo. Ogni compagnia sviluppa un proprio sistema convenzionale di numerazione, basato su vari criteri, come per esempio numeri sequenziali, combinazione di numeri e lettere, formato dei fogli, numero di componenti nell’assemblaggio, numeri del modello, funzione, ecc. Tornando alla Figura 10.8, il numero identificativo del disegno è 247783 R03, e può essere rintracciato nell’angolo in basso a destra del foglio di disegno, sotto il cartiglio. Sia i codici dei particolari, sia il numero identificativo del disegno, sono comunemente usati per nominare i relativi documenti CAD. Questa coordinazione, tra disegni e informazioni elettroniche, semplifica il recupero e l’aggiornamento delle informazioni relative al progetto.

10.2.5

Riquadro delle iscrizioni

Il riquadro delle iscrizioni, detto anche cartiglio, è impiegato per registrare tutte le informazioni necessarie per i disegni di fabbricazione. Esso è di solito situato nell’angolo in basso a destra del foglio di disegno. La Figura 10.13 mostra i cartigli uniﬁcati tratti dalla tabella UNI 8187. Molte aziende usano un proprio riquadro delle iscrizioni. Il cartiglio è in genere composto da due zone, quella principale e quella aggiuntiva. La zona principale deve contenere: 1. 2. 3. 4.

Ragione sociale dell’ente esecutore del disegno. Titolo del disegno. Numero identificativo del disegno. Nomi dei responsabili del disegno e data di ultimazione del disegno, nome del revisore e data di revisione. 5. Quote senza indicazione di tolleranze. 6. Scala usata in prevalenza nel disegno. 7. Simbolo relativo al metodo di proiezione (europeo o americano). Altre informazioni, quali l’indicazione della finitura superficiale, i materiali costituenti il pezzo e le modifiche apportate al disegno, possono essere inserite in una zona

Materiali e/o componenti

Altre informazioni

Modifiche e sostituzioni

Zona principale

Responsabilità e controllo (date e firme)

Quote senza indicazione di tolleranza

Titolo del disegno Ragione sociale Numero del disegno o codice

Figura 10.13 Riquadro delle iscrizioni secondo la norma UNI 8187 Zone del riquadro delle iscrizioni e loro sommaria struttura.

Scala Simbolo del e metodo disegno di proiezione

Disegni di fabbricazione

531

Figura 10.14 Distinta componenti Esempio di riquadro compilato con distinta componenti.

aggiuntiva. L’altezza del testo varia in base all’importanza dell’informazione. Per esempio il numero del disegno dovrebbe essere il più grande, seguito dal nome del disegno e dalla ragione sociale della compagnia. 10.2.6

Distinta componenti

Un insieme completo di disegni di fabbricazione deve includere l’elenco completo dei componenti costituenti l’assieme; tale elenco è detto distinta componenti. Tale elenco dovrebbe essere situato nell’angolo destro in basso, sopra il cartiglio (Figura 10.14), e, in tal caso, la sequenza delle iscrizioni deve prevedere un numero di posizione, relativo ai componenti, crescente dal basso verso l’alto. Nel caso in cui la distinta componenti costituisca un documento a parte, la sequenza deve essere compilata dall’alto verso il basso. In ogni caso, se le intestazioni delle colonne sono in basso, la sequenza deve essere dal basso verso l’alto, viceversa se sono in alto. Questa tecnica è usata in modo che nuove parti aggiunte a un assemblaggio possano essere immesse nella distinta senza intaccare la sequenza numerica. Per completezza di informazione si noti che la norma americana (ANSI Y 14.11980) prevede che elenchi aggiuntivi di parti possono essere situati sulla sinistra del cartiglio e adiacenti a esso. Come esempio, nella Figura 10.8 in cui è rappresentato un disegno di fabbricazione eseguito secondo la normati-

va americana, la distinta componenti è situata a sinistra del cartiglio. Una distinta componenti deve includere un quantitativo minimo di informazioni necessarie a fabbricare e a montare il pezzo. Di solito, le informazioni contenute nella distinta sono: 1. Numero di posizione che individua il particolare nel complessivo. 2. Denominazione del particolare. 3. Quantità, ovvero quante volte lo stesso particolare è usato nell’assieme. 4. Il materiale componente il particolare. 5. Il codice del particolare assegnato dalla compagnia. 6. Altre informazioni o eventuali annotazioni. Le parti sono elencate in ordine di grandezza, di importanza o rispettando l’ordine di montaggio in quel particolare assieme. Per esempio, al corpo centrale di un assieme dovrebbe essere assegnato il numero di posizione 1. Le informazioni sulle parti uniﬁcate, come per esempio viti, chiavette, linguette ecc., includono, inoltre, il numero di tabella del catalogo di riferimento, spesso disponibile anche su sistema CAD. In tal caso, se il disegno del complessivo è stato generato anch’esso con un sistema CAD, è possibile generare automaticamente la distinta dei componenti impiegati nell’assieme.

532

CAPITOLO 10 50 25

100 50

chietto contenente il numero di posizione della parte (Figura 10.8). Nei disegni costruttivi dei particolari relativi a un assieme, il numero di posizione e la denominazione del particolare sono posizionati vicino a una delle viste (Figura 10.15) oppure nel riquadro delle iscrizioni.

R 25

87,5

R 12,5

10.2.8 50 R

12,5

NUMERO DI POSIZIONE

Figura 10.15 Numero di posizione Nei disegni dei particolare relativi a un assemblaggio, il nome della parte e il numero di posizione sono posti vicino a una delle viste o nel cartiglio.

10.2.7

Numeri di posizione

Nei disegni di complessivi i particolari sono identiﬁcati da una linea di richiamo di tipo B con una freccia che indica la parte. All’altra estremità della linea c’è un cer-

Riquadro con descrizione delle modiﬁche

Le revisioni dei disegni sopravvengono per modifiche nel progetto, per cambio di attrezzature, su richiesta del cliente, per errori, ecc. Se un disegno viene modificato, deve essere creata una registrazione accurata della modifica contenente la data, il nome della persona che ha eseguito la modifica, la descrizione della modifica, il numero di modifica e l’approvazione. Queste informazioni sono poste in un riquadro con descrizione delle modifiche (Figura 10.16), posto, normalmente, al di sopra del cartiglio. Un numero o una lettera o un simbolo con chiave di accesso al blocco di revisione identifica la posizione della modifica nel disegno. La chiave più comune è un numero posto in un cerchietto vicino alla modifica. 10.2.9

Ordini di modiﬁche tecniche (Engineering Change Orders, ECO)

Apportare modiﬁche tecniche dopo che il disegno è stato ultimato è molto costoso e dovrebbe esser evitato, ma diventa necessario se vi è un errore nel progetto, una modiﬁca richiesta dal cliente, un cambiamento nel materiale o

Figura 10.16 Esempio di riquadro delle iscrizioni con descrizione delle modiﬁche

Disegni di fabbricazione

nel processo di fabbricazione. Per effettuare una modifica in un disegno, la maggior parte delle industrie richiede l’uso di un ordine di modifica tecnica (ECO). La forma usata per richiedere la modifica varia da un’industria all’altra, ma tutte hanno caratteristiche comuni, come: L’identificazione di cosa deve essere modificato sotto forma di codice del particolare, denominazione del particolare, numero identificativo del disegno. La spiegazione del motivo che giustifica la modifica richiesta. Un elenco di tutti i documenti e dei dipartimenti all’interno di un’organizzazione che possono essere interessati dalla modifica. Una descrizione della modifica, inclusi i disegni delle parti prima e dopo la modifica. L’approvazione della modifica da parte del responsabile del progetto. Le istruzioni che indicano quando le modifiche devono essere effettuate. 10.2.10

Speciﬁcazione della scala

La scala usata in un insieme di disegni di fabbricazione è posta nel cartiglio (Figura 10.9). Se viene usata più di una scala, essa deve essere indicata vicino al disegno di particolare che non segue la scala generale indicata nel cartiglio. Nei disegni metrici le scale sono indicate con il simbolo “:”, per esempio 1:2; nel sistema inglese si usa il simbolo “=”, per esempio 1=2. Le scale inglesi normalizzate più comunemente impiegate nei disegni tecnici sono: 1=1 1=2 1=4 1=8 1=10 2=1

scala al naturale uno a due uno a quattro uno a otto uno a dieci due a uno

cinquanta a uno venti a uno dieci a uno cinque a uno due a uno

1:1

scala al naturale

Scale di ingrandimento

Scala graﬁca

Scale di riduzione

La designazione METRICO o SI compare nel cartiglio o vicino a esso per mostrare che nel disegno sono usate scala e dimensioni metriche. Nei disegni di mappe può essere usata anche una scala graﬁca (Figura 10.17). Questa presenta delle tarature che consentono di leggere le misure prelevate dal disegno sulla scala per determinare le distanze. I disegni al CAD sono comunemente creati in scala 1:1; in tal modo la quotatura automatica mostra le dimensioni reali. I disegni CAD possono poi essere eventualmente scalati per adattarli al foglio di stampa. 10.2.11

Tolleranze

Nei disegni le tolleranze sono in genere specificate nella quotatura. Quelle dimensioni cui non è assegnata una tolleranza specifica si intendono soggette a una tolleranza generale. La nota che indica il tipo di tolleranza generale si trova nell’angolo in basso a destra, vicino al cartiglio e di solito contiene una tolleranza e un’affermazione generale come “A MENO CHE DIVERSAMENTE SPECIFICATO”. Per esempio, nella Figura 10.18, la nota di tolleranza generale specifica le seguenti tolleranze per quelle dimensioni prive di tolleranza che presentano:

100

La nota di tolleranza generale dovrebbe anche contenere una nota generale per gli angoli. Nella Figura 10.18 la nota di tolleranza generale afferma che, a meno che diversamente speciﬁcato, per tutti gli angoli la tolleranza è di ± 1grado. Fare riferimento al Capitolo 9 per spiegazioni più dettagliate relative alle tolleranze. 10.2.12

Figura 10.17

uno a due uno a cinque uno a dieci uno a venti uno a cinquanta uno a cento uno a duecento uno a cinquecento uno a mille uno a duemila uno a cinquemila uno a diecimila

una cifra decimale ± 0,1 pollici (± 2,5 millimetri) Due cifre decimali ± 0,02 pollici (± 0,51 millimetri). Tre cifre decimali ± 0,005 pollici (± 0,127 millimetri).

Le scale metriche normalizzate sono: 50:1 20:1 10:1 5:1 2:1

1:2 1:5 1:10 1:20 1:50 1:100 1:200 1:500 1:1000 1:2000 1:50 00 1:10 000

533

Zone

Nei grandi fogli le zone sono usate a scopo di riferimento. Le zone nei disegni tecnici sono simili a quelle che si trovano sulle carte autostradali. Si riveda la Figura 10.5

534

CAPITOLO 10

molte caratteristiche comuni, eppure variano in lunghezza di corsa, in diametro ecc. La Figura 10.19 presenta un disegno corredato da tabelle, eseguito secondo le convenzioni americane di rappresentazione, che può essere utilizzato per determinare le dimensioni caratteristiche dei suddetti cilindri. Nel disegno, le quote sono indicate mediante lettere anziché mediante numeri. Ogni lettera corrisponde a una speciﬁca colonna nella tabella. In corrispondenza di un dato valore dell’alesaggio, si può consultare la tabella per determinare le altre dimensioni del cilindro. Per esempio: se il cilindro ha un alesaggio di 3 ⁄4′′, la quota G sarà 0,62 , la quota N sarà 1⁄4 e così via. L’evidente vantaggio di un disegno corredato da tabelle è che esso garantisce un risparmio di tempo. Tutti gli elementi di una famiglia possono essere speciﬁcati mediante un singolo disegno tecnico e una tabella. 10.2.14

Figura 10.18 Tolleranze generali per dimensioni in pollici e in millimetri (Cortesia della Kennametal.)

come esempio di foglio da disegno convenzionale con indicatori di zona lungo i bordi. I numeri sono usati in orizzontale, le lettere in verticale. Per localizzare un particolare in una zona, può essere impiegata una designazione mediante una lettera e un numero. Per esempio il cartiglio sul foglio uniﬁcato ANSI di dimensioni E è posto nella zona A-1 e il riquadro di revisione è nella zona H-1. 10.2.13

Disegni corredati da tabelle

I disegni corredati da tabelle si impiegano quando molte parti simili hanno caratteristiche comuni. Tali parti possono essere raggruppate in una famiglia di parti. Ne è un esempio una serie di cilindri ad aria che presentano

Disegni di fabbricazione di complessivi

Un disegno di fabbricazione di un complessivo combina su di un singolo foglio il disegno dei particolari e quello di complessivo, di solito realizzati mediante una vista in sezione. Questi disegni sono utilizzati per montaggi relativamente semplici che prevedono l’impiego di alcune parti unificate. La Figura 10.20 mostra un disegno di fabbricazione di un dispositivo di bloccaggio, realizzato da un’azienda americana, composto da un totale di 21 parti, tutte elencate nella distinta componenti. Di queste 21 parti, solo i particolari 1e 2 non sono unificati. Le parti contrassegnate mediante i numeri da 6 a 16 sono tutte unificate, ovvero acquistate da altri venditori che perciò non richiedono disegni costruttivi. Inoltre, le parti dalla 3 alla 5 sono prodotte in proprio e identificate con un numero di catalogo e pertanto non necessitano di disegni costruttivi. Conseguentemente, solo le parti 1 e 2 necessitano di un disegno costruttivo e pertanto le rispettive quote sono riportate nelle viste anteriore, in quella dal basso e in quella laterale da sinistra (Nota: le viste sono disposte secondo il metodo americano).

10.3

Collegamenti ﬁlettati

Un collegamento filettato è una tipologia di connessione di due o più parti ottenuta con l’uso di opportuni dispositivi o di processi. I collegamenti filettati sono usati in quasi tutti i prodotti dell’ingegneria (Figura 10.21). È molto frequente, per esempio, trovare una notevole varietà di collegamenti filettati in strutture come ponti, torri di comunicazioni e fabbricati. Essi sono presenti anche in molti prodotti impiegati nella medicina, nello sport, nei trasporti e nelle tubazioni.

Disegni di fabbricazione

535

Figura 10.19 Disegno corredato da tabelle, eseguito secondo le convenzioni americane di rappresentazione, di un cilindro ad aria (Cortesia della American Cylinder.)

10.3.1

Indicazioni di ﬁlettatura nel sistema ANSI

Nei disegni le filettature sono rappresentate simbolicamente; perciò sono richieste specifiche annotazioni per fornire le necessarie informazioni. Nelle norme americane ANSI sul disegno della filettatura deve essere apposta un’annotazione per mezzo di una direttrice che punta sulla filettatura esterna in una vista laterale o su una filettatura interna in una vista anteriore. La dimensione raccomandata per il testo dell’annotazione è di 3 mm sia nel caso di esecuzione a mano libera sia con un sistema CAD. L’annotazione deve contenere tutte le informazioni necessarie a specificare completamente le filettature (Figura 10.22). Per una filettatura esterna (vite) il testo è posto nella vista laterale. Sulla filettatura interna (madrevite), invece, il testo è assegnato nella vista frontale con una direttrice che punta sulla circonferenza con linea continua. Le informazioni da includere in un’annotazione per le filettature dovrebbero essere le seguenti, nel presente ordine: 1. Diametro esterno, espresso in pollici con tre cifre decimali, seguito da un trattino. Sono consentite le unità frazionarie. Se si usa un numero standard di designazione, il valore decimale equivalente dovrebbe essere posto tra parentesi, come per esempio N. 10 (.190) – 32 UNF – 2A.

2. Numero di filetti per pollice, seguito da uno spazio. 3. Designazione della forma del filetto. 4. Designazione della serie del filetto, seguita da un trattino. 5. Designazione della classe del filetto (1, 2 o 3). 6. Simbolo di filettatura interna o esterna (A per esterna, B per interna), seguito da uno spazio. 7. Informazioni qualificative, quali: LH se la filettatura è sinistra. Per una filettatura destra, il simbolo RH è omesso. DOUBLE o TRIPLE rispettivamente per filettature a due o tre principi. Lunghezza della filettatura. Per la bulloneria questa dimensione si riferisce alla lunghezza complessiva L dell’elemento filettato. Materiale Le annotazioni per una filettatura possono anche fornire informazioni sulle caratteristiche dimensionali del foro trapanato, sulla profondità del foro e della filettatura, sulla svasatura, sull’allargatura e sul numero di fori da filettare (Figura 10.23). Le dimensioni della punta per fori da maschiare sono riportate nella norma UNI 5699. Per esempi più dettagliati di annotazioni per le filettature secondo il sistema americano si vedano le norme ANSI Y14.6–1978.

(Cortesia della Kennametal.)

Disegno di fabbricazione di un dispositivo di bloccaggio (eseguito con il metodo americano).

Figura 10.20

536 CAPITOLO 10

Disegni di fabbricazione

537

Diametro esterno Numero di filetti per pollice Forma Serie Classe di accoppiamento Filettatura interna (madrevite)

.5-13 UNC-3B

Filettatura esterna Sinistra

.250-20 UNC-2A-LH

Figura 10.21 L’integrità di questo ponte dipende non solo dalla qualità dei suoi cavi e dell’acciaio ma anche dagli elementi ﬁlettati che li collegano. (© Photri, Inc.)

Esercizio pratico 10.1 Procurarsi un organo di collegamento filettato come una vitte. Usare una scala per stabilire il passo della filettatura e, con riferimento alla normativa americana, il numero di filetti per pollice. Usare una scala per determinare il diametro esterno nominale della vite. Osservare la testa della vite e stabilirne la tipologia.

UNC UNF UNEF UN UNM NC NF

= = = = = = =

Filettatura unificata a passo grosso Filettatura unificata a passo fine Filettatura unificata a passo extra fine Filettatura a passo uniforme Filettatura per miniature Filettaura a passo grosso Filettaura a passo fine

Figura 10.22 Annotazioni di ﬁlettature normalizzate in unità di misura inglesi

10.3.2 Specificazione delle filettature: il sistema metrico ISO Le specifiche per le filettature metriche sono basate sulla normativa ISO e a essa fa riferimento anche la normativa americana nell’ANSI Y14.6aM–1981. L’indicazione di filettatura nel sistema metrico è di solito riportata sulla quota diametrale come mostrato nella Figura 10.24 B per filettatura esterna e interna. Tale annotazione può anche es-

sere riportata per mezzo di una direttrice come nel sistema americano. Le filettature metriche sono a passo grosso per applicazioni generiche o a passo fine. Tipiche designazioni per una filettatura metrica sono mostrate nella Figura 10.24 per il sistema ANSI e ISO. L’annotazione più semplice, del tipo M24, indica che la filettatura è metrica (M) con un diametro nominale di 24 mm e a passo grosso

538

CAPITOLO 10 Diametro del foro trapanato

Profondità del foro trapanato

ø .147

Profondità del foro trapanato

1.00

ø .190-32UNF-2B .75 Profondità della filettatura

Profondità della filettatura (fino all’ultimo filetto completo)

.75

Figura 10.23 Annotazione di filettatura normalizzata secondo ANSI per specificare le dimensioni di un foro filettato cieco

Filettatura metrica Diametro nominale (mm) Passo (mm) M24 X 2 M24 X 2

Filettaura esterna (vite)

Filettatura interna (madrevite) (A) Sistema ANSI

Diametro nominale (mm) Filettatura metrica Passo (mm) (solo per filettaure a passo fine) M24 ⫻ 2

M24 ⫻ 2

Figura 10.24 Annotazione di base di filettatura metrica per madreviti e viti secondo il sistema ANSI e ISO L’indicazione del passo è sempre presente in entrambi i sistemi nel caso di passo fine. Nel caso di filettatura a passo grosso, tale indicazione è sempre omessa nel sistema ISO, mentre è preferibile aggiungerla nel sistema ANSI.

Filettatura interna (madrevite)

Filettaura esterna (vite) (B) Sistema ISO

Disegni di fabbricazione

M10

Filettatura metrica ISO di diametro nominale 10 mm a passo grosso (1,5 mm)

M10 x 1,25

Filettatura metrica ISO di diametro nominale 10 mm a passo fine di 1,25 mm

M24 – 2 fil

Filettatura metrica ISO di diametro nominale 24 mm a passo grosso (3 mm) a due principi

M24 x 2 sin

Filettatura metrica ISO di diametro nominale 24 mm a passo fine (2 mm) sinistra

M6 x 1 – 4H 5H Filettatura metrica ISO interna di diametro nominale 6 mm a passo grosso (1 mm) con tolleranza 4H sul diametro medio e tolleranza 5H sul diametro esterno M6 x 1 – 4h 5h

Filettatura metrica ISO esterna di diametro nominale 6 mm a passo grosso (1 mm) con tolleranza 4h sul diametro medio e tolleranza 5h sul diametro esterno

Figura 10.25 Alcuni esempi di indicazione di ﬁlettature metriche ISO

(l’indicazione del passo viene omessa). Nel caso di filettatura a passo fine, il diametro nominale è seguito dal segno di modificazione ×, e dal valore del passo; quindi la designazione sarà M24 × 2. Le tabelle di alcuni dati dimensionali per le filettature metriche ISO a passo grosso e a passo fine sono riportate nella norma UNI 4536-64. Maggiori dettagli sulle filettature metriche ISO sono riportate nelle norme dalla UNI 4533 alla UNI 4536. Una completa annotazione sulle filettature metriche ISO (Figura 10.25) dovrebbe contenere le seguenti informazioni, nel presente ordine: 1. Il diametro nominale (diametro esterno di base) in millimetri. 2. Il passo in millimetri, preceduto dal simbolo × e seguito da un trattino. Questa indicazione di passo è omessa per le filettature a passo grosso, ma è preferita nell’utilizzo americano della normativa ISO. 3. Il numero di principi della filettatura seguito dall’indicazione “fil”, per esempio M24 – 2 fil. 4. Per usi generici la tolleranza è di 6g per le filettature metriche esterne, e di 6H per quelle interne. Per accoppiamenti più precisi si passa a una tolleranza di 6H per le filettature interne e di 5g6g per quelle esterne. La designazione della classe di tolleranza include inoltre: – la tolleranza del diametro medio: grado e posizione; – la tolleranza del diametro esterno: grado e posizione.

539

Per indicare le posizioni della tolleranza, si utilizzano lettere minuscole per le filettature esterne e lettere maiuscole per le filettature interne. Per una filettatura sinistra occorre aggiungere un trattino dopo l’ultima posizione di tolleranza, e indicare le lettere “sin” oppure “LH”. Le filettature per accoppiamenti precisi di parti vengono specificate da una barra seguita dalla designazione della tolleranza più stretta, per esempio /5g6g. 10.3.3

Rappresentazione delle ﬁlettature

È difficile rappresentare graficamente le filettature nella forma reale. La normativa ANSI prevede tre metodi convenzionali di rappresentazione di una filettatura: il disegno dettagliato, quello schematico e quello semplificato (Figura 10.26). La rappresentazione dettagliata della filettatura è la più realistica, ma anche la più difficile e la più dispendiosa da eseguire ed è raramente utilizzata nel disegno tecnico. Il suo uso è di solito limitato alle illustrazioni. La rappresentazione schematica e quella semplificata sono più facili da disegnare e largamente utilizzate nel disegno tecnico; quella semplificata è di uso più comune. Di solito, solo uno dei tre metodi viene scelto in un singolo disegno, ma in caso di necessità possono essere usati contemporaneamente. Rappresentazione semplificata Il metodo semplificato di rappresentazione delle filettature è la tecnica più veloce e più facile sia nel disegno a mano libera sia con il sistema CAD, e può essere utilizzato per tutte le forme di filettature, incluse quelle metriche. Una rappresentazione semplificata di una filettatura esterna è mostrata nella Figura 10.26, valida per le estremità smussate e non. La parte filettata è mostrata usando linee tratteggiate sottili parallele all’asse, a una profondità corrispondente all’incirca al diametro interno. In una vista sezionata, le linee tratteggiate sottili sono tracciate nella parte sezionata. Questa è una delle rare eccezioni in cui le linee nascoste sono tracciate sulla campitura di una vista in sezione. Rappresentazione schematica Questo metodo di rappresentazione si avvicina molto al reale aspetto dei filetti della vite con linee che sono tracciate a una distanza quasi uguali al passo della filettatura. Quando il numero di filetti per pollice è troppo grande per permettere un disegno chiaro, lo spazio viene leggermente allargato. La Figura 10.27 mostra un disegno schematico e semplificato di filettatura interna per fori passanti e ciechi. I diametri esterno e interno sono rappresentati da due linee di uguale lunghezza, parallele e nascoste in entrambe le rappresentazioni schematica e semplificata.

540

CAPITOLO 10

Dettagliata

Vista anteriore

Schematica

Semplificata

Filettature esterne

Vista anteriore

Sezione dettagliata

Sezione schematica

Sezione semplificata

Filettature interne

Figura 10.26 Tipologie di rappresentazione graﬁca convenzionale delle ﬁlettature nel sistema ANSI

Passante

Cieco

Vista anteriore

Rappresentazioni semplificate

Passante

Cieco Rappresentazioni schematiche

Figura 10.27 Rappresentazione schematica delle diverse tipologie di fori ﬁlettati

Vista anteriore

Vista non sezionata

Disegni di fabbricazione

Vista anteriore

Vista in sezione di un foro filettato passante

Vista in sezione di un foro cieco filettato

541

Estremità filettata di una vite con sezione parziale

Vista non sezionata di un foro filettato passante

Vista anteriore

Vista non sezionata di un foro cieco filettato

Vista anteriore

Figura 10.28 Rappresentazione convenzionale delle ﬁlettature per viti e madreviti in vista e in sezione

Rappresentazione nel sistema ISO La rappresentazione convenzionale delle filettature nel sistema ISO è riportata nella Figura 10.28, per viti e madreviti, in vista e in sezione. Per le filettature esterne e interne la rappresentazione è simile a quella semplificata adottata nel sistema ANSI, ma le linee che individuano il fondo del filetto (diametro interno o esterno della filettatura rispettivamente per le viti o le madreviti) sono continue e sottili. La fine del tratto filettato è rappresentata da una linea continua grossa. Sezioni di assemblaggi In una vista in sezione di un assieme un collegamento filettato non viene sezionato (Figura 10.29). Essendo troppo piccoli per essere mostrati con chiarezza in sezione, dadi, bulloni, viti, perni, e altri fissaggi vengono mostrati interi, a meno che una vista in sezione sia necessaria per mostrare alcune caratteristiche interne. Filettature per tubazioni Sono note nella letteratura nazionale e internazionale col nome di filettature GAS e ven-

gono utilizzate per i sistemi di tubature che trasportano liquidi e gas, per perforazioni e per altre applicazioni che richiedono il collegamento di tubi. Due tipi generali normalizzati di filettature per tubature sono utilizzati nell’industria: GAS cilindrica e GAS conica. Le filettature GAS cilindriche trovano impiego nei collegamenti non a tenuta stagna sul filetto (sia la vite sia la madrevite sono entrambe cilindriche). Le filettature GAS coniche, invece, prevedono un accoppiamento tra una vite conica e una madrevite conica o cilindrica e garantiscono un accoppiamento a tenuta stagna sul filetto. Sono rispettivamente specificate dalle norme UNI ISO 228 e UNI ISO 7. La Figura 10.30 mostra gli elementi caratteristici di una filettatura GAS a tenuta stagna sul filetto. Nei disegni tecnici, non è necessario mostrare la conicità perché l’annotazione sulla filettatura specificherà se essa è cilindrica o conica. Per ulteriori informazioni sulle filettature per tubature, si vedano le norme UNI ISO 228 e UNI ISO 7.

542

CAPITOLO 10

Figure 10.29 Vista sezionata di un assemblaggio con collegamenti ﬁlettati (Cortesia della TRW Commercial Steering Systems.)

Filettatura utile (almeno uguale alla lunghezza di misura più la tolleranza di accoppiamento)

Filettatura incompleta Tratto di filetto incompleto

d diametro di misura

Filettatura completa

Estremità della massima filettatura interna ammissibile nel caso di avvitamento manuale

Piano di misura

Cono esterno

–

T1 2

a lunghezza di misura

Tolleranzaa equivalente alla tolleranza positiva della filettatura interna Tolleranza di serraggio Tolleranza di accoppiamento

Figura 10.30 Rappresentazione di ﬁlettature per tubi: ﬁlettature GAS

Disegni di fabbricazione

Le tecniche CAD Le tecniche CAD per rappresentare le filettature nei disegni tecnici impiegano i comandi LINEA, CERCHIO, POLIGONO, PARALLELO e COPIA, e altri ancora. Il comando POLIGONO viene utilizzato per creare un esagono o un quadrato di una data dimensione. Il comando PARALLELO o COPIA viene impiegato per tracciare le linee multiple utilizzate nelle rappresentazioni schematiche e dettagliate delle filettature. Alcuni sistemi CAD creano automaticamente la rappresentazione semplificata delle filettature, una volta definiti il tipo di foro e la sua posizione. Il software disegnerà automaticamente i diametri esterno e interno, cambierà il tipo di linea e traccerà i dettagli per i fori filettati ciechi. Molti modelli CAD tridimensionali non supportano la geometria elicoidale, rendendo così impossibile un’accurata rappresentazione dei filetti. Come per i disegni CAD bidimensionali, i modelli tridimensionali mostrano di solito schematicamente i filetti come una serie concentrica di linee di risalto o addirittura niente, lasciando la specificazione della filettatura a una nota.

543

(A) Bullone

(B) Vite prigioniera

(D) Vite a ferro

10.4

Bulloni, viti, perni normalizzati

I cinque tipi generali di collegamenti filettati normalizzati sono: 1. Bullone: un dispositivo meccanico filettato con una testa e un’estremità filettata. I bulloni sono accoppiati ai dadi (Figura 10.31 A). Un dado è un dispositivo meccanico filettato che si usa all’estremità di un bullone, di un perno o di una vite per ferro. 2. Vite prigioniera: una barra cilindrica filettata a entrambe le estremità che unisce due parti da accoppiare. A un’estremità può essere avvitato un dado (Figura 10.31 B). 3. Vite mordente: un dispositivo meccanico filettato con una testa e un’estremità filettata. Le viti mordenti uniscono due parti da accoppiare e hanno filettature più lunghe dei bulloni (Figura 10.31 C). Queste viti possono avere la testa con un intaglio per l’inserimento della punta di un cacciavite. 4. Vite a ferro: un dispositivo meccanico filettato con una testa (tipicamente arrotondata) con intaglio e un’estremità filettata. L’estremità filettata può avvitarsi nella parte da accoppiare, oppure può essere usata con un dado. La vite per ferro è simile alla vite mordente, ma di solito è più piccola (Figura 10.31 D). 5. Vite di arresto: un dispositivo meccanico filettato, con o senza testa, usato per impedire rotazioni o

(E) Vite di arresto

Figura 10.31 Tipi generali di collegamenti filettati con rappresentazione schematica delle filettature I cinque tipi generali di collegamenti filettati sono bulloni, vite prigioniera, vite a testa cilindrica, vite a ferro, vite di arresto.

movimenti tra le parti, come un albero e un collare. Le viti di arresto hanno diversi tipi di punta per differenti applicazioni (Figura 10.31 E). La differenza di base tra un bullone e una vite consiste nel fatto che normalmente il bullone viene serrato o svitato con l’uso di un dado, mentre la vite viene di solito accoppiata con un foro ﬁlettato in una parte, usando la sua testa per serrare o svitare. 10.4.1

Tecniche CAD

Con i sistemi CAD, i collegamenti ﬁlettati normalizzati possono essere creati usando librerie di simboli con comandi quali COPIA, BLOCCHI, PARALLELO e altri. Inoltre, molti pacchetti speciﬁci CAD rappresentano automaticamente un numero elevato di differenti tipologie di collegamenti normalizzati sia in 2D che in 3D. L’uten-

544

CAPITOLO 10

te speciﬁca il tipo di collegamento normalizzato necessario e la sua posizione sul disegno, e il collegamento viene disegnato automaticamente.

Esercizio pratico 10.2

Spaccata

Dentata esterna

Dentata interna

Disegnare a mano libera la stessa vite dell’Esercizio pratico 10.1, e aggiungere un’annotazione di filettatura che specifichi il tipo di collegamento. Scrivere le specifiche necessarie per un dado a testa esagonale che possa essere usato con quella vite.

10.5

Collegamenti non ﬁlettati

Sono dispositivi meccanici generalmente usati per prevenire movimenti tra parti da accoppiare. Perni, spine, chiavette, chiodi e anelli di ritenuta sono un esempio di questo tipo di collegamenti. Le rosette o rondelle, un altro tipo di elemento meccanico non ﬁlettato, sono usate per bloccare i collegamenti o per offrire una superﬁcie liscia all’elemento di collegamento (Figura 10.32 e 10.33). 10.5.1

Dentata svasata

Figura 10.33 Esempi di rosette elastiche

Spine

Tipi comuni di spine sono le spine di riferimento, le spine cilindriche, coniche, scanalate ed elastiche (Figura 10.34). Tali dispositivi sono descritti nelle norme UNI EN 22338, UNI EN 22339 e UNI EN 28734. I perni di riferimento sono utilizzati per garantire il posizionamento delle parti o per prevenire lo scorrimento dopo l’assemblaggio. I perni sono speciﬁcati dal nome, dal diametro nominale del perno, dal materiale e dalla ﬁnitura, come segue: SPINA INDURITA RETTIFICATA A MACCHINA SERIE NORMALIZZATA, 1⁄4 × 2, ACCIAIO.

Nervata

Spina temprata

Spina diritta

Spina con testa piana

Spina (elastica) tagliata

Spina conica

Copiglia

Figura 10.34 Tipi di spine

TIPO B REGOLARE, SEMPLICE RONDELLA UNI 6592-69 E UNI 6593-69

Figura 10.32 Rappresentazione e designazione per una rosetta d’appoggio piana

10.5.2

Chiavette e linguette

Le chiavette e le linguette sono elementi prismatici usati comunemente per collegare due componenti come albero e mozzo, per trasmettere potenza alla ruota d’ingranaggio, alla puleggia e ad altri meccanismi. La chiavetta/linguetta è posta in una sede che è scanalata nell’albero. L’albero e la chiavetta/linguetta vengono inserite nel mozzo del componente meccanico, come una semplice ruota o una ruota dentata, allineando la chiavetta/linguetta con la scanalatura ricavata nel mozzo. Le chiavette presentano una superﬁcie leggermente rastremata e pertanto lavorano sulle teste (l’elemento viene cioè incastra-

La progettazione nell’industria La progettazione degli assemblaggi: costruire un computer più semplice La Dell Computer Corp. qualche anno fa si è trovata a scegliere tra aumentare la capacità di fabbricazione o semplificare gli assemblaggi del suo prodotto. Scegliendo di ridisegnare il prodotto, la Dell ha risparmiato il costo di costruzione di nuovi fabbricati. Aumentando il ritmo di fabbricazione, grazie alla semplificazione degli assemblaggi, il bisogno di espansione degli stabilimenti, dovuto all’aumento delle ordinazioni, è stato rinviato, con un risparmio di milioni di dollari sia sui costi di costruzione, sia sui costi derivanti dalla riorganizzazione. Scegliendo di riprogettare il telaio del loro Optiframe e MT PC, la Dell ha risparmiato denaro anche in molte altre aree. Circa 32,5 milioni di dollari a tutt’oggi sono stati risparmiati sui costi a causa del lavoro ridotto. I risparmi sui costi dei materiali per l’integrazione del telaio e la relativa semplificazione della coordinazione della Dell con i fornitori esterni sono stati di 11,6 milioni di dollari nel 1998 e di 35 milioni di dollari nel 1999. Il gruppo di progettisti del telaio si era prefisso il considerevole traguardo di ridurre il numero delle parti acquistate del 17% e il tempo dell’assemblaggio meccanico del 25%. Inoltre, i diversi tipi di viti sono stati ridotti di almeno il 20%. La Dell ha raggiunto tutte queste mete applicando i principi della Progettazione degli Assemblaggi (Design for Assembly, DFA) e impiegando il software speciale per l’analisi DFA della Boothroyd Dewhurst Inc. Formando una squadra di persone competenti in più discipline, tutti gli aspetti del ciclo di vita del prodotto, dall’approvvigionamento allo studio tecnico, passando per la fabbricazione, sono stati rappresentati e in grado di fornire stimoli allo sforzo di creazione del nuovo progetto. Usando il software DFA e il servizio di Intranet per condividere i dati, i membri del gruppo di progettazione sono stati in grado di valutare la funzionalità di ogni componente del montaggio in un progetto. Tra le altre cose, il software DFA fornisce una valutazione della facilità di orientamento e di assemblaggio di ogni componente, per ogni alternativa di progetto, insieme a un disegno teoricamente ottimale. Gli ingegneri hanno usato il software DFA per stabilire gli scopi iniziali del progetto del telaio e per favorire la creazione di un valore di riferimento quantitativo per misurare la produttività, includendo le

to in senso radiale tra albero e mozzo). Le linguette, invece, non presentano rastremazioni e lavorano sui ﬁanchi. La Figura 10.35 mostra alcune tipologie di chiavette e linguette di largo uso nella pratica ingegneristica: chiavetta con nasello, chiavetta normale incassata, linguetta arrotondata e linguetta a disco (detta anche linguetta Woodruff o linguetta americana).

(Cortesia di Bradley S. Kemp, Systems Engineer, Dell Computer Corp.)

unità assemblate in un’ora e per operaio, i costi diretti di lavoro per unità, il tempo medio di riparazione, la quantità di unità assemblate all’ora, per unità di superﬁcie della fabbrica. I dati dell’analisi DFA sono stati collegati ai modelli animati del telaio poi distribuiti, tramite Intranet, in tutta la compagnia, in modo che tutti i membri del gruppo potessero valutare il nuovo progetto. I prototipi del modello virtuale sono stati utilizzati per identiﬁcare i colli di bottiglia nella fabbricazione e per guidare il progetto nella riduzione delle parti. Il nuovo progetto comprende una rigida staffa di azionamento che ruota fuori dal telaio per guidare l’assemblaggio, e un meccanismo brevettato di bloccaggio articolato, per assemblare il blocco di alimentazione. Permettendo al fornitore di installare il blocco di alimentazione in anticipo, si riduce il tempo di assemblaggio della compagnia Dell di circa il 40%. Con questo progetto, Dell ha dimostrato che il DFA può essere uno strumento strategico per contenere i costi e mantenere competitivi i prodotti informatici nel mercato mondiale. (Da: Dell Computer builds a framework for success, “Computer Aided Engineering”, febbraio 2000, pag. 10)

10.5.3

Chiodi

I chiodi sono perni metallici con una testa e sono usati per collegare in modo permanente le parti assemblate. I chiodi sono disponibili in una varietà di teste e sono di solito usati per lamiere metalliche come il rivestimento di un aereo collegato all’intelaiatura o parti di aeronave (in 545

546

CAPITOLO 10

Chiavetta normale incassata

Chiavetta con nasello

Linguetta arrotondata

Linguetta a disco (Woodruff)

Figura 10.35 Alcune tipologie di chiavette e linguette normalizzate

campo aeronautico si parla piĂš speciďŹ camente di rivetti). I chiodi con diametro maggiore sono usati in strutture dâ&#x20AC;&#x2122;acciaio, come ponti, navi o caldaie. Nei disegni tecnici essi sono rappresentati usando i simboli mostrati nella Figura 10.36.

10.6

Molle

Le molle sono dispositivi meccanici che si espandono o si contraggono per effetto di una pressione o di una forza. Molte tipologie di molle hanno forma a elica. Sono clas-

Disegni di fabbricazione CHIODI COMMERCIALI

CHIODI DA CANTIERE Appiattiti a 83", a 3" e più

Svasati

Entrambi i lati

Lato lontano

Lato vicino

Due teste piene

Entrambi i lati

Lato lontano

Lato vicino

Entrambi i lati

Lato lontano

Appiattiti a 41", a 12", a 85"

Lato vicino

Entrambi i lati

Lato lontano

Svasati non più alti di 18"

Lato vicino

Entrambi i lati

Lato lontano

Lato vicino

Due teste piene

Svasati e scalpellati

547

Figura 10.36 Simboli di chiodi ribaditi usati nei disegni tecnici secondo la normativa ANSI

10.7

Molla metallica a sezione circolare del filo

Uso di linea mista-fine Dettagliata

Una macchina è una combinazione di parti interdipendenti che utilizza o applica energia necessaria per eseguire un lavoro. Un meccanismo è un sistema meccanico, costituito da parti rigide o strutture (come montanti, supporti, alberi) unite da vari dispositivi (come ruote di ingranaggio, camme e bielle) e guidate da movimenti o da carichi. I meccanismi sono progettati utilizzando le leggi della ﬁsica note come meccanica. 10.7.1

Molla di compressione

Molla di trazione Schematica

Figura 10.37 Rappresentazione di molle Le molle possono essere rappresentate in forma dettagliata o schematica.

siﬁcate in base alla forza di compressione, di trazione, all’allungamento e alla forza costante. Le molle sono inoltre classiﬁcate in base al materiale, al calibro, all’indice di rigidezza, alla direzione dell’elica e al tipo di estremità. Le molle possono essere rappresentate nei disegni tecnici in forma dettagliata e schematica (Figura 10.37). Per maggiori dettagli si vedano le norme UNI 7281 (Rappresentazione delle molle) e UNI 7900 (Molle).

Meccanismi

Ruote dentate

Una ruota d’ingranaggio è una ruota meccanica dentata usata per trasmettere potenza e movimento tra le parti della macchina. Quando due ruote di diverse dimensioni ingranano, la più larga viene detta ruota e la più piccola pignone. Più ruote calettate su uno stesso albero formano un riduttore a più stadi o gear cluster. Le ruote sono speciﬁcate dalle norme UNI 7282 (Rappresentazione degli ingranaggi), UNI 7462 (Ruote dentate cilindriche) e UNI 7463 (Ruote dentate coniche). Una ruota normalizzata non è mostrata in dettaglio nel disegno tecnico. Si usa, in alternativa, una rappresentazione schematica e si traccia una tabella di valori per la dentatura. Vengono realizzati disegni dettagliati di una ruota quando si progetta una ruota speciale o quando le ruote devono essere mostrate in un assemblaggio. Di solito, i disegni delle ruote includono una tabella di informazioni per la fabbricazione (Figura 10.38). Un disegno dettagliato di una ruota da fabbricare include anche altre dimensioni che non sono riportate nella tabella.

548

CAPITOLO 10

Parametri caratteristici

Ruota

Numero di denti (z)

CHIAVE PER LINGUETTA A8 ⫻ 7 ⫻ 30 UNI 6604

Modulo (m)

Passo (p) [=πDp /z]

CHIAVE PER LINGUETTA A6 ⫻ 6 ⫻ 30 UNI 6604

ø 24

Pignone

ø20

12,56

Diametro primitivo (Dp ) [=m ⫻ z]

140

Diametro di testa (Dt ) [=Dp + 2m]

148

Diametro di fondo (Df ) [=Dp

130

–

2hd]

Addendum (ha) [=m]

Dedendum (hd) [=5/4 m]

Altezza dente (h) [=ha + hd]

Angolo di pressione (␽)

20°

Dentiera di riferimento

UNI 6587-69

Rapporto di trasmissione (t)

35/15 = 2,33

Interasse (a)

ø60

100

Altezza sulla corda (ha)

4,070

4,164

Corda primitiva (s)

6,281

6,271

Ruota

Pignone

Materiale

Acciaio

Spessore

ø140 Figura 10.38 Disegno particolare di un ingranaggio a ruote cilindriche

10.7.2

Camme

Una camma è un dispositivo meccanico con una superﬁcie o una scanalatura che controlla il moto di una seconda parte detta cedente o punteria (Figura 10.39). Lo scostamento è la distanza percorsa dal cedente durante una rivoluzione completa (o ciclo) della camma, con il cedente sempre in contatto con essa. Un diagramma di scostamenti o diagramma alzate-angoli è un graﬁco dell’andamento degli scostamenti della punteria sulla camma. Un periodo è una parte del ciclo della camma e include i seguenti tre movimenti: L’alzata: il movimento verso l’alto del cedente provocato dal movimento della camma. Il ritorno: il movimento verso il basso del cedente provocato dal movimento della camma. La sosta: la posizione stazionaria del cedente provocata dal movimento della camma. La Figura 10.40 mostra un diagramma di scostamenti con l’indicazione delle parti più importanti. L’altezza (lungo l’asse delle ordinate) è uguale allo scostamento totale del cedente (alzata massima). Sull’ascissa è riportato il cerchio di base che rappresenta una rivoluzione della camma e può essere tracciato a partire da qualunque punto. La distanza orizzontale è divisa in gradi, crescenti da 0° a 360°.

10.7.3

Sistemi di leve

Una leva è un elemento rigido in grado di trasmettere forza e velocità. Le leve rappresentano i più comuni organi di macchine oggi in uso (Figura 10.41). Un leveraggio è un insieme di leve combinate in modo da trasmettere forza e velocità.

Alzata massima

Mozzo

Punteria

Albero a camme

Rotazione della camma Profilo della camma

Figura 10.39 Camma e punteria

Camma

Disegni di fabbricazione ALZATA LINEA RETTA

ALZATA ARMONICA

SOSTA

RITORNO PARABOLICO

ALZATE DELLA PUNTERIA (ORDINATA)

3' 2 1

3' 4

Sviluppo della circonferenza

2' 4

A 0

4' 3

Y B

SOSTA

PROFILO DELLA CAMMA

4' 3

549

180 210 360 = UNA RIVOLUZIONE DELLA CAMMA = 1 CICLO

K 330

360

(ASCISSA)

Figura 10.40 Diagramma alzate-angoli di una camma

breria dei simboli e poi utilizzati in molti disegni. Sono disponibili anche taluni software che contengono già le librerie dei simboli necessarie. Un perno di collegamento di una leva viene rappresentato, generalmente, con un piccolo cerchio. Un meccanismo leva a cursore è rappresentato mediante un cerchio circondato da un rettangolo. Un meccanismo a manovella, un sistema di leve o un sistema articolato a barre sono rappresentati mediante linee. Collegamenti articolati più complessi sono creati dalla combinazione di questi elementi schematici. Analisi dei sistemi di leve I sistemi di leve possono essere analizzati matematicamente o graﬁcamente per individuare interferenze, posizioni estreme e angoli di oscillazione. Per l’analisi matematica si impiega la geometria e la trigonometria. Tuttavia i graﬁci permettono un’analisi più rapida. Esistono software specializzati che utilizzano disegni CAD di collegamenti per analizzare i sistemi di leve (Figura 10.43). 10.7.4

Figura 10.41 Esempio di leveraggi usati in un motore di automobile (Cortesia della Ford Motor Company.)

Simboli Le leve sono disegnate in forma schematica nei disegni tecnici e durante tutte le fasi di analisi del progetto. La Figura 10.42 mostra i simboli schematici per i disegni di leveraggi. Con un sistema CAD, questi simboli possono essere disegnati una sola volta, riposti nella li-

Cuscinetti

I cuscinetti sono dispositivi meccanici in grado di ridurre l’attrito e l’usura tra due parti e di sopportare un carico assicurando, al tempo stesso, il movimento relativo tra le parti. I cuscinetti sono usati in numerose applicazioni quali, per esempio, le automobili, gli aerei, le apparecchiature, le attrezzature agricole, i motori elettrici e le pompe (Figura 10.44). Rappresentazione graﬁca Generalmente i cuscinetti non sono riportati tra i disegni di fabbricazione dei particolari di un assieme poiché essi sono parti uniﬁcate. Tuttavia, essi sono rappresentati nei disegni complessivi e sono elencati nella lista delle parti. Inoltre, un cuscinetto è di solito mostrato in sezione. Per un cuscinetto a striscia-

550

CAPITOLO 10

Schematica

Illustrativa

PERNO DI ARTICOLAZIONE MANOVELLA

MANOVELLA

PERNO FISSO (DI GUIDA)

Collegamento a manovella LEVA (BILANCIERE) LEVA (BILANCIERE) PERNO FISSO (DI GUIDA)

Collegamento a leva oscillante (o a bilanciere)

PERNO FISSO

Collegamento a leva oscillante e perno fisso Opzione 1

COLLEGAMENTO FISSO

Opzione 2

COLLEGAMENTO FISSO

Collegamento a campana

Figura 10.42 Rappresentazione schematica di sistemi di leve

COLLEGAMENTO FISSO

Disegni di fabbricazione

551

Figura 10.43 Sistema CAD impiegato per l’analisi di leveraggi (Cortesia della Knowledge Revolution IMSC Software Corporation.)

mento, normalmente, si rappresenta la sezione con le usuali linee di tratteggio; se non vi è spazio sufﬁciente per le linee di tratteggio il cuscinetto è rappresentato con la sezione completamente annerita. Per i cuscinetti a rotolamento, in una sezione di assieme, gli anelli interno ed esterno vengono rappresentati in sezione mentre i corpi volventi non devono essere sezionati. Una linea direttrice e un cerchio sono utilizzati per identiﬁcare il numero di riferimento della parte; l’elenco delle parti riporta sia il costruttore sia il codice del cuscinetto.

10.8

Figura 10.44 Caratteristiche di cuscinetti a rotolamento (Cortesia della NTN Corporation.)

Sistemi di tubazioni

I disegni di sistemi di tubazioni sono impiegati nella progettazione e nelle costruzioni di raffinerie, impianti chimici, serbatoi e in altre applicazioni. Il disegno di sistemi di tubazioni rappresenta un campo specializzato che ricorre a simboli grafici e unificazioni per rappresentare le strutture di processo che comprendono le tubazioni, i serbatoi, le pompe, le caldaie, gli scambiatori, le valvole e altri componenti. I disegni di tubazioni illustrano lo schema dell’impianto mediante l’uso di simboli per i componenti e linee semplici o doppie per le tubazioni (Figura 10.45). Per risparmiare tempo, i simboli grafici unificati sono impiegati molto spesso per rappresentare i componenti di tubazioni. Alcuni schemi d’impianto sono così complicati da richiedere un modello tridimensionale del progetto per individuare le interferenze e visualizzare l’impianto. Prima dell’introduzione dei sistemi CAD si costruivano, a questo scopo, modelli fisici. Ora, grazie ai sistemi CAD è possibile costruire modelli virtuali dell’impianto al calcolatore (Figura 10.46). Il modello virtuale viene usato per percorrere “a piedi” l’intero impianto, per controllare le interferenze, i giochi, le altezze libere di passaggio e altri vincoli ambientali.

552

CAPITOLO 10

Figura 10.45 Disegno schematico in proiezioni ortogonali di un sistema di tubazioni (Cortesia della Application Development, Inc.)

10.8.1

Disegni di tubazioni

I sistemi di tubazioni sono rappresentati bidimensionalmente mediante i cosiddetti disegni di tubazioni (pipe drawings). Questi disegni utilizzano simboli graďŹ ci per la progettazione, la costruzione e la manutenzione di siste-

Figura 10.46 Modello virtuale di un impianto di rafďŹ neria (Cortesia della Bentley Systems, Incorporated.)

Figura 10.47 Rappresentazione schematica, in proiezione ortogonale, di un sistema di tubazioni

mi di processo. Le tubazioni possono essere rappresentate o mediante una proiezione ortogonale (Figura 10.47), o mediante una vista in sezione, o mediante una proiezione assonometrica (Figura 10.48). Di solito, i disegni di tubazioni utilizzano simboli per rappresentare i tubi, i raccor-

Rappresentazione schematica assonometrica di un sistema di tubazioni di un impianto di miscelazione

Figura 10.48

Disegni di fabbricazione 553

554

CAPITOLO 10

Figura 10.49 Disegno di un sistema di tubazioni di un impianto di processo

di, le valvole e gli altri componenti. Molti sistemi CAD dispongono di simboli schematici di tubazioni raccolti in librerie per facilitare e velocizzare l’elaborazione del disegno rispetto a quella eseguita a mano. Anche i diagrammi di ﬂusso del processo e degli strumenti sono rappresentati in forma schematica. Altri disegni non schematici rappresentano le tubazioni mediante due linee parallele continue. Tali disegni richiedono più tempo ma sono molto più realistici rispetto a quelli realizzati, schematicamente, mediante linea singola (Figura 10.49).

rante la saldatura, questo non compare a disegno. Per esempio, una saldatura ad arco prevede di solito la deposizione di un metallo sulle parti da collegare. Il metallo di apporto della saldatura ad arco non viene rappresentato sul disegno. La rappresentazione convenzionale delle saldature è conforme alla UNI EN 22553. Tale rappresentazione deve fornire tutte le informazioni necessarie afﬁnché l’operatore effettui la saldatura delle parti, secondo una delle tecniche di saldatura previste.

10.9.1

10.9

Saldature

La rappresentazione delle saldature è effettuata mediante opportuni simboli sul disegno a più viste che riporta tutte le parti assemblate. Il gruppo saldato (ovvero l’oggetto ottenuto saldando insieme i vari pezzi) non viene riportato come un unico oggetto bensì sono evidenziate le linee di giunzione, anche se, una volta saldate le parti, la giunzione stessa, nella realtà, potrebbe non essere visibile. Inoltre, se si aggiunge del materiale du-

I simboli di saldatura

La UNI EN 22553 ha unificato la rappresentazione convenzionale delle saldature. Il simbolo descrive completamente le specifiche per saldare la parte mentre una linea inclinata con una freccia di estremità indica il pezzo da saldare. Il simbolo della saldatura è composto da una linea di freccia, dalla linea di riferimento, dalla linea di identificazione a tratti e dal segno grafico della saldatura (Figure 10.50 e 10.51). Una grande quantità di informazioni può essere assegnata alla linea di riferimento/identi-

Disegni di fabbricazione Linea di riferimento

Linea di freccia

Linea di identificazione

Figura 10.50 Elementi caratteristici per la rappresentazione delle saldature

ﬁcazione (Figura 10.51). Gli elementi principali dell’indicazione completa di saldatura sono i seguenti: 1. 2. 3. 4. 5.

Linea di riferimento. Linea di identificazione. Linea di freccia e freccia di estremità. Simbolo grafico elementare della saldatura. Segno grafico supplementare per identificare l’aspetto esterno del cordone di saldatura. 6. Quote relative alle dimensioni della sezione trasversale e alle dimensioni longitudinali. 7. Simboli supplementari. 8. Specifiche convenzionali. Il simbolo di saldatura è centrato e posizionato al di sopra della linea di riferimento se la saldatura è sul lato freccia. Viceversa, se il simbolo è posto sulla linea di identificazione a tratti, la saldatura è sul lato opposto a quello indi-

cato dalla linea di freccia. Le quote relative alle dimensioni della sezione trasversale e quelle relative alle dimensioni longitudinali sono collocate, rispettivamente, a sinistra e a destra del segno grafico elementare e ciò è indipendente dalla posizione della linea di freccia. Un’eventuale coda si aggiunge dalla parte opposta della linea di freccia quando si deve precisare un particolare processo o un altro riferimento. Normalmente si usa un codice numerico, posizionato nella coda, per aggiungere specifiche o processi. I simboli grafici di indicazione della saldatura sono mostrati nella Figura 10.52 e sono riassunti come segue: a. Il simbolo della saldatura è centrato e posto sulla linea di riferimento (contina) se la saldatura è dalla stessa parte di quella indicata dalla freccia. b. Il simbolo della saldatura è centrato e posto sulla linea di identificazione (tratteggiata) se la saldatura è dalla parte opposta alla freccia. c. Se la saldatura deve essere effettuata su entrambi i lati del pezzo, allora il simbolo della saldatura è al centro e posto sopra e sotto la linea di riferimento. La linea di identificazione in questo caso viene omessa. d. Se la saldatura deve essere perimetrale allora il simbolo della saldatura si completa di un cerchio posto all’intersezione tra la linea di freccia e la linea di riferimento. e. Quando il processo di saldatura deve essere eseguito in cantiere, si aggiunge una bandiera piena sempre all’intersezione tra la linea di freccia e la linea di riferimento. Simbolo grafico relativo alla forma

Quota relativa alle dimensioni longitudinali

Quota relativa alla sezione trasversale

Saldatura eseguita in cantiere Indicazione del procedimento mediante codice numerico

Figura 10.51 Indicazione di saldatura e informazioni associate

555

556

CAPITOLO 10

(a) Lato freccia

(b) Lato opposto alla freccia

(d) Saldatura perimetrale

(f) Saldatura ripresa a rovescio

(e) Saldatura da eseguire in cantiere

Convesso

Piano

Concavo

(g) Aspetto esterno del cordone

Figura 10.52 Variazioni del simbolo della saldatura

f. Il simbolo di ripresa al rovescio deve essere riportato quando la saldatura attraversa completamente il pezzo.

diante archi. Tali simboli sono utilizzati per precisare se tale forma è piana, concava o convessa. Numerosi simboli relativi a diversi tipi di saldatura sono stati uniﬁcati. La Figura 10.53 mostra alcuni dei simboli di saldatura più comuni.

g. La forma esterna del cordone di saldatura è rappresentata mediante un segmento orizzontale o me-

Denominazione

Saldatura a lembi retti

Saldatura d’angolo

Saldatura aV

Saldatura a mezza V

Saldatura aU

Saldatura a mezza U

Saldatura a bordi rilevati

Saldatura aY

Saldatura a mezza Y

Saldatura entro intagli o fori

Saldatura a punti

Saldatura in linea continua

Rappresentazione grafica

Denominazione

Rappresentazione grafica

Figura 10.53 Segni graﬁci uniﬁcati per la rappresentazione delle saldature

Disegni di fabbricazione

10.10

Reprograﬁa

Con il termine reprograﬁa si designano tutte le tecnologie e le tecniche di riproduzione di documenti. I disegni di fabbricazione, dopo essere stati creati, vengono copiati per poter essere usati da altre persone, per conservarli accuratamente e per essere sistemati in modo da risultare facilmente accessibili in futuro. I disegni originali, una volta completati, sono usati molto raramente; pertanto la copiatura rappresenta una fase importante del disegno e della produzione. Le tecniche per conservare e recuperare i disegni tradizionali sono molto diverse da quelle relative ai disegni eseguiti con un sistema CAD. 10.10.1

Tecniche di riproduzione

Copia cianografica Processo di riproduzione fotografico nel quale la copia prodotta detta blueprint, presenta linee bianche su fondo blu. Le copie cianografiche sono eseguite esponendo carta speciale patinata alla luce, usando i disegni originali come i negativi, poi sviluppando la carta esposta in un bagno di ammoniaca. Questo procedimento richiede che il disegno originale sia creato su mezzi semitrasparenti. Siccome la copia cianografica è stata il primo metodo di riproduzione utilizzato, il termine blueprint è spesso usato genericamente per qualunque tipo di copia.

Figura 10.54 Macchina diazoica (Cortesia della Oce-Bruning, Inc.)

Copia diazoica Tecnica simile alla cianografia, ma più moderna. La stampa diazoica, detta anche processo cianolitico a secco o stampa a linee azzurre, è un processo di stampa a secco, diretta. Anche se talvolta è definita blueprint, questo tipo di copia non deve essere considerato come una vera cianografica. Il procedimento diazoico inizia ponendo il disegno originale a faccia in alto sul lato giallo, o comunque trattato, della carta diazoica. Il disegno e la carta diazoica sono introdotte nella machina e passano attraverso il processo di esposizione alla luce. Dopo che la carta è stata esposta, il disegno originale viene rimosso e la carta esposta viene passata attraverso un processo di fissaggio chimico, che produce una copia su carta bianca, con linee azzurre, nere o marroni (Figura 10.54). Copia xerografica La xerografia è un processo elettrostatico che trasferisce le immagini su carta ordinaria. Questo processo elettrostatico offre delle stampe di alta qualità, con buone qualità di archiviazione, ma è più costoso del processo diazoico. L’uso della xerografia, per copiare disegni d’ingegneria molto grandi, è pressoché nuovo, sebbene esso sia stato usato per qualche tempo per copiare disegni più piccoli. Le macchine xerografiche di largo formato sono usate per produrre copie di disegni originali (Figura10.55). L’originale può essere introdotto nella

Figura 10.55 Macchina copiatrice xerograﬁca di grande formato (Cortesia della Xerox Corporation.)

557

558

CAPITOLO 10

macchina o posto su una superficie in vetro. L’immagine viene trasferita su carta semplice, producendo una copia a linee nere su fondo bianco. Il chiaro vantaggio della copia xerografica consiste nel fatto che si possono produrre numerose copie ridotte o ingrandirle velocemente e facilmente. Copia microfilmata I disegni di fabbricazione prodotti su grandi fogli da disegno presentano un problema di archiviazione e di recupero per le industrie. Una tecnica che permette di ridurre la misura dell’originale è quella del microfilm, processo fotografico che produce una piccola pellicola negativa. Viene usata sia una pellicola da 16mm sia una da 35mm. Una scheda per microfilm è una scheda lunga, rettangolare, con un foro rettangolare per mostrare i microfilm (Figura 10.56). La scheda per microfilm può essere facilmente conservata nei piccoli cassetti numerati e può essere inviata in altri siti. La scheda può essere anche codificata o indirizzata per localizzare facilmente i documenti. 10.10.2

Le tecnologie digitali

Nello stesso modo in cui i sistemi CAD hanno rivoluzionato il processo di progettazione e rappresentazione graﬁca nell’ambito dei progetti di ingegneria, così l’uso dei calcolatori per la reprograﬁa sta rivoluzionando il processo di copiatura, di conservazione e di recupero dei disegni.

Le stampe dei disegni prodotti con un sistema CAD possono essere copiate usando una delle tecniche descritte in precedenza. Tuttavia un più moderno approccio consiste nell’uso dei dati digitali come base per la conservazione delle copie e per il recupero dei disegni di fabbricazione Scansione (scanning) I disegni eseguiti a mano possono essere convertiti in un archivio digitale usando un processo chiamato scansione. La scansione è un processo ottico-elettronico che converte testo e grafici in dati digitali. Quando un disegno eseguito a mano è sottoposto a una modifica, all’interno di numerose aziende si procede alla conversione del disegno stesso in dati digitali, attraverso il processo di scansione; successivamente si procede alla modifica dello stesso mediante un sistema CAD; in questo modo le aziende, lentamente, stanno provvedendo, in accordo con le proprie necessità, all’aggiornamento dei vecchi disegni mediante la trasformazione in formati digitali. Tecniche di conservazione I disegni tecnici basati su sistema CAD possono essere conservati sotto forma di file digitali, usando grandi mezzi di archiviazione, come nastri, CD ROM e hard disk rimovibili. Per esempio, un dispositivo a nastro basato sulla tecnologia stream, come il nastro audio digitale (DAT), può essere usato per conservare più di un gigabyte di file di disegno. La tecnologia stream è lenta per il recupero poiché essa è sequenzia-

Figura 10.56 Scheda utilizzata per il montaggio di un microﬁlm di un disegno tecnico (Cortesia di Gary Bertoline.)

Disegni di fabbricazione

559

Progetto di modellazione 3-D Capitolo 10 Progetto di modellazione di una spillatrice Il lettore dovrebbe aver già creato i disegni dettagliati di tutte le parti, negli esercizi assegnati nel precedente capitolo. Ora è richiesto un disegno complessivo esploso, realizzato mediante una vista in posizione assonometrica,

della spillatrice con la distinta delle parti. Si utilizzino le sezioni laddove si rende necessario per evidenziare l’assemblaggio. Creare un’immagine fotorealistica del modello.

le; tuttavia offre una vasta capacità di archiviazione a un costo relativamente basso. La conservazione digitale di file grafici viene realizzata salvando o copiando i disegni su di un supporto che viene poi conservato in un luogo sicuro. Se si lavora in un ambiente di elaboratori in rete, il gestore del sistema provvede all’installazione del dispositivo di archiviazione in rete; i file saranno quindi, in maniera analoga, salvati o copiati e, successivamente, custoditi in un luogo sicuro. È buona norma salvare i disegni in file i cui nomi corrispondono ai numeri delle parti o dei disegni.

no nell’organizzazione di file grazie all’uso di nomi molto estesi per i file, di memorandum e di note allegate ai file. I file possono essere ordinati secondo il nome, la data, l’occupazione di memoria o secondo qualsiasi altra caratteristica conservata nella base dati. Un comando può essere utilizzato per localizzare un file, mediante l’uso di una serie di criteri di ricerca.

Sistemi per la gestione di dati tecnici in formato digitale I sistemi per la gestione di dati tecnici in formato digitale sono strumenti software, impiegati in alcuni reparti, per gestire dati in formato digitale. Questi programmi, detti anche “gestori dei disegni”, sono predisposti per localizzare e recuperare velocemente e facilmente i file grafici. I programmi consentono di navigare velocemente attraverso i file grafici e di visualizzare i disegni. Inoltre essi assisto-

Recupero e distribuzione Dopo la fase di archiviazione dei disegni, è possibile recuperarli usando un programma di gestione. I disegni possono essere visualizzati sullo schermo, sia usando un sistema CAD, sia mediante particolari software di visualizzazione (Figura 10.57), senza ricorrere alla stampa. I ﬁle possono essere inviati in altri luoghi, sia mediante disco, sia attraverso una rete di trasmissione, come la linea telefonica. I dispositivi di telecomunicazione possono trasmettere copie di ﬁle elettronici (mediante i modem) o documenti cartacei (mediante fax). L’uso delle tecnologie per le telecomunicazioni cellulari ha fatto sì che le informazioni di progettazione e produzione possano essere inviate direttamente a unità mobili situate ovunque sul territorio.

10.11

Figura 10.57 Programma per la gestione e la visualizzazione di ﬁle di disegno (Cortesia della SDRC.)

Sommario

I disegni di fabbricazione sono parte essenziale di qualunque attività di fabbricazione o costruzione. Questi disegni documentano il processo di fabbricazione e costruzione di assemblaggi, sia di quelli semplici, sia di quelli complessi. Generalmente, un insieme di disegni di fabbricazione comprende il disegno quotato dei particolari, i disegni di assieme nonché le distinte dei componenti normalmente sviluppate secondo le unificazioni adottate. Molti assiemi contengono parti unificate come i dispositivi di fissaggio o i meccanismi. Tutte queste parti devono essere precisate nei disegni di lavorazione, nel rispetto delle unificazioni ISO o ANSI. La conoscenza delle modalità con cui queste parti unificate svolgono la loro funzione è di importanza critica

560

CAPITOLO 10

sia per la progettazione del prodotto sia per il modo con cui esse devono essere rappresentate sul disegno stesso. Molte aziende posseggono propri disegni, come quelli relativi ai sistemi di tubazioni o quelli per i processi di saldatura. Anche questi disegni sono caratterizzati da metodi uniﬁcati di rappresentazione delle parti e dei processi.

Tradizionalmente, i disegni sono stati eseguiti su carta. Ciò richiede che vengano conservati, recuperati e copiati mediante un processo detto di reprograﬁa. In misura sempre maggiore i calcolatori sono impiegati non solo per la creazione di disegni originali, ma anche per gestire la loro archiviazione, la copiatura e la distribuzione per via elettronica.

Verifica degli obiettivi 1. Definire i disegni di fabbricazione. Paragrafo 10.1. 2. Descrivere come sono usati i disegni di fabbricazione nell’industria. Paragrafo 10.2. 3. Elencare i componenti principali di un insieme completo di disegni di fabbricazione. Paragrafo 10.2. 4. Descrivere la differenza tra disegni di particolari e disegni di complessivi. Paragrafi 10.2.1 e 10.2.2. 5. Descrivere come si usano il riquadro delle iscrizioni i numeri di posizione dei componenti e la distinta componenti nei disegni di fabbricazione. Paragrafi 10.2.5, 10.2.6 e 10.2.7. 6. Eseguire rappresentazioni unificate delle filettature. Paragrafo 10.3.3.

7. Specificare una filettatura metrica o una inglese mediante una nota. Paragrafi 10.3.1 e 10.3.2. 8. Utilizzare il linguaggio grafico dei meccanismi quali ingranaggi, camme, cuscinetti e sistemi di leve. Paragrafo 10.7. 9. Interpretare il linguaggio grafico specialistico utilizzato nella rappresentazione di tubazioni e saldature. Paragrafo 10.8. 10. Descrivere le modalità con cui un sistema CAD viene utilizzato per creare, archiviare e recuperare i disegni di fabbricazione. Paragrafo 10.10. 11. Elencare le tecniche utilizzate per creare copie di disegni tecnici. Paragrafo 10.10.

Domande di ripasso 1. Definire i disegni di fabbricazione. 2. Elencare i tipi di disegni che formano di solito un insieme completo di disegni di fabbricazione. 3. Elencare le tipologie di disegni complessivi. 4. Descrivere una famiglia di parti. 5. Quale tipo di disegno viene usato per una famiglia di parti? 6. Definire un sottogruppo. 7. Che cosa è la divisione in zone? 8. Elencare le voci importanti di una distinta componenti. 9. Elencare le voci importanti di un cartiglio. 10. Che cosa è un blocco di revisione con descrizione delle modifiche? 11. Descrivere come si usa un sistema CAD per creare disegni di fabbricazione. 12. Descrivere come si usa il sistema CAD per archiviare e recuperare i disegni.

Testi di approfondimento Graves, F. E., Nuts and Bolts, “Scientiﬁc American”, giugno 1984, pp. 136–144. Oberg, E., F. D. Jones, H. L. Horton e H. H. Ryffell, Machinery Handbook, 24a ed., New York: Industrial Press, Inc., 1992.

13. Definire la reprografia. 14. Descrivere come i disegni CAD possono essere condivisi con postazioni remote. 15. Definire i collegamenti. 16. Identificare le diverse parti della seguente annotazione di filettatura: M30x3 – 3fil sin. 17. Schizzare e identificare i tre metodi di rappresentazione delle filettature nei disegni tecnici, secondo la normativa americana. Eseguire anche la rappresentazione convenzionale delle filettature secondo il sistema ISO. 18. Descrivere come il sistema CAD può essere usato per rappresentare i collegamenti in un disegno. 19. Eseguire lo schizzo delle tipologie di base di giunti saldati e denominarli. 20. Ci sono otto parti in un simbolo di saldatura. Abbozzare e denominare le otto parti.

Pancari, A. J., Pro-Pipe: Fittings, Valves, and Flanges, “CADalyst”, aprile 1992, pp. 72–74. Weaver, R., Process Piping Drafting,. 3a ed., Houston, TX: Gulf Publishing Company, 1986. Young, B., Streamlining the Design Process, “Cadence”, aprile 1993, pp. 78–80.

Disegni di fabbricazione

Problemi I seguenti problemi riguardano assemblaggi meccanici ed elettromeccanici sia semplici, sia complessi. Per ciascun problema, realizzare un insieme completo di disegni di fabbricazione. Alcuni problemi richiedono l’assegnazione di tolleranze e lo sviluppo di informazioni mancanti. Alcuni assiemi possono anche essere riprogettati, al ﬁne di migliorare il progetto esistente. Per ciascun problema, completare le seguenti fasi: 1. Eseguire lo schizzo delle proiezioni ortogonali di ciascuna parte, complete di quote. Se le quote non sono assegnate, stabilire il loro valore in rapporto a quelle relative alle altre parti. 2. Determinare le tolleranze. 3. Creare i modelli 3D di ciascuna parte, quindi estrarre le proiezioni ortogonali.

561

4. Individuare le superfici rifinite ed evidenziarle sullo schizzo. 5. Determinare quali parti devono essere rappresentate mediante viste in sezione. 6. Determinare le specifiche per tutte le parti unificate presenti nell’assieme. 7. Eseguire il disegno di fabbricazione di ciascuna parte non unificata dell’assieme. 8. Realizzare il disegno dell’assieme in vista ortogonale o in vista esplosa, in sezione. 9. Etichettare tutte le parti nel disegno d’assieme, utilizzando numeri progressivi. 10. Costruire una distinta delle parti unificate presenti nell’assieme completa di tutte le informazioni rilevanti per ciascuna parte. 11. Costruire un’immagine in resa realistica dell’assieme.

562

CAPITOLO 10 PARTE QUANT. 1 OGNUNO 1 2 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 2 9 1 10

DENOMINAZIONE SUPPORTO BRACCIO PRESA PERNO A CERNIERA A CERNIERA B ALBERO MANIGLIA PERNO B PERNO C

MATERIALE ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO

8 5

2 1

DISPOSITIVO DI BLOCCAGGIO AD AZIONE RAPIDA

Problema 1 Dispositivo di bloccaggio ad azione rapida

Disegni di fabbricazione

563

R8 6

R2 R4

ø1

45°

R 2

ø6

32 9 6

PARTE N. 5 CERNIERA A

ø8 ø6

ø8

PARTE N. 1 SUPPORTO

ø6

.18

PARTE N. 9 PERNO B

ø7 ø6

4 ATI

IIL

PARTE N. 4 PERNO A

T TUT

PARTE N. 10 PERNO C

ø8

4°

PARTE N. 2 BRACCIO

35 PARTE N. 3 PIASTRINA

Problema 1 Continua

ø6

564

CAPITOLO 10

ø1

0 M1

ø 15 ø6

0,8

ø0

PE R MA L’A S EN RTE SE TR LLA MB AM RE LA BI S GG I L U IO AT I 25

3 EN

PARTE N. 6 CERNIERA B

PARTE N. 7 ALBERINO

AT I

ø6

76 PARTE N. 8 MANIGLIA

Problema 1 Continua

ø6

Disegni di fabbricazione PARTE QUANT. DENOMINAZIONE 1 2 BRONZINA 2 1 BASE 3 1 COPERCHIO VITI A TESTA ESAGONALE 4 6

DESCRIZIONE BRONZO ACCIAIO ACCIAIO VITE UNI EN24014 M12 â«» 50

2 1

DOPPIO CUSCINETTO

Problema 2 Doppio cuscinetto

565

566

CAPITOLO 10 6X

ø1

PARTE N. 3 COPERCHIO

13 R

76 32

114

102

ø5

1 3 1 M 8 12 28

ø3

ø2

13 32

PARTE N. 1 BRONZINA

45°

64 13

38 102

Problema 2 Continua

PARTE N. 2 BASE

567

45 à

Disegni di fabbricazione

S 1 M 0 U X S 1 S 3 O 2 X

2 VITE DI FISSAGGIO

RA TU NA 1.2 I R -E ZIGI 149 UN X3 ø5

33 30

1 BASE

ø4

0 5X

M 8, 1 5 16 0 D A L

N D O

23 5 X

Blocco a V

RACCORDI R 3

29 25

37 40

3 R 0,8

27 46

Problema 3

90°

17 R

BLOCCO A V

13 32

90°

MORSA A U

32 25

90°

568

CAPITOLO 10

VITE CON GAMBO CALIBRATO Ø 16G4 LUNGHEZZA 64

BRONZINA Ø ESTERNO 25G6 Ø INTERNO 16 H5 SPESSORE 13 BRONZO PULEGGIA Ø 102

RONDELLA Ø 16 BRONZO

4X VITE A TESTA ESAGONALE M 12 X 25

DADO 1 TESTA ESAGONALE M 14

6 3

102

ø8

M 25

12 50

16 76

BASE

SUPPORTO PER PULEGGIA

Problema 4 Supporto per puleggia

Valvola a farfalla

Problema 5

VALVOLA A FARFALLA

PARTE QUANT. DENOMINAZIONE 1 1 CORPO VAVOLA VITE A TESTA SVASATA CON CALOTTA 2 2 PIATTO 1 3 ALBERINO 1 4 CHIAVETTA 1 5 PERNO 1 6 VITE A TESTA SVASATA CON CALOTTA 3 7 1 BRACCIO 8 DADO A TESTA ESAGONALE 1 9

ACCIAIO VITE UNI EN ISO2010 M5 X 25 ACCIAIO DADO UNI EN ISO24034 M10 X 1.25

DESCRIZIONE FERRO VITE UNI EN ISO2010 M3 X 6 ALLUMINIO ACCIAIO

SEZIONE DELLâ&#x20AC;&#x2122;ASSIEME

Disegni di fabbricazione 569

CAPITOLO 10

R 36

ø1

6X 120°

120°

570

ø1

ø5

120°

ø3

PARTE N. 6 PERNO

8 3X

ø5

PARTE N. 1 CORPO VALVOLA

2.5 99

.35

3 XM

2 6 5

35,

ø2

7,6

ø2

7 12,

ø1

45 °

8 12

ø1

1.2

ø.

R PE TA DE ET SE IAV CH

4,9

0 PARTE N. 4 ALBERINO

,6 24 ,1 19 7 , 12 6,3 0 0 0,0

ø3

25,

PARTE N. 8 BRACCIO

ø2

Problema 5 Continua

0,0

ø1

2 27 23, 1 , 4 2 8 17,

PARTE N.3 PIATTO (ELLITTICO)

Disegni di fabbricazione

PARTE QUANT. DENOMINAZIONE BASE 1 1 ALETTA INTERNA 1 2 ALETTA ESTERNA 1 3 TASTATORE 1 4 ATTUATORE 1 5 DISTANZIALE CONICO 1 6 VITE DI RITORNO 1 7 MANOPOLA REG. TASTATORE 1 8 VITE DI LEVA 1 9 MOLLA DI COMPRESSIONE 3 10 VITE A TESTA ESAGONALE 1 11 UNI EN 28676 M5 X 0,5

DESCRIZIONE

5 11 6

10 8

1 CALIBRO PER SUPERFCI

Problema 6 Calibro per superямБci

571

572

CAPITOLO 10 13 90

2Xø

0,8

6 9 30

11 21

6,3 +

90 °

1,6

0 –0,1 ,0

Sø

PARTE N. 1 RACCORDI R 3

ø 8+

0 – 0,00 ,1

22 °

ø 8 +0

ø1

ø3

3 +0,0

, –0 00 ,05

–0 0 ,02 8 +0,0 –0 5 ,00

ø ø4

229

32 51 PARTE N. 2 ALETTA INTERNA

0,8

45 °

28 16

ø17

X 13 0,5

ø8 5X

ø4

5–0,00

+0,01

PARTE N. 3 ALETTA ESTERNA

Problema 6 Continua

PARTE N. 4 TASTATORE

Disegni di fabbricazione

573

1 +0,0 0,

ø 8–

5 2

1 R1

ø1 ø11 ,1

R2 2 ,05 +.000 , 0 5– 45°

0,8

+0,1

SSO

5 –0,0

,0 ø 8 –0

PARTE N. 6 DISTANZIALE CONICO 3X 0 ø 1 ,8 X 45 6 °

13 25

6 +0,0

PARTE N. 5 ATTUATORE

1,6

–0 0 ,05

ø1

X 21 PARTE N.7 VITE DI RITORNO

ø 25 M5

ø7

AL ED

TRO RE

45 ° ø 5+

8 TIR AR P A 5° X4 0,8

0 –0,00 ,05

M8 14

PARTE N. 8 MANOPOLA DI REGOLAZIONE DEL TASTATORE

Problema 6

IN 24

PARTE N. 9 VITE DI LEVA

Continua

TA 7 GLIO

0,8

Problema 7

Attrezzo di ямБssaggio

ATTREZZO DI FISSAGGIO

PARTE QUNT. DENOMINAZIONE 1 PERNO CENTRALE 1 2 VITE A TESTA ESAGONALE 4 PIASTRA 3 2 DISCO 2 4 1 DISTANZIALE 5 4 PERNO DI SUPPORTO 6 4 DADO ESAGONALE 7

DESCRIZIONE ACCIAIO UNI EN 24014 M6 X 75 ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO ACCIAIO UNI EN 24034 M6

574 CAPITOLO 10

Disegni di fabbricazione

76 63

1,5

45 °

ø3 8 ø1

13 76

102

ø 25

PARTE N. 1

ø2

ø5 4X

ø4

1 1

ø2

PARTE N. 4

ø6 ø5 ø

0,8 2X

5°

ø 25 PARTE N. 6

PARTE N. 5

Problema 7 Continua

ø4

PARTE N. 3

38 63

ø6

575

576

CAPITOLO 10

DENOMINAZIONE PARTE QUANT. 1 1 VITE A TESTA CILINDRICA 2 1 MONTANTE MOLLA CILINDRICA 1 3 BASAMENTO 1 4 5 2 ALBERO

DESCRIZIONE

ACCIAIO

MORSA DI BLOCCAGGIO

Problema 8 Morsa di bloccaggio

577

Disegni di fabbricazione

Ø1

8f7

40 25

11 8

12 15 18 6

PARTE N. 2

5°

1 2X

PARTE N. 5

Problema 8 Continua

578

CAPITOLO 10

H7 19

PARTE N. 4 25

SMUSSI 1,0

Problema 8 Continua

Disegni di fabbricazione PARTE QUANT. DENOMINAZIONE DESCRIZIONE VITE SENZA TESTA CON INTAGLIO VITE UNI 5927 M6 X 12 1 1 ED ESTREMITÃ&#x20AC; PIANA SMUSSATA 2 BASAMENTO ACCIAIO 1 3 ALBERO ACCIAIO 1 4 1 VITE A TESTA CILINDRICA CON VITE UNI 5931 M5 X 20 ESAGONO INCASSATO 5 MORSA ACCIAIO 1 VITE UNI 5931 M6 X 20 6 VITE A TESTA CILINDRICA CON 1 ESAGONO INCASSATO 7 LEVA ACCIAIO 1

4 5

FERMO PER FRESATRICE Problema 9 Fermo per fresatrice

579

580

CAPITOLO 10

X M5

I UN

5Â° X4 1 6 X H7f6 19

4,5

7f6

1 SMUSSI NON

QUOTATI 1,0

PARTE N. 5 ACCIAIO

Problema 9 Continua

Disegni di fabbricazione

17 8

2X Ø

7f6

45 ° PARTE N. 7 ACCIAIO

Problema 9 Continua

15 2

PARTE N. 3 ACCIAIO

Problema 9 Continua

X X1

° 45

581

582

CAPITOLO 10

6 -1 50 .2

104

C N U

5Â°

50 PARTE N. 2 ACCIAIO 19

SMUSSI 1,0

Problema 9 Continua

Disegni di fabbricazione

ne, l’altro prevede l’impiego dei disegni di Figura 10.58 per creare i modelli 3-D e i disegni di produzione.

SEZIONE A-A

Questo è un portamine reperibile in commercio. Per questo problema, un’opzione prevede di acquistare un portamine e seguire il procedimento inverso alla progettazio-

Figura 10.58 Portamine

583

Figura 10.58

Continua

15 PP-15 14 PP-14 13 PP 13 12 PP-12 11 PP-11 10 PP-10 9 PP-09 8 PP-08 7 PP-07 6 PP-06 5 PP-05 4 PP-04 3 PP-03 2 PP-02 1 PP-01 PARTE N. PART.

TAPPO PER GOMMA GOMMA PER CANCELLARE FERMAGLIO ALBERINO SUPERIORE MANICOTTO IMPUGNATURA MOLLA ANELLO EROGAZIONE MINE MOLLA ALBERO EROGAZIONE MINE EROGATORE MINE INNESTO ANELLO CONO GUIDA DESCRIZIONE

ACCIAIO 1 GOMMA 1 ACCIAIO 1 PLASTICA 1 ACCIAIO 1 PLASTICA 1 ACCIAIO 1 ACCIAIO 1 ACCIAIO 1 PLASTICA 1 ACCIAIO 1 PLASTICA 1 ACCIAIO 1 PLASTICA 1 ACCIAIO 1 MATERIALE QUANT.

584 CAPITOLO 10

Disegni di fabbricazione

0,5

3,6

0,92

GUIDA Figura 10.58 Continua

585

586

CAPITOLO 10 130 89 71 °

302

208

160

411

1° 10

SEZIONE A-A

23 56

8,33

Figura 10.58 Continua

CONO

Disegni di fabbricazione

0,75

0,125

0,6

0,48

2,2 2,5

Figura 10.58 Continua

7,7

1,25

1,45

SEZIONE A-A

1,3 1,4

DISTRIBUTORE

587

588

CAPITOLO 10 Ø 3,18

2,15

0,25

80 °

R 0,1

Ø 1,6 SEZIONE A-A

Ø 1,9

Figura 10.58 Continua

ANELLO DISTRIBUTORE

Disegni di fabbricazione

1,75

4,4

7,6

1,3

SEZIONE A-A

1,8

Figura 10.58 Continua

INNESTO

589

590

CAPITOLO 10

8.24

1,5

8,4

ANELLO Figura 10.58 Continua

Disegni di fabbricazione 5,55

SEZIONE A-A

2,6

4,2

12,2

9,8

17,8

5,1

3,4

Figura 10.58 Continua

3,0

ALBERO EROGAZIONE MINE

591

592

CAPITOLO 10

3,7

9,3

0,5

MOLLA Figura 10.58 Continua

Disegni di fabbricazione

593

3,8

3,2 4,2

99,2

92,7

22,1

86,7

92,3 5,2

45Â°

4,15

SEZIONE A-A

3,0 1,8

5,0

Figura 10.58 Continua

6,2

ALBERINO

594

CAPITOLO 10 4,06 4,76 5,76

66,5 45,3

54,5

57,5

65,7

6,76

6,5

Ø 6,8

45°

8,0

SEZIONE A-A

5,5

4,6

6.4

Figura 10.58 Continua

ALBERINO SUPERIORE

Disegni di fabbricazione 5,7

2,35

35,25

1,5

32,1

4,66

35,8

40,8

R 0,82

SEZIONE A-A

9,32

6,9

30Â°

8,6 R 1,15

Figura 10.58 Continua

IMPUGNATURA

595

596

CAPITOLO 10 8,08

58,4

8,5

MANICOTTO Figura 10.58 Continua

Disegni di fabbricazione

5,3

R 0,5 SEZIONE A-A

6,3

Figura 10.58 Continua

TAPPO PER GOMMA

597

598

CAPITOLO 10

10,5

2X R0,5

GOMMA PER CANCELLARE Figura 10.58 Continua

599

4,5

Disegni di fabbricazione

8,5

0,65

Figura 10.58 Continua

0.7

R1,5

° 70

20°

1,87

R2,5

FERMAGLIO

600

CAPITOLO 10

Problemi classici I seguenti problemi sono stati tratti da Engineering Drawing and Graphic Technology, 14a ed., di Thomas E. French, Charles J. Vierck e Rober Foster. (Avvertenza: i disegni sono rappresentati secondo le convenzioni americane, e con le dimensioni in pollici tranne dove diversamente indicato.) 1. Eseguire il disegno d’assieme in sezione. Il supporto è in ghisa, la puleggia è in acciaio, la boccola in bronzo, il perno e la spina conica sono in acciaio. Scala 1:1. 1a. Eseguire il disegno del supporto con una vista di sezione. Il materiale è ghisa. Scala 1:1. 1b. Eseguire il disegno della puleggia con una vista di sezione. Il materiale è acciaio. Scala 1:1. 2. Realizzare il disegno d’assieme in sezione. L’assemblaggio comprende due supporti in ghisa, due boccole in bronzo, un albero in acciaio, una puleggia in acciaio fuso e una piattaforma in ghisa. Le boccole sono forzate nella puleggia e l’albero è forato per la lubriﬁcazione. Scala 1:1. 2a. Eseguire il disegno dell’assieme puleggiaboccole, che presenti una vista in sezione. Ci si riferisca al punto 2 per i materiali. Scala 1:1. I problemi proposti in questo gruppo sono stati organizzati come esercitazioni complete per la preparazione di un insieme di disegni di fabbricazione. Si osservi che le quote riportate nei disegni devono essere utilizzate solo per valutare le informazioni dimensionali necessarie. In alcuni casi i dati necessari per una speciﬁca parte possono dover essere dedotti dalla parte in accoppiamento. I disegni dei particolari dovrebbero essere realizzati collocando ciascuna parte su di un foglio separato. Disegni di parti ottenute per fusione o fucinatura possono essere eseguiti su di un singolo disegno o su di un insieme di disegni. Il disegno d’assieme deve comprendere tutte le informazioni necessarie come per esempio il numero, la grandezza e il passo dei fori di montaggio che possono essere richiesti da un committente. Tali informazioni possono essere necessarie anche per individuare la macchina sulla quale un sottogruppo può essere utilizzato. 3. Eseguire l’insieme completo dei disegni di fabbricazione del dispositivo antivibrazione. 4. Realizzare un insieme completo di disegni per il

Problema 1 Guida per porta scorrevole Le dimensioni sono in millimetri.

supporto nella figura, compreso il disegno dei particolari, il disegno d’assieme, e la distinta dei componenti. Tutte le parti sono in acciaio. Questo assieme comprende una forchetta (morsetto), un supporto, un collare e altre parti unificate 5. Eseguire un insieme completo di disegni per la valvola di una pompa. La sede della valvola, lo stelo e la molla sono in ottone; il disco è in gomma. Durante il funzionamento, la pressione del fluido agente sul disco, verso l’alto, lo solleva e ne permette il flusso. La pressione agente verso il basso forza il disco in maniera più serrata contro la sede e impedisce il passaggio del fluido.

Disegni di fabbricazione

Problema 2 Supporto per puleggia

Problema 3 Montaggio ammortizzatore di vibrazioni

601

602

CAPITOLO 10

Problema 4 Supporto

Problema 5 Valvola di una pompa

Glossario

ABS ABS Acrilonitrile-Butadiene-Stirene. Polimero impiegato, tra l’altro, nella tecnica di prototipazione rapida FDM. Acciaio Steel Lega ferrosa contenente varie percentuali di elementi in lega come carbonio, manganese, e uno o più altri elementi come zolfo, nickel, silicio fosforo, cromo molibdeno e vanadio. La varietà delle combinazioni degli elementi con il ferro determinano le caratteristiche dell’acciaio. Accoppiamento con gioco Clearance fit Definizione impiegata nelle tolleranze che indica un tipo di accoppiamento nel quale due parti presentano un gioco dopo il montaggio (la dimensione massima dell’elemento “albero” risulta più piccola della dimensione minima dell’elemento “foro”). Accoppiamento di forma Forming Accoppiamento tra parti realizzato in virtù delle loro caratteristiche di forma. Si tratta del più semplice ed economico sistema di giunzione. Esempio ne sono le condotte dell’aria condizionata, realizzate usando lamiere appositamente predisposte per essere montate. Accoppiamento incerto Transition fit Tipo di accoppiamento nel quale due parti possono presentare tra loro, al montaggio, sia interferenza sia gioco. Accuratezza Precision Nelle misure indica la differenza, in valore e segno, tra il valore ritenuto vero e la media di una serie di misure. Acquedotti e fognature Plumbing, civil piping Sistemi di tubazioni che trasportano acqua, rifiuti e anche combustibili gassosi, in particolare, per gli usi delle civili abitazioni in ambito urbano. Additivo, additività Additive Procedimento o stato nel quale elementi si combinano insieme per costituire un’entità maggiore. (Per esempio due dimensioni elementari danno luogo ad una dimensione risultante più grande.) Adiacenti (riferito a viste) Adjacent view Proiezioni ortogonali di uno stesso oggetto, posizionate, dopo essere state ribaltate sul piano di rappresentazione, dove le dimensioni corrispondenti risultano allineate (per esempio, vista frontale e pianta, vista laterale e vista frontale ecc.). Adiacenti (riferito ad aree o a superfici) Adjacent areas Superfici separate da linee in un disegno in vista; le linee rappresentano un cambio di piani nella proiezione, per cui due aree adiacenti non possono appartenere allo stesso piano. Albero base Shaft basis Sistema unificato di tolleranze dimensionali che assume l’albero in posizione “h” (cioè con la dimensione massima sulla linea dello zero) come riferimento unico per tutti i fori. Albero binario Binary tree Struttura logica e gerarchica usata per organizzare elementi collegati tra loro. Ciascun nodo dell’albero è collegato esattamente con altri due che appartengono al livello immediatamente inferiore. L’albero binario viene impiegato, per esempio, per descrivere le relazioni tra elementi geometrici in un modellatore solido CGS.

Albero delle caratteristiche di forma (feature) Feature Tree Elemento d’interfaccia nei modellatori solidi parametrico –variazionali. L’albero elenca le caratteristiche geometriche (feature) del modello nell’ordine in cui esse sono state recepite dal modellatore. Le nuove caratteristiche sono quindi riportate nella parte bassa dell’albero. Si può trattare di caratteristiche geometriche costruttive, caratteristiche di parti o di componenti in un assemblaggio. Alimentazione passante Feed-through Foro passante in un circuito stampato che ha una zona conduttiva almeno da una parte della piastra e talvolta nel foro. I connettori, su entrambe le facce della piastra, sono usati per realizzare le connessioni elettriche dei componenti con i conduttori situati nei fori, collegati mediante saldatura. Allineamento del testo Text alignment Allineamento verticale del testo, detto anche giustificazione. Altezza Height Una delle tre dimensioni principali di un oggetto; nei sistemi di modellazione 3-D è spesso associata all’asse delle Y. Analisi dei fattori umani (requisiti di progetto) Human factors analysis Processo mediante il quale vengono analizzati e valutati gli aspetti fisici, estetici, di qualità, psicologici, ergonomici e di sicurezza percepiti o richiesti dal consumatore a un prodotto industriale. Analisi dei meccanismi Mechanism analysis Tecnica di analisi che determina i moti e i carichi associati a un sistema meccanico costituito da parti rigide collegate da giunti. Le due più diffuse tipologie di analisi dei meccanismi sono quelle statiche e quelle dinamiche. Analisi dinamica Dynamic analisys Metodologia di progettazione nella quale si considera che le condizioni di funzionamento di un sistema possano essere variabili nel tempo. A differenza dell’analisi cinematica, l’analisi dinamica considera che i meccanismi siano soggetti a forze e generino forze. Analisi grafica Graphical analysis Tecnica di analisi, basata fondamentalmente su grafici, attuata per valutare aspetti funzionali di un progetto, come, per esempio, la compatibilità al montaggio dei componenti in un assieme o le caratteristiche cinematiche di in un meccanismo. Analisi grafica per sequenza temporale Time series analysis Tecnica di visualizzazione in cui una serie di grafici viene proposta in forma seriale, a guisa di animazione, oppure per sovrapposizione. Analisi progettuale Design analysis Fase di valutazione della soluzione progettuale elaborata nella fase di ideazione. La fase di analisi è la seconda delle tre fasi in cui solitamente viene suddiviso il processo ciclico di progettazione. Angolarità Angularity Misura che si riferisce alle dimensioni geometriche o alle tolleranze. Essa viene riferita a una superficie, a un piano, a un asse rispetto a un piano o a un asse assunto come riferimento (datum).

618

Glossario

Angolo Corner Intersezione di due semipiani complanari. L’intersezione di due superfici viene detta spigolo (edge). Angolo di pressione Pressure angle Termine usato nella progettazione degli ingranaggi che definisce l’angolo formato dalla tangente alla circonferenza primitiva e la normale alla superficie del dente. L’angolo di pressione è generalmente previsto dalla normativa come unificato e determina la forma dell’evolvente usata per tracciare i denti. Animazione Animation Tecnica o tecnologia impiegata per rappresentare cambiamenti nel tempo mediante l’effetto stroboscopico. L’effetto di movimento viene generato mostrando in sequenza le immagini prodotte con piccole modificazioni tra ogni immagine e la seguente. Animazione al computer Computer animation L’animazione è la modellazione approssimata di una situazione che varia nel tempo. Annotazioni tecniche sul disegno General notes Testo riportato sull’elaborazione grafica con lo scopo di aggiungere informazioni di carattere generale che non possono essere trasmesse mediante lo strumento della comunicazione grafica. Archiviazione Archiving Termine usato in informatica per descrivere le operazioni d’immagazzinamento o di recupero di dati mediante l’impiego di supporti ottici o magnetici. Articolazione Link Parte unica di un modello cinematico o meccanismo. Le articolazioni sono collegate tra loro mediante giunti che ne determinano le possibilità di moto relativo. Asintoto Asymptote Convergenza di una curva rispetto a un’altra curva, o di una curva rispetto a una retta, la cui distanza tenda ad annullarsi e che possono o meno intersecarsi.

Base dei dati o base-dati Database Raccolta di informazioni organizzata in modo tale che la ricerca e il recupero possa essere rapido. Le dasi dei dati sono spesso espresse in forma digitale e gestite mediante sistemi informatici in rete. Le basi dei dati relazionali (relational database) sono strutturate per essere facilmente utilizzate mediante criteri molteplici per organizzare, ﬁltrare e prelevare le informazioni. Bilaterale Bilateral Relativo o riguardante entrambi i lati. Una tolleranza bilaterale, per esempio, varia da entrambe le direzioni di una dimensione nominale. Brasatura Brazing Metodo di giunzione di metalli che prevede l’impiego di un metallo d’apporto con temperatura di fusione più bassa di quello del metallo di cui sono costituite le parti da congiungere. B-Rep Boundary Representation menti geometrici di contorno.

Rappresentazione per ele-

Brevetto Patent Diritto di escludere che altri possa fabbricare, usare o vendere un prodotto garantito da leggi nazionali e internazionali per un determinato periodo di tempo. Il diritto brevettuale costituisce, in realtà, la migliore e più valida salvaguardia della libera e rapida diffusione del progresso tecnico. La tecnica di brevettazione richiede spesso una specifica documentazione grafica come indispensabile supporto. Bullone Bolt Sistema di collegamento filettato costituito da una vite e da un dado.

Asse maggiore Major axis L’asse maggiore di un’ellisse. In una proiezione di tipo illustrativo l’asse maggiore rappresenta la vera dimensione di una circonferenza che viene proiettata.

CAD Computer Aided Drafting or Computer Aided Design or Computer Aided Design/Drafting Acronimo che sta per Computer Aided Design, cioè progettazione assistita dal calcolatore o Computer Aided Drafting, cioè disegno assistito dal calcolatore o per entrambe le interpretazioni. Il termine CAD viene anche riferito al sistema ﬁsico (hardware e software) che si impiega o all’attività che mediante esso viene condotta.

Asse minore Minor axis Asse minore di un’ellisse. In una rappresentazione di tipo illustrativo la lunghezza dell’asse varia in relazione alla direzione di vista rispetto alla superﬁcie su cui è posizionata la circonferenza che origina l’ellisse.

CAD-CAM Computer Aided Design or Computer Aided Manufacturing L’impiego congiunto dei due acronimi indica l’uso della stessa base dati per le ﬁnalità della progettazione e della produzione.

Assi assonometrici Axonometric axes Assi usati per stabilire l’orientamento delle dimensioni principali in un sistema di rappresentazione di tipo illustrativo. La speciﬁca deﬁnizione degli angoli tra questi assi determina il tipo di assonometria che viene impiegata.

CAM Computer Aided Manufacturing Acronimo che sta per processo di fabbricazione assistito da elaboratore e che viene, quindi, riferito a processi produttivi controllati da elaboratore.

Asse Axis Linea o vettore che rappresenta un asse di rotazione, quale, per esempio, quello geometrico dell’elica cilindrica che deﬁnisce una ﬁlettatura.

Assi principali Primary axes Tre assi mutuamente perpendicolari che rappresentano le dimensioni di un oggetto. Ognuno di questi assi è normale a un piano principale della rappresentazione.

Camma Cam Organo meccanico impiegato per trasformare un moto rotatorio in un moto alternativo, impiegando contatti rotanti o striscianti. La camma è in contato con un altro organo deﬁnito cedente.

Associatività Associativity Proprietà che descrive la relazione tra componenti software che hanno dati in comune, per esempio, l’associatività bidirezionale tra un modellatore CAD 3-D e un modulo di disegno 2-D implica che qualsiasi modiﬁca nella geometria del modello si riﬂette nel disegno e viceversa.

Cammino ottico Ray tracing Tecnica di rendering che deﬁnisce il cammino di tutti i raggi di luce emessi da una sorgente virtuale di luce nel modello che riproduce una scena. La tecnica comprende la deﬁnizione del percorso dei raggio che dalla sorgente incidono sull’oggetto e quindi all’occhio dell’osservatore.

Assonometria General oblique Metodo di rappresentazione, di tipo illustrativo, nel quale le due dimensione del piano frontale sono riportate parallele al piano di rappresentazione e la terza, invece, forma con questo piano un angolo compreso tra 45 e 60 gradi.

Campione di riferimento a tronchetto Truncheon Campione di riferimento (benchmark), usato per misurare la rugosità superﬁciale nei sistemi RP.

Automazione Automation Impiego delle macchine e degli artefatti in luogo del lavoro umano.

CAPP Computer Aided Process Planning Acronimo che sta per pianiﬁcazione di processo assistita da elaboratore. Per CAPP s’intende anche un sistema esperto gestito da un elaboratore che viene

Glossario impiegato per individuare la sequenza operativa ottimale per realizzare un componente. Caratteristica Feature Nel contesto della progettazione e del CAD viene prevalentemente utilizzata per significare caratteristiche geometriche o di forma. Caratteristica di base Base feature La prima caratteristica geometrica che viene definita nella creazione di un modello. La caratteristica di base costituisce la geometria di partenza alla quale possono essere aggiunte o sottratte altre entità geometriche. Caratteristica di base Root feature Caratteristica geometrica di riferimento o di base. Caratteristica di forma Feature Termine d’impiego generale che caratterizza una limitata zona fisica di un elemento costruttivo. Esempi ne sono i fori, i raccordi, gli smussi, gli intagli, le cave per linguette e chiavette. Caratteristica di riferimento Datum feature Termine usato nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze per definire la caratteristica geometrica reale o teorica prescelta per assicurare l’opportuna collocazione e orientamento di altre caratteristiche geometriche della stessa parte. Rispetto a esse il controllo geometrico definisce le caratteristiche di una parte. Caratteristica dimensionale Feature of size Caratteristica geometrica di una parte specificamente rilevabile e misurabile: due piani paralleli, una superficie cilindrica, una superficie sferica. Cartiglio Title block Vedi riquadro delle iscrizioni. Casella delle revisioni Revision block Spazio destinato ad accogliere le annotazioni relative alle revisioni nella tabella o cartiglio del disegno tecnico. CCD Charge Coupled Device Dispositivo ad accoppiamento di carica. Particolare chip di silicio composto da migliaia di minuscoli sensori fotosensibili, o recettori pixel ubicati regolarmente sulla sua superficie. CD-ROM Compact Disk-Read Only Memory Disco che impiega tecnologia ottica per la memorizzazione di una gran massa di dati. Le informazioni sono registrate sul disco una sola volta, dopo di che non sono più aggiornabili. I CD-ROM sono impiegati per archiviare informazioni testuali, grafiche e sonore e per pubblicare e distribuire software, immagini di ogni genere, testi multimediali ecc. Cedente, inseguitore Cam follower Organo che riceve il moto dalla camma, nel meccanismo che trasforma un moto rotatorio in moto alternativo. Ceramico, materiale Ceramics Materiali, solitamente a struttura cristallina, composti da elementi metallici e non metallici. Si caratterizzano per la loro resistenza alle alte temperature e all’usura. Alcuni materiali ceramici, come per esempio il vetro, non hanno struttura cristallina.

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impiegate sono interrelate tra loro in una struttura binaria ad albero mediante operazioni Booleane. Ciascuna primitiva è definita come solido mediante un gruppo di superfici analitiche (semispazi), e il modello finale è ottenuto come risultato del calcolo di operazioni Booleane tra primitive. Cicloide Cycloid Curva generata dal moto di un punto di una circonferenza che rotola su una retta o su un’altra circonferenza o al suo interno. Cilindricità Cylindricity Controllo di forma nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. Il requisito di cilindricità implica che tutti i punti sulla superficie dovrebbero essere equidistanti dall’asse. Il requisito di cilindricità differisce da quello di circolarità poiché è riferito sia alla posizione sulla circonferenza, sia a quella longitudinale del punto. Cilindro Cylinder Solido geometrico planare che si ottiene dal moto di una retta generatrice che percorre, rimanendo sempre parallela a se stessa, una qualsiasi curva chiusa. Il più comune cilindro è quello che si ottiene quando la curva percorsa dalle retta è una circonferenza (cilindro circolare retto). CIM Computer Integrated Manufacturing Acronimo che individua l’integrazione e il governo di ogni genere di operazione relativa al processo di fabbricazione mediante un unico sistema di calcolo. Il CIM si distingue dal CAD-CAM poiché esso prevede l’impiego anche di funzioni di gestione quali la contabilità, il marketing e il personale in un unico sistema informativo comune per i vari centri di competenza. Circolarità Circularity, roundness Termine riferito al controllo delle dimensioni geometriche e delle tolleranze. Nel caso di cilindri o di coni il termine circolarità significa che tutti i punti appartenenti alla superficie ottenuta come intersezione con un piano ortogonale al loro asse, sono equidistanti da detto asse. Si ha circolarità, nel caso d’una sfera, quando tutti i punti dell’intersezione ottenuta con un piano passante per il centro della sfera sono equidistanti da detto centro. Circonferenza Circle Curva chiusa, planare, di cui ogni punto è equidistante da un punto interno detto centro. Arco di circonferenza è una curva aperta planare che sottende un arco minore di 360°. La circonferenza, quindi, è un arco che sottende un angolo di 360°. Circuito aperto Open loop Insieme di spigoli di un modello CAD che non si chiude alla fine e non forma, quindi, un anello chiuso. I modellatori solidi differiscono tra loro per il modo con cui utilizzano circuiti aperti come profili per la generazione di caratteristiche geometriche. I circuiti aperti non possono essere impiegati per definire facce nella modellazione solida. Circuito perimetrale Perimeter loop Insieme chiuso di spigoli e di vertici che costituisce il contorno esterno di una faccia. Il circuito perimetrale è una variabile nella formula di Eulero-Poincaré impiegata nel processo di validazione topologica di una modello.

Cerchiatura di riferimento Line ballon (callout) Annotazione sul disegno impiegata per collegare un codice alfanumerico a una parte. Di solito si impiega un cerchio o un poligono regolare in cui è incluso il codice e che indica il componente. Tale tipologia di annotazione viene estensivamente impiegata nei disegni complessivi, sia per indicare speciﬁcamente una parte, sia per stabilire un richiamo per rintracciare la parte in uno speciﬁco catalogo.

CMM Coordinate Measuring Machine coordinate.

Macchine di misure a

CGS Geometria solida costruttiva Constructive Solid Geometry Metodo di modellazione solida 3-D in cui le primitive geometriche

Codice di prodotto UPC Universal Product Code Acronimo che sta per codice universale di prodotto, simbolo codiﬁcato piaz-

CNC Computer Numeric Control Acronimo impiegato per descrivere l’automazione delle macchine utensili che impiegano il computer come unità di controllo. In un centro di lavorazione controllato da computer, le singole macchine possono impiegare programmi CNC gestiti sia localmente, sia mediante un’unità centrale.

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Glossario

zato sui componenti e sui prodotti. Il codice UPC è parte di un sistema di codifica a barre per la lettura e il riconoscimento automatico attraverso sistema di scansione. Collegamenti meccanici Mechanical fastening Processo che impiega parti fabbricate e tecniche di montaggio per collegare parti tra loro. I sistemi meccanici di giunzione comprendono elementi filettati ed elementi non filettati, come rivetti, chiavette, anelli elastici, graffette e clip. Collegamento Fitting Termine che descrive i componenti che collegano tubazioni, valvole e ogni altro componente degli impianti idraulici o dei gas. I collegamenti sono spesso classificati secondo il metodo adattato per connettere tra loro le parti, per esempio, collegamenti saldati, filettati o flangiati. Collegamento filettato Threaded fastener Collegamento meccanico mobile adatto alla giunzione di parti, sia mediante l’esecuzione di filettatura in uno degli elementi da collegare, sia con l’impiego di bulloni (dadi e perni filettati). Collegamento, elemento di Fastener Elemento meccanico che unisce stabilmente due o più elementi costruttivi o organi. I collegamenti, di cui esistono una gran varietà di tipologie, possono realizzare un vincolo che blocca ogni grado di libertà delle parti, oppure consentirne qualcuno. Essi si suddividono in mobili e permanenti, a seconda che, dopo l’impiego, possano o meno essere smontati e riutilizzati. Sono, per esempio, mobili i collegamenti filettati; permanenti quelli che impiegano elementi come rivetti o chiodi. Collisione Clash Condizione che si verifica nel funzionamento di un meccanismo, quando due parti di esso interferiscono tra loro per parziale sovrapposizione nello spazio. L’analisi cinematica mediante l’uso di operazioni booleane d’intersezione, eseguita con l’ausilio dell’elaboratore, consente di evitare le collisioni nei meccanismi in fase di progettazione. Colore Color Qualità percepita di una superficie che è risultato di un effetto combinato di luminosità, tonalità e intensità. La tonalità viene sovente confusa con il colore, mentre i nomi delle tonalità, rosso, porpora, giallo, sono impiegati come termine primario della classificazione dei colori. Colori complementari Complementary colors (cyan, magenta, yellow) Sono i tre colori sottrattivi dei primari, ciano, magenta e giallo. Colori primari Additive primary colors I tre colori primari, rosso, verde e blu. I sistemi a colori li impiegano, con diverse combinazioni, per dare origine a nuovi colori. Colori primari sottrattivi Subtractive primaries Sono i tre colori primari ciano, rosso magenta e giallo. Il sistema di composizione dei colori che impiega questi tre colori si basa sul criterio di sottrarre le lunghezze d’onda dello spettro di questi colori dall’energia luminosa per creare nuovi colori. È un metodo usato con gli inchiostri tipografici, in cui ai tre già citati colori viene aggiunto anche il nero. I colori complementari sono i primari additivi, cioè il rosso, il verde e il blu. Complessivo in sezione Section assembly Disegno d’insieme che fornisce la descrizione generale dell’interno di un montaggio mediante un piano di sezione opportunamente disposto. Compositi, materiali Composites Combinazione di due o più materiali diversi, di cui uno viene impiegato come elemento di rinforzo e l’altro come legante o matrice. Esempi ricorrenti di compositi sono quelli in resina con fibre di vetro, con fibre di carbonio,

con boro, con Kevlar che consentono costruzioni rigide, resistenti e leggere. Concentricità Concentricity Nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze è la condizione in cui tutte le sezioni rette di cilindri, di coni o di sfere hanno un asse comune assegnato. Concisione Conciseness Termine che, nello specifico linguaggio CAD, definisce un data-base conciso, le cui registrazioni occupano minimo spazio di memoria. Concorrente (ingegneria) Cuncurrent Termine usao nella pratica della progettazione per indicare attività svolte quanto più è possibile in serie invece che in parallelo. Una siffatta metodologia di progettazione richiede che tutti coloro che vi partecipano operino simultaneamente, in stretta coordinazione, senza attendere il risultato di operazioni svolte da altri per poter svolgere il proprio compito. Condizione virtuale Virtual condition La condizione che risulta dalla più sfavorevole combinazione di tolleranza dimensionale e geometrica applicabile a una feature. La condizione virtuale è impiegata nella progettazione delle parti da accoppiare e per determinare le dimensioni dei calibri. Per una caratteristica esterna la condizione virtuale è quella di MMC più la tolleranza geometrica, mentre per una caratteristica interna è sempre quella di MMC, meno la tolleranza geometrica. Coniche Conics Particolari curve che possono essere descritte in vari modi: come sezioni di cono, come equazioni algebriche e come luogo di punti. Per le applicazioni che qui interessano le coniche sono ottenute come sezioni di un cono circolare retto con un piano: variando l’angolo d’inclinazione del piano rispetto all’asse del cono si otterranno ellissi, iperboli e parabole. Connettori Connectors Elementi, interni e esterni, impiegati nel collegare insieme, in modo provvisorio o definitivo, componenti elettronici per consentire la trasmissione di segnali. Da non confondere con i sistemi meccanici di giunzione fissi e mobili (chiodature, rivettature, collegamenti filettati). Cono Cone Solido geometrico generato da una linea retta generatrice, di cui un estremo è fissato a un punto (vertice), e l’altro descrive una curva chiusa. Cono di visione Cone of vision Definizione usata per indicare l’entità dello spazio visibile dall’occhio umano fissato in una determinata direzione. Il volume visibile è con buona approssimazione coincidente con quello di un cono circolare retto il cui vertice sia posizionato nell’occhio e il cui asse coincida con la direzione di osservazione. Continuità matematica Continuity Termine usato per descrivere la transizione tra due elementi. Gli elementi sono continui se non vi sono sovrapposizioni o interruzioni tra essi ed esiste una singola funzione matematica per descrivere i due elementi combinati. La continuità viene di solito riferita a curve o a superfici. Controlli di forma Form controls Metodologia impiegata nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze, volta alla comparazione delle caratteristiche geometriche del pezzo fisico rispetto a quello ideale per quanto attiene alla linearità, alla planarità, alla circolarità, alla cilindricità e altro ancora. Controllo Controlling In campo industriale è l’insieme di procedure attuate per controllare materiali, prodotti e processi nei processi di produzione e di fabbricazione. Controllo del processo Process control Misura, analisi e correzione di un processo produttivo, come per esempio una foratura,

Glossario una fresatura o una tornitura. La qualità del prodotto finale, infatti, è legata strettamente dalla validità delle tecniche di controllo (basate su metodi statistici) adottate e dalle verifiche condotte sui parametri di variabilità delle macchine per riscontrare eventuali difetti. Controllo di macchina, numerico (NC) o numerico computerizzato (NCN) Machine control Processo mediante il quale una macchina utensile viene diretta a trasformare materiali grezzi o semilavorati in prodotti finiti. Il controllo di macchina numerico (NC) e il controllo di macchina computerizzato rappresentano l’evoluzione del controllo esercitato direttamente dall’operatore alla macchina utensile. Controllo di stampa Check print Comando usato nella gestione di stampanti per scegliere la qualità e il formato di una elaborazione grafica. Controllo statistico di processo Statistical process control Metodologia impiegata per la scelta dei componenti di cui viene misurata la precisione (accuratezza e ripetibilità). La statistica matematica è lo strumento impiegato per analizzare i risultati delle misure effettuate sulle parti scelte in modo casuale. La tecnica viene impiegata per controllare le macchine utensili, ed eventualmente per intervenire con una registrazione dei parametri di lavorazione. Convenzione Convention Nel linguaggio tecnico è una pratica, una regola o un metodo condiviso e accettato. Nella pratica del disegno tecnico molte regole sono puramente convenzionali, come per esempio, la rappresentazione dei collegamenti filettati, quella delle viste in sezione o quella di elementi non in vista mediante linee tratteggiate. Convoluta Convolute Superficie a semplice curvatura generata da una linea retta che si sposta in moda da essere sempre tangente a una linea a doppia curvatura. Coordinate Coordinates Insieme di numeri reali che definiscono la posizione di un punto nello spazio. a ogni dimensione nello spazio corrisponde un singolo valore. Coordinate assolute Absolute coordinates Sistema di coordinate fisso nello spazio; è detto anche sistema assoluto di coordinate. Coordinate cilindriche Cylindrical coordinates Sistema per localizzare un punto nello spazio mediante un angolo e due lunghezze. Le coordinate cilindriche descrivono un punto come distanza dall’origine e l’angolo nel piano X-Y, nonché la sua altezza secondo l’asse Z. Vengono impiegate nella descrizione di oggetti a simmetria rotazionale e in applicazioni geografiche. Coordinate locali Local coordinate system Sistema mobile di coordinate che può essere posizionato ovunque nello spazio. Un sistema di coordinate locali può essere può essere utile nelle costruzioni geometriche, posizionando l’origine del riferimento mobile in modo opportuno per la caratteristica geometrica d’interesse. Coordinate polari Polar coordinates Sistema di coordinate 2D usato per localizzare un punto in un piano mediante una distanza e un angolo dall’origine. Quando si aggiunge una terza coordinata normale al piano si opera in coordinate cilindriche. Coordinate relative Relative coordinates Riferimento di coordinate fissato con un’altra specificata locazione rispetto all’origine. Le coordinate relative sono talvolta definite coordinate delta per indicarne la variazione. Coordinate sferiche Spherical coordinate Sistema di coordinate impiegato per localizzare punti sulla superficie di una sfera. Le

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coordinate sferiche sono definite specificando una distanza e una angolo dall’origine misurati nel piano X-Y e quindi un angolo dal piano X-Y. Correzioni in rosso (o in blu) Redlining Correzioni o commenti apportati a un documento. Tradizionalmente su copie eliografiche in blu di disegni. Tali correzioni, per esigenze di visibilità, venivano apportate con una matita rossa. Il termine è rimasto in uso anche ora che le correzioni o le proposte di modifica vengono apportate su sistemi CAD. Tale prassi rappresenta la maniera con cui in una struttura organizzativa resta traccia di revisioni o comunque di commenti aggiunti nelle fasi di verifica o di revisione della documentazione. CPU Central Processing Unit Unità centrale di elaborazione. Essa rappresenta il cuore dei sistemi di elaborazione, poiché ne coordina tutte le attività fondamentali, esegue operazioni e opera le chiamate dei software. La CPU costituisce spesso l’elemento che caratterizza il calcolatore. Cresta Crest Nella pratica del disegno tecnico questo terminew viene usato per indicare la parte esterna di una filettatura o la parte più alta dei profili nella rugosità superficiale. CSG Constructive Solid Geometry Geometria costruttiva solida. Metodologia di costruzione di modelli solidi che impiega operazioni booleane di somma, di sottrazione, d’intersezione) su solidi elementari. Curva B-spline B-spline curve Curva a forma libera definita parametricamente che approssima una curva nel rispetto di un certo numero di punti di controllo e determina anche condizioni locali di controllo. Curve B-spline a due dimensioni (2-D) sono talvolta combinate per creare elementi di superfici 3-D. Curva di Bezier Bezier curve Un caso particolare di B-spline che, diversamente da questa, non assicura il controllo locale: lo spostamento di un punto di controllo si ripercuote, infatti, sull’intera curva. Curva ogivale Ogee curve Curva che connette due linee parallele mediante due archi che formano una curvatura dolce, spesso impiegata in dettagli architettonici. Curva regolare Regular curve Linea curva composta da tratti a curvatura costante generati rispetto a singoli centri. Seguendo la prassi del disegno manuale una di tali linee viene usata facendo uso di riga e compasso; con i sistemi CAD impiegando comandi come CIRCLE e ARC. Curva, linea curva Curved Line

Vedi Linea.

Dado Nut Elemento di collegamento con filettatura interna usato all’estremità di una vite per collegare due parti tra loro. Il dado, di fatto, rappresenta un’alternativa alla necessità di praticare la filettatura interna su una delle due parti da collegare. Spesso il dado è montato con l’interposizione di una rondella che può avere sia la funzione di ripartire meglio il carico di contatto, sia di agire elasticamente per evitare lo svitamento spontaneo. Deformabilità Strecching Tecnica di modellazione impiegata per modificare, mediante variazione di forma, la posizione di un punto o di un gruppo di punti connessi tra loro di un oggetto. Questa operazione modifica la geometria, ma non le caratteristiche topologiche di un poligono o di una faccia di un solido.

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Densità di stratificazione Density of slicing Termine usato prevalentemente nelle tecniche di visualizzazione (rendering) di aree e volumi per evidenziare, mediante uno strato di colore contrastante, un dato o una limitata area di dati. Deviazione, scostamento Deviation Nelle tolleranze è la misura che esprime la differenza tra una dimensione di un elemento costruito e la corrispondente dimensione nominale a disegno. DFM Design For Manufacturability Progettazione per la fabbricazione, condotta con l’intento di semplificare la soluzione costruttiva e ridurre i costi di produzione. Con l’impiego delle tecniche CAD-CAM e con la simulazione virtuale la verifica dei costi di produzione viene condotta prima della fabbricazione, con la possibilità di valutare diverse soluzioni possibili. Diagramma a blocchi Block diagram Rappresentazione esemplificativa e schematica che evidenzia le relazioni di collegamento logico tra entità, fisiche o astratte, di qualsiasi tipo. Diagramma di flusso Flow diagram (chart) Diagramma usato in elettronica e in idraulica per descrivere il processo e il flusso dei materiali (o, nel caso elettronico i segnali) previsto nel progetto. Poiché questo tipo di modello grafico rappresenta soltanto la funzionalità del sistema, esso non consente di trarre utili informazioni sulle dimensioni, sulla geometria o sulla ubicazione spaziale dei componenti. Diametro maggiore Major diameter Termine impiegato nelle filettature per indicare il diametro massimo, interno o esterno di un elemento filettato. Diametro minimo Minor diameter Con riferimento alle filettature, il diametro minimo è quello di gola di una filettatura esterna o quello di cresta per una filettatura interna. Diedro, angolo Dihedral angle Porzione di spazio compresa tra due semipiani che hanno origine da una stessa retta. Se uno dei due piani coincide con uno dei piani principali di rappresentazione, l’altro può essere impiegato come piano di vista ausiliario. Differenza booleana Difference (as boolean operation) Operazione booleana che sottrae o rimuove la geometria d’intersezione tra due solidi. Dimensione Size Misura spaziale di un oggetto. Può essere caratterizzata da valore assoluto (misurata in millimetri o in altra unità), oppure relativa, in comparazione con altre caratteristiche geometriche dell’oggetto. Dimensione effettiva o reale Actual size Definizione impiegata nelle tolleranze dimensionali: rappresenta la misura rilevata della dimensione di un pezzo ottenuto per lavorazione meccanica. Dimensione nominale Nominal size Dimensione usata nel disegno per descrivere la dimensione generale teorica di un oggetto, espressa nell’unità di misura corrente. Dinamica Dynamics Parte della fisica che riguarda i corpi in moto con l’azione delle forze che provocano il moto. Direttrice (linea) Directrix Una linea, generalmente curva, che percorre una linea retta, generatrice. Il percorso compiuto dalla generatrice lungo la direttrice individua la superficie rigata o solido.

può essere manipolato usando, per esempio, tecniche come l’analisi agli elementi ﬁniti, in cui gli elementi semplici in cui è stato suddiviso il modello sono considerati simultaneamente. Disegno assistito dal calcolatore Vedi CAD. Disegno costruttivo colare.

Detail drawing

Computer aided drafting Vedi Disegno di un parti-

Disegno delle saldature Welding drawing Disegno particolare, in più viste, delle parti da assemblare che reca i simboli unificati previsti dalla normativa per le saldature. Disegno delle tubazioni Piping drawing Disegni di tipo specialistico impiegati per la progettazione e per la manutenzione degli impianti che convogliano fluidi per esigenze produttive, o commerciali. Spesso si tratta di rappresentare in proiezione, o in viste isometriche, manufatti molto complessi dove risulta difficile prevedere i percorsi, gli ingombri e le compatibilità geometriche di ciò che deve essere realizzato. In altri casi, è utile far ricorso a rappresentazioni di tipo schematico dove si impiegano speciali simboli per indicare gli elementi che, insieme alle tubazioni, formano l’impianto. Disegno di fabbricazione, riferito alla produzione dei circuiti stampati Fabrication drawing Disegno elettronico che contiene tutte le informazioni di progetto per la fabbricazione di circuiti stampati, con il preciso layout del componente, la posizione dei fori, le specifiche dei materiali e delle lavorazioni e la disposizione dei conduttori. Disegno di montaggio Assembly drawing Disegno complessivo che evidenzia come le diverse parti che confluiscono in un montaggio vadano posizionate le une rispetto alle altre. Il disegno di montaggio è completo quando contiene il disegno di ogni parte, nell’esatta posizione che ciascuna di esse occupa nelle condizioni di funzionamento, nonché la distinta base completa. Disegno di un particolare Detail drawing Rappresentazione, in più viste, ed eventualmente in sezione o in sezioni, condotta nel rispetto della norma tecnica, che reca tutte le informazioni relative alla forma, alle dimensioni, ai materiali e alla finitura di un elemento costruttivo. Il disegno di un particolare, spesso anche definito disegno costruttivo, contiene tutte le informazioni necessarie per la fabbricazione dell’elemento senza che sia necessaria nessun’altra informazione. Questo disegno può essere elaborato direttamente in forma di proiezioni, ma può essere ricavato anche da un modello CAD 3-D mediante la messa in tavola. Disegno illustrativo Artwork drawing Elaborazione grafica che contiene tutte le informazioni utili per consentire il processo di lavorazione. Disegno in elevazione Elevation drawing Elaborazione grafica di diffuso impiego nell’ingegneria civile, nell’architettura e nella progettazione in genere che riguarda grandi manufatti. Esso consta, in genere di una vista mongiana ortogonale alla linea di terra che viene utilizzata per finalità costruttive, impiantistiche o estetiche.

Disco video Videodisk Mezzo per immagazzinare informazioni analogiche video, con caratteristiche di alta qualità e facile accesso random.

Disegno in sezione Section drawing Disegno che contiene la rappresentazione di un oggetto parzialmente rimosso. I disegni in sezione si avvalgono quasi sempre di una vista adiacente per indicare su di essa la traccia del piano impiegato per effettuare la rimozione del materiale. La parte sezionata di un disegno viene campita secondo la normativa uniﬁcata.

Discretizzazione Discretization Metodologia per dividere geometrie complesse in geometrie elementari. Un modello discretizzato

Disegno lineare Line drawing Particolare tipologia di disegno 2-D costruito con entità linee, senza zone riempite di colore e senza

Glossario ombreggiature. I tradizionali disegni di fabbricazione su copie eliografiche ne costituiscono un esempio. Disegno logico Logic drawing Equivale a disegno schematico. Disegno o schizzo a viste multiple Multiview drawing or skecch Rappresentazione per mezzo di proiezioni ortogonali che piazza l’oggetto rispetto al piano di proiezione così che la vista ne mostri soltanto due dimensioni, in modo che il contorno delle caratteristiche della parte evidenzi dove i raggi proiettanti attraversano il piano di vista. Disegno o schizzo illustrativo Pictorial drawing or skecch Disegno nel quale le tre dimensioni di una oggetto vengono rappresentate in un’unica vista. Si tratta di un metodo di rappresentazione atto a fornire un’informazione visiva di carattere generale, non adatta a descrivere le specifiche caratteristiche di forma di un oggetto costruttivo. Si avvale sia del metodo assonometrico, sia di quello prospettico. Disegno tabulare Tabular drawing Forma di tabella usata per indicare le dimensioni di una famiglia di componenti. A ciascun elemento si associa un set di dimensioni che ne permette la gestione nel disegno e nella progettazione. Disegno tecnico Technical drawing Grafica specializzata finalizzata a fornire elementi di comunicazione nella pratica tecnica. Essa si avvale di supporti cartacei con rappresentazioni a viste multiple fino alla modellazione solida 3-D mediante CAD. Dispositivo di visualizzazione Display device Componente hardware impiegato per visualizzare testi ed elaborazioni grafiche da programmi software, come nel caso dei sistemi CAD. I più diffusi dispositivi di visualizzazione sono i tubi a raggi catodici e gli schermi a cristalli liquidi, usati nei monitor. Distinta base Bill of materials Lista che descrive le parti e i materiali usati in un prodotto assemblato. La lista, di solito, viene fornita a corredo dei disegni particolari e dei disegni d’insieme che costituiscono il progetto. Dither pattern Dither pattern Metodo per simulare gradazioni di colore di intensità variabile con un’immagine che utilizza un solo colore. Per ottenere i toni di grigio si opera, per esempio, con il nero. L’immagine è ottenuta raggruppando matrici quadrate di pixel in un’immagine e colorando l’immagine dei pixel in ciascuna matrice intorno al valore dell’intensità media del colore nella zona dov’è ubicata la matrice. A causa delle piccole dimensioni dei singoli pixel rispetto a quelle dell’immagine, essa, a distanza, viene percepita come se fosse costituita da toni sfumati di colore. Documentazione di prodotto Product documentation Comprende ogni genere di elaborato relativo al prodotto, sia in forma cartacea, sia digitale. Dominio Domain Nel linguaggio della progettazione è il termine che descrive le tipologie degli oggetti che possono o che non possono essere rappresentate dal sistema di modellazione. Più grande è il dominio, più grande è il numero di oggetti che il sistema CAD può descrivere.

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DXF Drawing Exchange Format Formato non proprietario sviluppato dalla AutoDesk per facilitare lo scambio dati di informazioni graﬁche CAD. Di fatto è divenuto un formato neutro per lo scambio dati nei sistemi CAD.

ECN Engineering Change Note Nota di modifica del progetto che, in genere, accompagna il documento di introduzione di modifiche. È evidente che un tal genere di documento è quasi sempre accompagnato da disegni in cui le modifiche progettuali sono ben evidenziate. ECO Engineering Change Order Documento che avvia il processo di introduzione di modifiche nel progetto. Esso viene descritto in una nota di modifica del progetto e reca una sigla di riconoscimento perché ne rimanga traccia all’interno del sistema organizzativo. EDM Enterprise Document Management menti aziendali. Vedi PDM.

Gestione dei docu-

Efficienza CAD CAD efficiency La velocità caratteristica con cui il sistema CAD esegue i comandi e che dipende dal tempo macchina di elaborazione del comando stesso. Elaborazione progettuale Engineering graphics Strumento di comunicazione usato nell’ingegneria e in altri settori, durante il processo di ricerca e di sviluppo di soluzioni ai problemi tecnici. La comunicazione avviene nell’osservanza di ben precise norme e convenzioni, in modo che esso risulti intelligibile e univocamente interpretabile da parte di chiunque conosca tali norme e convenzioni. Elastomeri Elastomers Classe di polimeri che sono in grado di subire deformazioni elastiche sotto l’azione di forze e che una volta cessata l’azione di questa, ritornano alla forma e al volume iniziale. Gomma naturale, poliacrilato, etilene propilene, neoprene, silicone e uretano sono tipi di elastomeri. Elementi geometrici costruttivi Construction geometry Elementi geometrici che sono impiegati nella generazione di modelli 2D o 3-D ma che non rappresentano l’effettiva geometria dell’oggetto virtuale che viene rappresentato. Elemento delimitante Limiting element Parte limite della proiezione di un oggetto. Il termine viene anche usato per indicare il bordo che definisce l’apice di una superficie curva. Elemento solido transitorio Tool solid Elemento solido impiegato come strumento per modificare il modello. Si tratta solitamente di solidi semplici che si utilizzano con le regole booleane durante il processo di modellazione. Elica Helix Curva 3-D, caratterizzata da curvatura costante in due dimensioni e da spostamento lineare costante nella terza dimensione. Ne sono esempio i filetti delle viti che possono essere eliche destrorse o eliche sinistrorse.

Doppia curvatura (linee, superﬁci) Double curved surface/line Linea o superﬁce che presenta, allo stesso tempo, curvatura in due dimensioni ortogonali. La sfera ne è un esempio.

Ellisse Ellipse Curva chiusa primitiva ottenuta sezionando un cono con un piano che forma con l’asse del cono un angolo maggiore di quello di semiapertura del cono stesso. L’ellisse è anche la curva o l’arco di curva che si ottiene proiettando un cerchio o un arco di cerchio con un angolo d’inclinazione rispetto alla normale al piano in cui giace il cerchio.

DTM Digital Terrain Model Modello Digitale 3-D di un territorio ottenuto con sistemi di telerilevamento. Un tale modello è utile per lo studio urbanistico del territorio o per controllarne l’uso.

Ergonomia Ergonomics Attività ﬁnalizzata all’ottimizzazione delle interfacce tra uomo e tecnologie. L’ergonomia comprende numerose specializzazioni che vanno dalla sicurezza industriale

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all’igiene, dalla progettazione delle interfacce tra uomo e computer alla progettazione delle plance automobilistiche e aeronautiche, dallo studio dei quadri di controllo degli impianti di processo alla progettazione dei posti di lavoro. Esposizione Exposure Posizionamento orientato della superﬁcie principale di un oggetto nel piano della rappresentazione. Più tale posizionamento risulta parallelo al piano di rappresentazione, minore risulta la distorsione dovuta alla contrazione delle dimensioni. Estetica Aesthetics Qualità artistica di un oggetto che induce alla vista sensazioni ed emozioni piacevoli. Estrusione Extrusion Letteralmente “estrusione” nel linguaggio CAD indica l’operazione di generare un modello solido, o una sua parte, mediante una sagoma piana (proﬁlo) o uno schizzo, secondo una linea retta normale al loro piano di giacitura.

Fabbricazione assistita dal calcolatore facturing Vedi CAM.

Computer Aided Manu-

Fabbricazione integrata con il calcolatore Computer Integrated Manufacturing Vedi CIM. Facce elementari Facets Struttura geometrica costituita da gruppi ripetuti di poligoni elementari di simile topologia, che costituisce la forma approssimata di una superficie curva. È la tecnica, detta anche di poligonalizzazione o tassellazione, con cui, per esempio, una superficie cilindrica o sferica può essere approssimata con piccole facce piane. Questa forma di rappresentazione viene impiegata quando gli algoritmi disponibili supportano solo elementi piani. Faccia Face Una singola superficie piana o curva o regione di un oggetto. Una o più facce concorrenti in uno spigolo definiscono la separazione tra l’oggetto e lo spazio circostante. Una faccia costituisce elemento topologico nella rappresentazione CAD 3-D. Faccia inclinata Inclined face Faccia piana di un oggetto che appare ruotata rispetto a un asse in uno dei piani principale di vista. La faccia inclinata appare ridotta in due viste, mentre nella terza è visibile come spigolo. Faccia normale Normal face Superficie piana di un oggetto che è parallela a uno dei piani immagine. La superficie è vista in vera grandezza e forma nel piano immagine a cui è parallela, e come retta negli altri due piani immagine. Famiglia di parti Family of parts Parti simili che, per varie esigenze tecnologiche, possono essere raggruppate insieme. Sono per esempio famiglie di parti i cuscinetti volventi dello stesso tipo ma di diverse dimensioni o altri elementi costruttivi analoghi, raggruppati per famiglie nei cataloghi. FDM Fused Deposition Modelling Sistema di Prototipazione Rapida in cui il polimero (ABS) viene estruso attraverso un ugello che si muove secondo traiettorie imposte dal computer e deposto per la formazione dello strato. FEA Finite Element Analysis Analisi agli elementi finiti. Metodologia largamente impiegata per analizzare, mediante elaboratore elettronico, gli effetti delle forze sui modelli delle strutture. Nella fase di modellazione la superficie continua o il volume vengono discretizzati in un numero grande ma finito di geometrie elementari collegate tra loro. Nella fase di analisi il modello è soggetto a deter-

minati carichi, applicati in zone particolari e vengono calcolate le deformazioni e le sollecitazioni che esse provocano. Fedeltà di un sistema di elaborazione Faithful system Misura di come un sistema di elaborazione contiene e gestisce sufﬁcienti informazioni per conseguire i suoi obbiettivi. Per valutare la fedeltà di un modello digitale occorre conoscere l’esatto impiego che ne viene fatto. FEM Finite Element Modeling ﬁniti. Vedi FEA.

Modellazione agli elementi

Fil di ferro (rappresentazione mediante strutture a) Wireframe Modello CAD che impiega, per la rappresentazione del modello 3D, un insieme strutturato di elementi lineari di spigolo. Filo di ferro (modello a) Wireframe Tradotto letteralmente in “Modello a fil di ferro” è impiegato nella rappresentazione 3-D. Esso è costituito da punti e linee (per lo più rette ma anche curve). Finestra Port Nei sistemi di modellazione 3-D è una predefinita zona sullo schermo del computer, usata per mostrare una singola vista di un oggetto. Tipicamente a ciascuna finestra viene assegnato un differente insieme di parametri di visualizzazione. Fissaggio, attrezzo di fissaggio Fixture Attrezzo rigido che blocca rigidamente, supporta e posiziona il pezzo in lavorazione durante il processo produttivo. FMS Flexible Manufacturing System Sistema flessibile di lavorazione, costituito da un gruppo di macchine programmabili al fine di produrre una varietà di prodotti simili. per esempio, un sistema FMS può produrre ingranaggi per cambi di velocità diversi tra loro, anche per fabbricanti diversi. Font Font testo.

Stile e formato dimensionale dei caratteri usati nel

Foratura Drilling Lavorazione meccanica che si avvale di un utensile rotante per forare. Forma Shape Relazione spaziale interna tra vertici e spigoli per costituire una faccia o dell’insieme di facce che caratterizzano un oggetto. Esempi di caratteristiche usate per descrivere una faccia sono il numero degli spigoli, gli angoli che essi formano tra loro, e l’ordine con cui sono posizionati sul perimetro. La forma è indipendente dalla scala di rappresentazione, ma non dal punto di vista da cui viene osservata. Forma ideale Perfect form Forma ideale di una caratteristica geometrica che si adopera come elemento di riferimento nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. Rappresenta l’esatta definizione di ciò che il progettista definisce e disegna, senza tener conto di nessun tipo di imprecisione o di errore. Formato neutro Neutral format Traduttore che viene usato per convertire un formato CAD di origine in un altro formato CAD finale, passando attraverso un formato intermedio. È chiaro che il ricorso a un formato neutro è richiesto quando è necessario attuare scambi di dati tra numerosi sistemi CAD. Diversamente si usano i sistemi diretti di conversione. Foro base Hole basis Sistema di riferimento nelle tolleranze dimensionali che assume la posizione “H” del foro come riferimento per tutte le posizioni degli alberi. Foro cieco Blind hole Foro che si arresta all’interno del materiale, senza attraversarlo completamente. Foro passante Through hole Foro cilindrico che attraversa completamente, da una parte all’altra, il corpo di un oggetto.

Glossario Fotogramma Frame Singola immagine di una lunga serie di immagini in una animazione. Fotorealistico Photorealistic Termine che descrive la rappresentazione di un oggetto compiuta cercando di riprodurre tutti gli effetti di colore, di qualità della superficie, d’illuminazione di un oggetto reale. Si tende all’effetto fotorealistico nella pratica dell’Industrial Design, del marketing, e nelle applicazioni in cui è utile rappresentare un oggetto virtuale, proprio come esso potrebbe apparire se fosse realizzato fisicamente. Frattale Fractal Il termine inglese fractal, da cui frattale deriva, è ottenuto per sintesi di fractional dimensional e descrive il metodo grafico che genera, in modo random, curve e superfici caratterizzate da un certo grado di “autosomiglianza”. I frattali rappresentano uno strumento innovativo per produrre il disegno di strutture complesse con maggiore realismo di quanto è possibile con altri metodi basati sulla geometria.

Generatrice Generatrix Linea retta la cui traiettoria nello spazio descrive superfici rigate o solidi. Il cammino seguito dalla generatrice si chiama direttrice. Geometria Geometry È l’insieme dei metodi matematici attraverso i quali vengono descritti e manipolati elementi nello spazio. La geometria rappresenta la conoscenza di base per costruire disegni tecnici e disegni costruttivi. Il termine “geometria” è anche impiegato per indicare l’aspetto esterno o la forma caratteristica di un oggetto. Geometria analitica Analytic geometry Disciplina che studia le strutture geometriche e le loro proprietà, impiegando in prevalenza metodi analitici. Di geometria analitica si parla anche con riferimento alla descrizione dei modelli solidi 3-D. Geometria descrittiva Descriptive geometry Geometria basilare per la rappresentazione mediante il metodo delle proiezioni ortogonali, nonché per ogni genere di rappresentazioe CAD 2-D o 3-D. La sua istituzione è opera di Gaspard Monge (1746-1818). Geometria piana Plane geometry Geometria delle figure contenute nel piano e delle relazioni che tra esse sussistono. La geometria piana ha un ruolo fondamentale nella pratica del disegno nell’ingegneria tradizionale. Geometria solida Solid geometry Geometria che tratta degli oggetti 3-D come per esempio, cilindri, cubi o sfere, e delle loro relazioni. Gerarchia Hierarchy Insieme ordinato di elementi, ciascuno dei quali appartiene a uno specifico livello. Un elemento in ciascun livello può essere padre rispetto agli elementi sottostanti o figlio rispetto agli elementi che lo precedono. L’ordinamento gerarchico viene impiegato nella organizzazione dei file nei calcolatori o delle primitive geometriche nei sistemi CAD.

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Gestione dei materiali, flusso dei materiali Material control Termine che descrive le attività gestionali che vengono messe in atto per gestire il flusso dei materiali all’interno di un processo produttivo. Le tecniche di gestione JIT (Just In Time), per esempio, sono attuate per controllare che sia i materiali sia i componenti, nella quantità strettamente necessaria, arrivino al posto giusto nel momento giusto. Gestione della qualità totale, TQM Total Quality Management Processo di gestione che abbraccia l’intera struttura organizzativa, finalizzato a ottenere l’eccellenza nell’area della produzione e dei servizi. I concetti di base del TQM sono che la qualità deve riguardare l’intera organizzazione, in ogni azione che in essa si compie, e che la qualità è quella che viene stabilita dal cliente. Giunzione permanente (metodo di) Bonding Processo nel quale il materiale, spesso in fase liquida, viene impiegato per unire stabilmente due parti. La definizione viene utilizzata nel caso di saldatura, di brasatura o di incollaggio. GMS Geometric Modeling System È il cuore di ogni modellatore solido: rappresenta la struttura simbolica che definisce il modello oggetto della rappresentazione. GMS Geometric Modelling System Sistema geometrico di modellazione. Nei sistemi CAD è la parte principale del modellatore solido. Grafica Graphics Modalità di comunicazione che usa rappresentazioni spaziali geometriche. Grafici di presentazione Presentation graphics Grafici destinati a un vasto uditorio e usati per comunicare informazioni su un prodotto o su un progetto che vengono proposti, nell’ambito dell’organizzazione nella quale si opera, oppure a clienti o a potenziali utenti finali. Grafico a linee multiple Multiple-line graphic Tecnica di visualizzazione simile a quella impiegata in un grafico lineare, con l’aggiunta, però di una variabile indipendente aggiuntiva. Questa, tipicamente ha solo pochi valori discreti, ciascuno dei quali è riportato con una linea separata sul grafo mediante opportuna codifica o con l’uso del colore. Grafico a matrice Matrix chart Tecnica di visualizzazione che usa griglie per visualizzare relazioni, spesso di tipo qualitativo, tra almeno due variabili. Ciascuna variabile viene rappresentata secondo una scala e le caselle della griglia rappresentano possibili combinazioni delle due variabili, che vengono evidenziate con appositi simboli. Grafico lineare Line graph Tecnica grafica di visualizzazione, di solito 2-D, impiegata per descrivere andamento tendenziale di dati. In un grafico lineare 2-D la variabile indipendente è rappresentata sull’asse orizzontale e la variabile dipendente sull’asse verticale.

Gerarchia di linee Precedence of lines Convenzione che descrive l’ordine di priorità delle linee di diverso spessore. per esempio, se una linea in vista e una linea nascosta coincidono, quella che si rappresenta è la linea in vista.

Grafo delle facce, spigoli e vertici Face-edge-vertex graph Struttura dei dati usata nella rappresentazione per contorni (B-rep) nei modellatori solidi 3-D. Il grafo contiene sia le informazioni geometriche sulla localizzazione e sulle dimensioni degli elementi geometrici, sia le informazioni topologiche di come essi sono relazionati tra loro.

Gerarchie di rete Networked hierarchy Struttura gerarchica usata per costruire modelli. In un sistema a gerarchia di rete le parti possono essere controllate durante il montaggio mediante collegamenti software esterni.

Griglia, reticolo Grid Struttura regolare di punti o di linee usata per facilitare la collocazione e l’orientamento di speciﬁci segni o caratteristiche o per agevolare lo sviluppo di schizzi e di caratteristiche con proporzioni approssimate.

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HD Hardware Termine usato per deﬁnire le parti ﬁsiche dei calcolatori e delle periferiche, per esempio, il monitor, la tastiera, il disco rigido e la CPU. HSV Hue Saturation Value Acronimo che indica un modello basato su una percentuale di componenti di colore, gradazione, saturazione e valore di luce, in forma di prisma piramidale a base esagonale. Intorno al prisma la saturazione varia linearmente dalla piena saturazione sul perimetro al bianco nel centro e il valore varia dal bianco della base al nero nel vertice.

Ideazione Ideation Fase concettuale del processo di progettazione finalizzato alla soluzione di problemi, spesso mediante l’ausilio della grafica. Nella fase di ideazione spesso si richiedono studi di fattibilità per la definizione del problema, per identificare i fattori principali che limitano le possibilità del progetto e per valutarne in anticipo le difficoltà. IGES Initial Graphics Exchange Specification Acronimo di uno degli standard grafici più impiegati per lo scambio dei dati 2-D e 3-D tra diversi sistemi CAD. Illuminazione Illumination Quantità di energia luminosa che colpisce una superficie. La nozione di illuminazione in una vista costruita al computer o in un’immagine su carta consiste nella definizione delle loro caratteristiche e nel posizionamento delle sorgenti di luce occorrenti per illuminare l’oggetto o l’ambiente. Illustrazione tecnica Technical illustration Disegno tecnico finalizzato a chiarire la funzionalità di un prodotto o di un montaggio. Tradizionalmente per questo tipo di documentazione s’impiegavano rappresentazioni illustrative assonometriche in bianco e nero. Oggi l’illustrazione tecnica, come tutta la documentazione di prodotto, viene sviluppata contestualmente alla documentazione tecnica vera e propria mediante la stessa base dati CAD. Incisione Ecching Metodo per creare immagini, tipicamente su metalli, usando processi chimici. Nell’industria elettronica il metodo è impiegato per asportare materiali conduttivi, spesso il rame, dai circuiti stampati, per creare configurazioni di circuiti. Le zone collegate sono stampate sul supporto con inchiostro chimicamente resistente, mentre il resto della ricopertura metallica viene eliminato dall’azione dissolvente del bagno chimico. Individuazione del problema Problem identification Processo di scelta condotto dal gruppo di progettazione durante il processo di ideazione del prodotto per individuare un set di parametri di progetto prima di pervenire alla soluzione finale. Sono tipici stadi di questo processo l’individuazione degli obiettivi, quella dei vincoli e il processo di pianificazione. Informazione dichiarativa Declarative information Termine usato per descrivere, con intento descrittivo lo stato corrente di un oggetto. La locazione di un punto in un sistema di coordinate è un esempio di informazione dichiarativa.

Ingegneria agraria Agricultural engineering Settore dell’ingegneria che si occupa dell’agricoltura e che impiega macchine, impianti, processi chimici e biologici per la produzione e la conservazione delle risorse alimentari. Ingegneria chimica Chemical engineering Settore dell’Ingegneria che comprende tutte le attività tecniche che si basano sulla conoscenza della chimica e di altre scienze di base per la soluzione di problemi relativi all’energia, alla salute, all’ambiente, all’alimentazione, e alla produzione di ogni genere di materiali. Ingegneria civile Civil engineering Settore dell’Ingegneria che si riferisce alla pianificazione, alla progettazione, alla costruzione, all’esercizio, alla manutenzione, all’impatto ambientale di sistemi edilizi, idraulici e di trasporto. (Nella lingua inglese il termine “Civil engineering” non include le stesse attività relative agli edifici che sono inclusi, invece, nell’“architettura”.) Ingegneria dei materiali Materials engineering Settore dell’Ingegneria che comprende una molteplicità di conoscenze e di attività relative alla progettazione, allo sviluppo, e alla produzione di ogni tipologia di materiale di interesse tecnologico e industriale. Ingegneria elettrica Electrical engineering Settore dell’Ingegneria che include ricerca, sviluppo progettazione ed esercizio di sistemi elettrici ed elettronici e dei loro componenti. Ingegneria industriale Industrial engineering Branca dell’Ingegneria che si occupa dell’analisi e della progettazione di sistemi per la gestione delle risorse di produzione, quali personale, informazione, materiali e attrezzature. Ingegneria inversa Reverse engineering Metodologia a supporto della progettazione impiegata per acquisire, recuperare ed elaborare informazioni tecniche di prodotti esistenti per utilizzarle in sistemi CAD. Si avvalgono di sistemi di acquisizione di vario genere che vanno dalle CMM (macchine di misura a coordinate) agli scanner laser o alle acquisizioni tridimensionali con fotocamere o telecamere digitali. Ingegneria meccanica Mechanical engineering Ramo dell’Ingegneria che comprende un vasto numero di attività relative alla ricerca, alla progettazione, allo sviluppo, alla fabbricazione, alla gestione e al controllo di sistemi e dei loro componenti. L’Ingegneria meccanica è radicata in molti campi di attività quali i trasporti, la generazione di potenza, le conversioni d’energia, il controllo ambientale, l’aeronautica, le scienze marine e la produzione di ogni genere di prodotto. Ingegneria nucleare Nuclear engineering Ramo dell’Ingegneria che comprende tutte le attività di ricerca, sviluppo e applicazione dell’ingegneria nucleare. Aspetti più specifici riguardano la progettazione dei reattori, il controllo del reattore, i materiali nucleari, la fisica del reattore, la fusione termonucleare controllata, la sicurezza del reattore e la gestione dei combustibili nucleari. Ingranaggio

Gear

Vedi Ruota dentata.

Ingegnere Engineer Professionista che applica conoscenze scientiﬁche alla risoluzione di problemi pratici, nell’ambito di numerosi settori tecnologici quali quello civile, meccanico, aeronautico, navale, chimico, elettrico, elettronico, informatico, minerario, nucleare e altri ancora.

Intenzione progettuale Design intent Termine che indica l’integrazione nel modello delle caratteristiche geometriche, di come esse si relazionino reciprocamente e di come esse soddisfino i vincoli di progetto del prodotto finale. L’intento progettuale viene tradotto nel modello mediante la definizione delle caratteristiche geometriche e dei vincoli.

Ingegneria aerospaziale Aerospace engineering Settore dell’ingegneria industriale che riguarda la progettazione e la produzione di aeroplani, missile e veicoli spaziali.

Intervallo di variabilità Range variability Intervallo di variabilità di una grandezza. Nei diagrammi a barre è indicato con una linea o con una striscia colorata.

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Iperbole Hyperbola Curva piana ottenuta dall’intersezione di un cono con un piano quando questo forma con l’asse del cono un angolo minore dell’angolo di semiapertura del cono.

Linea centrale, asse Center line Linea usata per rappresentare simmetria, traiettorie o per evidenziare centri di circonferenze o assi di elementi assialsimmetrici.

Ipermediale (sistema) Hypermedia Sistema informatico finalizzato all’utente, che consente accessi flessibili e non lineari. L’informazione è legata sia mediante elementi desunti dalla natura dell’informazione, sia mediante sofisticati motori di ricerca.

Linea curva Curved line Linea che non segue un andamento rettilineo. Le curve matematicamente deﬁnite sono classiﬁcate in base alle equazioni che le reggono.

Ipervincolato Overconstrained Espressione usata nella definizione della geometria di riferimento contenuta in un modello 3-D, quando una caratteristica geometrica del modello, o il modello stesso, presenta una o più relazioni e localizzazioni di elementi geometrici in ridondanza. Isometria lungo l’asse Long-axis isometric Variazione di una regolare vista illustrativa isometrica. In tale vista, infatti, sembra che si guardi verso il basso dall’alto; in una vista isometrica lungo l’asse, invece, sembra che l’osservatore, da destra o da sinistra, guardi secondo un asse orientato di 60° rispetto al riferimento orizzontale. Ispezione con calibro funzionale Functional gaging Modalità di ispezione delle parti condotta utilizzando apposite appendici fisse, filettature, fori o altre singolarità. Ispezione visiva Visual inspection Valutazione visiva di un progetto. L’ispezione visiva viene eseguita da esperti di Design e di Marketing per verificare quali possano essere le sensazioni estetiche del consumatore a un progetto. La stessa analisi viene condotta dai progettisti per valutare rapidamente le forme geometriche elaborate. Istogramma Histogram Grafico che visualizza sinteticamente dati riferibili a un numero di valori che ricadono all’interno di un cerro intervallo. Spesso gli istogrammi sono rappresentati in forma di diagrammi a barre. Occorre sottolineare che gli istogrammi, poiché costituiscono una rappresentazione sintetica forniscono solo in forma indiretta le informazioni originarie.

Larghezza Width Una delle tre dimensioni principali di un oggetto. La larghezza è riportata nella vista frontale e dall’alto di un disegno a più viste. Spesso è associata all’asse X nel sistema di modellazione 3-D.

Linea d’appoggio (riferita all’indicazione delle quote) Extension line Linea intera e sottile, ortogonale alla linea di quota, che indica quale entità geometrica sia associata alla quota. Linea del piano di sezione Cutting plane lines La linea che mostra la traccia del piano di sezione normale a quello di vista. Seconda la norma la linea di sezione è ingrossata alle estremità e qui sono riportate le frecce che indicano la direzione di vista. Linea dell’orizzonte Horizon line In una immagine prospettica è la linea orizzontale dove convergono tutte le linee di proiezione dall’osservatore. Linea di campitura Section line Linee usate per rappresentare la superficie di un oggetto tagliata dal piano di sezionamento in una vista in sezione. Il tipo di linee da impiegare per il tratteggio viene stabilito dalla normativa unificata in base al materiale che costituisce l’oggetto. Linea di contorno Contour line La linea di contorno rappresenta la giunzione di due superfici diverse. In questo senso la linea di contorno corrisponde a uno spigolo. Linea di costruzione o anche linea di appoggio Guideline Un tipo di linea di costruzione usato per facilitare la scrittura di lettere o il disegno. Il termine viene anche riferito alle linee usate per posizionare altri elementi in un disegno o in uno schizzo. Linea di frattura Break lines Linea a mano libera che indica, nel disegno, la separazione tra una parte che viene asportata per rivelare caratteristiche di forma interne. Linea di frattura convenzionale Conventional break Accorgimento di disegno che consiste nell’interrompere la rappresentazione di elemento costruttivo escludendo la parte che non interessa ai fini della rappresentazione. Ciò si verifica per oggetti di dimensioni molto grandi, oppure quando, volendo rappresentare nei minimi dettagli una soluzione progettuale, si ingrandisce il disegno della zona che interessa.

Lato circuito Circuit side Deﬁnizione relativa al lato dei circuiti stampati dove sono ubicati la maggior parte delle connessioni destinate ai componenti. Il lato opposto, infatti, è detto “lato componenti”.

Linea di giunzione Seam line Linea di sviluppo su una superﬁcie che indica dove il materiale deve essere ripiegato per creare l’area di giunzione con altre superﬁci.

Lato componenti Component side Lato dei circuiti stampati dove sono collocati i componenti. Vedi “lato circuito”.

Linea di livello Contour line Linea che rappresenta le combinazioni di variabili indipendenti (x,y) che corrisponde a un valore costante della variabile indipendente (detta anche isolinea).

Legenda Legend Spazio della rappresentazione riservato all’esplicitazione delle variabili codiﬁcate. La legenda viene anche deﬁnita talvolta chiave di lettura. Limiti di tolleranza Tolerance limits Massima e minima dimensione in una tolleranza. Il valore maggiore viene detto limite superiore, quello minore, limite inferiore. Linea Line Elemento geometrico che connette due punti nello spazio. Nonostante la linea sia per natura un’entità bidimensionale, tuttavia essa può collegare punti nello spazio 3-D. Le linee sono tipicamente diritte (linea retta) o curve. Sono gli elementi geometrici predominanti nel disegno e nel disegno tecnico, poiché individuano spigoli, assi di simmetria, relazionano elementi geometrici a elementi di testo, servono per creare bordi, ecc.

Linea di profilo Profile line Linea, vista nelle dimensioni reali, su di un piano laterale, destro o sinistro. Linea di proiezione Projection line Linea di costruzione tracciata tra viste in una rappresentazione ortografica per allineare dimensioni nello spazio 3-D. Il termine viene anche usato, in senso più generale, per indicare linee che rappresentano il trasferimento di informazioni tra oggetti nello spazio, o tra oggetti e un’immagine nel piano. La relazione che esiste tra le linee di proiezione e l’immagine nel piano definisce anche se la tecnica di proiezione è prospettica, parallela o obliqua. Linea di quota Dimension line Linea sottile e continua che mostra l’ammontare e la direzione di una quota nel disegno tecnico.

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Glossario

Linea di regressione Regression line Linea tracciata insieme ai punti che rappresentano i dati in una visualizzazione per rappresentarne l’andamento. Essa, sia che si tratti di una retta, sia di una curva, viene disegnata spesso a mano libera con algoritmi statistici.

Linee di costruzione Construction lines Linee sottili impiegate per impostare lo schema di una struttura, di un disegno o di uno schizzo. Parte di queste linee risultano eliminate e parte ripassate con tratto più marcato nell’elaborazione ﬁnale.

Linea di riferimento Reference line Linea usata per correlare scale che indicano i valori con i dati riportati in una visualizzazione graﬁca. Poiché le linee di riferimento non sono la parte principale di una visualizzazione, esse vengono di solito tracciate con spessore sottile o tratteggiato.

Linee di ﬂusso Streamlines Linee, per lo più curve, che rappresentano le traiettorie di un ﬂuido in movimento. Esse vengono impiegate in aerodinamica per studiare il comportamento del modello progettato quando è investito dall’aria in movimento.

Linea di sezione Section line, cross-hatch line Linea usata per rappresentare la superficie di taglio di un oggetto da mostrare in sezione. La superficie sezionata viene campita, per le diverse categorie di materiali, in base alla normativa. Linea di terra Ground line In un disegno in prospettiva, o in uno schizzo, è la linea d’intersezione tra il piano verticale e quello orizzontale. Linea di vista Line of Sight (LoS) Raggio di luce immaginario che va dall’occhio dell’osservatore all’oggetto. In una proiezione prospettiva tutte le linee di vista partono da un singolo punto; in una proiezione parallela tutte le linee di vista sono parallele. Talvolta, a proposito della linea di vista, si parla di punto di vista. Linea fantasma Phantom line Linea usata per rappresentare una caratteristica geometrica mobile nelle sue successive posizioni, oppure una caratteristica che si ripete, come, per esempio, la filettatura su un albero. Linea frontale Frontal line Linea che nel sistema mongiano viene vista nella sua vera grandezza nel piano frontale. Linea in vera grandezza True-length line Linea che rappresenta uno spigolo parallelo al piano di proiezione e ortogonale alla direzione di vista. Linea in vista Visible line Tipo di linea usata per rappresentare caratteristiche in vista. Una linea in vista rappresenta l’intersezione tra due superfici o facce che non sono tangenti tra loro o l’elemento limite di una superficie curva. Linea nascosta Hidden line Linea che rappresenta un’entità che non è in vista nella rappresentazione. Come per le linee in vista, una linea nascosta rappresenta sia un’intersezione tra due superfici non tangenti sia il limite di una superficie curva. Particolari norme ISO e ANSI sono previste per la rappresentazione delle linee nascoste. Linea orizzontale Horizontal line Linea in piena vista reale nel piano orizzontale. Linea radiale Radial line Una delle linee che s’irradiano o convergono in un centro comune. Viene anche usato per indicare la linea diretta lungo il raggio di un arco di cerchio. Linea retta Straight line Linea generata da un punto che si muove secondo una direzione costante. Linearità di una retta Straightness Forma di controllo nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. La verifica della rettilineità consiste nel verificare che tutti i punti di una parte, per tutta la sua lunghezza, siano allineati secondo una determinata direzione. Il requisito della rettilineità può, inoltre, essere riferito alla distanza minima tra due punti. Linee del disegno Alfaphabet of lines Spessori standard per le linee previste dalle norme del disegno tecnico (ISO o ANSI). Le norme prescrivono sia gli spessori, sia la tipologia delle linee, continua, a tratti, a tratti e punti.

Linee di flusso Flow lines Linee usate nella documentazione tecnica per indicare la traiettoria di montaggio nelle viste esplose. Linee parallele Parallel lines Due linee in un piano che sono equidistanti l’una dall’altra per la loro intera lunghezza. Le linee possono essere rette o anche curve; nel caso si tratti di circonferenze parallele, esse risultano anche concentriche. Linee perpendicolari Perpendicular lines Due o più linee che s’intersecano tra loro esattamente a 90°. Vengono anche dette “normali”. Linee sghembe Skew lines Linee nelle spazio che non s’intersecano e non sono parallele. La loro caratterizzazione geometrica, per esempio il calcolo della loro minima distanza, si ottiene con i metodi della geometria descrittiva. Lista di connessione Connection list La lista di tutte le connessioni che risultano necessarie tra i componenti di un circuito elettronico. Questa lista è solitamente gestita da uno specifico programma CAD. LMC Least Material Condition Condizione di minimo materiale. Termine che si impiega nelle tolleranze, per indicare una parte che contiene il minimo materiale possibile. Per una caratteristica esterna, per esempio per il diametro di un albero, la condizione corrisponde alla dimensione minima. Per un diametro interno, per esempio per la sede di una cuscinetto, la condizione si verifica per la sua dimensione massima. Loop Loop Serie di elementi geometrici, spesso riferiti agli elementi che costituiscono un profilo caratteristico in un modello CAD 3-D. Un loop aperto non si chiude su se stesso, diversamente da un loop chiuso. LoS Line of Sight Linea di vista. Luce diffusa Diffuse light Effetto di luce che si ottiene quando un raggio luminoso investe una superficie e si riflette uniformemente in ogni direzione, senza creare zone più intensamente illuminate. Luminosità Lightness, value of light Livello percepito di radiazione luminosa riflessa proveniente dalla superficie di un oggetto. In senso più generale il termine viene anche usato per indicare quanto la qualità percepita del colore sia luminosa o scura. Luminosità Lightness Qualità percepita di un colore che indica la quantità assoluta di energia luminosa. Nella scale dei grigi il colore più luminoso è il bianco puro a cui corrisponde la massima energia luminosa. Nella pratica del rendering la luminosità viene utilizzata per indicare come una superficie è orientata rispetto alla sorgente di luce. Lunghezza o dimensione di riferimento Familiar size La misura di un oggetto che viene utilizzata come riferimento per valutarne la distanza dall’osservatore. Spesso la misura comparativa di due oggetti di dimensioni note, ubicati a diversa distanza dall’osservatore, può essere assunta per valutare la loro distanza reciproca.

Glossario Luogo dei punti Locus Elemento grafico atto a definire la possibile collocazione di un punto. Un luogo dei punti può essere una retta, una curva, una circonferenza. Si tratta di elementi che vengono spesso impiegati nelle costruzioni grafiche.

Macchina Machine Insieme di parti, interrelate tra loro, che applica, accumula, o trasforma energia per compiere lavoro. Nello studio delle macchine o delle loro parti, si usano, innanzi tutto, analisi di tipo cinematico e dinamico. Macchina utensile Machine tool Sistema di produzione impiegato per cambiare la forma, per finire o dimensionare un pezzo di materiale, solitamente impiegando alcuni tipi di profili taglienti. MAP Manufacturing Automation Protocol Protocollo per la fabbricazione automatica, standard di comunicazione sviluppato per rendere compatibili tra loro sistemi diversi per la fabbrica automatica. Obiettivo del MAP è la totale integrazione, tra loro, delle unità o delle isole di produzione rispetto ai sistemi hardware e software impiegati in ciascuna di esse. Mappa degli ingombri Link charts Tecnica di visualizzazione usata ampiamente in ergonomia, per definire la posizione spaziale degli ingombri, degli scenari di visibilità e delle persone associate con un ambiente di lavoro. Appositi tratti di linee mostrano le relazioni tra il lavoratore e i controlli o i visori o le altre persone con cui egli comunica. Le variabili impiegate riguardano le tipologie di comunicazione, uditiva, visiva, fisica ecc. Marchi Marks Segni grafici fondamentali utilizzati per introdurre dati codificati in una elaborazione grafica. I marchi possono essere concepiti come elementi grafici primitivi e classificati come semplici o complessi. I marchi semplici comprendono punti, linee, aree e volumi. I marchi complessi sono anche definiti glifi. Marchio, glifo Glyph Indicatore grafico composto, che non può essere classificato mediante altri segni grafici di ricorrente impiego. Si tratta di elementi grafici convenzionali che codificano molteplici elementi in un solo marchio. L’obiettivo che si persegue nel disegnare marchi o glifi è di colpire le capacità di percezione di chi guarda. Marketing Marketing Ramo della gestione finalizzata a favorire, da parte dei clienti, l’acquisto delle merci o dei servizi che l’azienda produce. Al fine di migliorare la vendita dei prodotti il marketing raccoglie informazioni sui potenziali clienti e, direttamente o indirettamente, influenza la progettazione e la produzione a produrre beni che incontrino al meglio le aspettative della clientela. Maschera Template Attrezzo da disegno, realizzato per lo più con una lamina plastica flessibile, che agevola il disegno di caratteristiche geometriche e di elementi ripetitivi, come circonferenze, ellissi, elementi di collegamenti filettati, fino a elementi unificati di impianti come valvole, compressori, motori elettrici, pompe, giunti e altro ancora. Un tale tipo di attrezzatura viene oggi solitamente sostituito dalle basi dati presenti nei sistemi CAD o costruite ad hoc dagli utenti. Maschera di lavorazione Jig Attrezzo di lavorazione, che regge e fissa il pezzo in lavorazione e che guida l’utensile durante il processo di asportazione di truciolo, per esempio, maschera di foratura. Maschio filettatore Tap tura all’interno di un foro.

Utensile destinato a praticare la ﬁletta-

Massimo materiale (condizione di)

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Vedi MMC.

Matematica Mathematics Sistema simbolico di comunicazione, basato sulla logica formale. La geometria è una delle più antiche branche della matematica e costituisce la base delle conoscenze che hanno reso possibile lo sviluppo dei sistemi CAD. Meccanica Mechanics Area della fisica applicata che, a livello macroscopico, si occupa dell’azione dei corpi all’azione di forze, e, a livello microscopico, della risposta dei materiali. Meccanismi articolati Linkages Strutture costituite da elementi costruttivi rigidi che trasmettono forze o coppie nei meccanismi. Un meccanismo articolato è costituito da elementi collegati tra loro mediante giunzioni. Gli elementi di vincolo associati alle giunzioni determinano la possibilità di moto di ciascun elemento. Ne costituiscono esempi i meccanismi di glifo oscillante, il manovellismo di spinta rotativo e il quadrilatero articolato. Meccanismo Mechanism Sistema meccanico, costituito da membrature rigide come alberi, involucri e supporti connessi con vari sistemi di collegamento come ruote dentate, camme e manovellismi. I meccanismi vengono attivati applicando a essi una o più forze. Media Mean Interpretazione statistica di una serie di dati. Nel caso della media aritmetica, per esempio tale interpretazione si ottiene dividendo la somma di tutti i valori dei dati per il loro numero. Mediatico, strumento Media Mezzo idoneo a convogliare informazioni in forma grafica o testuale. Tradizionalmente il termine veniva riferito solo ai testi e disegni su supporto cartaceo. Oggi il termine è esteso a ogni genere di mezzo utile a supportare informazioni e quindi, per esempio, alle tecnologie di registrazione video, audio o su CD-Rom. Memoria Memory device Parte hardware di computer atta a immagazzinare informazioni, quali, per esempio, dati CAD. La memorizzazione momentanea avviene mediate le memorie RAM (Random Access Memory). Le memorizzazioni permanenti avvengono anche su dischi floppy, su CD-ROM e su nastri magnetici. Metodi di proiezione del primo diedro First-angle projection Disposizione delle sei principali viste nel sistema delle proiezioni ortogonali, secondo la normativa vigente in Europa e negli Stati Uniti, con l’impiego di tre piani mutuamente ortogonali, quando si considera la posizione dell’oggetto, dell’osservatore e della proiezione nel primo quadrante (metodo europeo). Metodo del verniciatore Painter’s algorithm Tecnica di rendering impiegata per la rimozione delle superfici nascoste. La tecnica è impiegata sia dall’operatore umano, sia dal calcolatore, per garantire che gli elementi che sono posizionati nella parte retrostante vengano sempre coperti da quelli situati anteriormente a essi. Metodo di coordinate offset Offset coordinate method Metodo di costruzione per realizzare viste non ortogonali di cilindri, circonferenze, archi o altre caratteristiche curve non regolari. La caratteristica geometrica viene prima disegnata in vista ortografica, e quindi una serie opportunamente spaziata di suoi punti vengono riportati nella vista prescelta (che quindi è in grandezza ridotta) e collegati con una curva irregolare. Metodo di proiezione del terzo diedro Third-angle projection Posizionamento delle sei viste proiettive in base alla scelta del terzo diedro (metodo americano). Mezzo tono di grigio Halftone approximation Metodo per simulare vari valori di grigio con un solo colore (solitamente nero).

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Glossario

Per la stampa vengono impiegati punti di diversa misura, scelti in base ai livelli del valore nella zona. A causa della piccolezza dei punti rispetto a quella dell’immagine, la variazione delle dimensioni dei punti e quindi l’intensità di inchiostratura, fa percepire, a distanza, la variazione di tono. I mezzi toni delle immagini a colore o in toni di grigio possono essere creati sia elettronicamente sia con strumenti fotograﬁci. Minimo materiale (condizione di) Vedi LMC. Misurazione aperta Open gaging Ispezione di parti fatta senza l’ausilio di particolari strumenti, ma solo di quelli standard come piani di riscontro, calibri e macchine di misura a coordinate (CMM). Misurazione dell’ondulazione Tally surf per la misura della rugosità superﬁciale.

Metodo a contatto

MMC Maximum Material Condition Condizione di massimo materiale, termine usato nelle tolleranze per definire la condizione che una parte contenga il massimo ammontare di materiale. La condizione di massimo materiale per una caratteristica esterna di forma, qual è, per esempio, un albero, corrisponde alla dimensione massima del diametro. La stessa condizione per una caratteristica interna, qual è un foro, corrisponde alla dimensione minima del diametro. Modellatore a rappresentazione duale Dual representation modeler Nei sistemi CAD viene riferito a sistemi che si avvolgono della rappresentazione CSG e B-rep. Modellatore a rappresentazione singola Single representation modeler Nei sistemi CAD questo termine viene riferito a modellatori con un’unica rappresentazione della modellazione (per esempio, i sistemi B-rep). Modellatore ibrido Hibrid modeler Modellatore CAD 3-D capace di fornire prestazioni operative che risultano combinazione di quelle caratteristiche di più di uno dei sistemi di diffuso impiego, nell’intento di sommarne i rispettivi vantaggi. Un esempio ne è la combinazione delle tecnologie CGS e di modellazione con superfici. Modellatore ibrido Hybrid modeller Modellatore che al suo interno utilizza, in modo indipendente, il sistema B-rep e quello CSG. Modellatori di schizzi Skecch modelers Sistemi di modellazione mediante calcolatore adatti alla fase di ideazione nel processo di progettazione. La loro caratteristica precipua è di produrre rapidamente e con facilità modelli di scarsa precisione. Modellazione Modeling Termine che viene spesso riferito alla pratica di modellare la geometria, sia come procedimento, sia come risultato. La modellazione è impiegata per verificare soluzioni progettuali nella loro formulazione iniziale o finale, così come per disporre di dati necessari al processo produttivo in forma di base dati. Essa è il risultato del processo di progettazione che impiega strumenti grafici per visualizzare possibili soluzioni e per documentare le intenzioni progettuali.

tano bene alla forma scalare. I diagrammi PERT e altri tipi di diagrammi di flusso sono ben noti strumenti per la programmazione e il controllo di progetti che rendono chiare le relazioni tra specifici obiettivi di progetto e le risorse di ogni genere di cui occorre la disponibilità. Modello solido Solid model In un sistema di modellazione il modello solido è l’oggetto che viene manipolato con gli strumenti a disposizione, fino alla sua completa definizione. Modello validato Evaluated model Descrizione di un modello la cui forma finale è esplicitamente rappresentata nella base dati. Un modello validato non è mai conciso, ma risulta efficiente ai fini della facilità di elaborazione. Modello virtuale Virtual model Modello sviluppato al calcolatore analogo all’oggetto reale o a quello proposto. I modelli virtuali sono sempre più corrispondenti, nei comportamenti, agli oggetti reali per la finalità di sostituirli nei processi di valutazione e di sperimentazione. In tal modo si consegue, rapidamente e a costi assai più contenuti, la conoscenza delle prestazioni senza la fabbricazione e la distruzione di prototipi fisici. Modem Vedi Modulatore. Modulatore, demodulatore Modem Componente hardware del calcolatore che usa linee standard di comunicazione (il più delle volte linee telefoniche) per trasmettere dati tra due calcolatori. Il modem viene impiegato per collegare calcolatori ubicati in area remota, non collegati direttamente alla rete locale. La velocità con cui il modem trasmette informazioni è misurata in baud, cioè bit al secondo. Molla Spring Elemento costruttivo meccanico, spesso in forma di elica, che reagisce all’imposizione di forze con deformazioni vistose, cioè di entità confrontabile con le sue dimensioni, senza però che il materiale costituente sia mai sollecitato oltre il suo limite di elasticità lineare. Le molle vengono in genere classificate, in base alla sollecitazione caratteristica, in molle di trazione, flessione e torsione, oltre che in relazione al materiale, alla rigidezza e alle caratteristiche geometriche. Montaggio esploso Exploded assembly Disegno d’insieme, solitamente di tipo illustrativo, nel quale tutte le parti sono rappresentate nello spazio, staccate tra loro, estratte dalla loro posizionale funzionale nel montaggio, in modo da mostrarle in tutta la loro interezza, indicando, nel contempo, con apposite linee, le traiettorie che esse devono descrivere per posizionarsi nel montaggio definitivo. È una rappresentazione che risulta particolarmente utile per le istruzioni sul montaggio e sullo smontaggio e per individuare le parti ai fini della catalogazione. Moto Motion Movimento di una parte, lineare o angolare, nel tempo e nello spazio. Moto rigido Rigid-body Trasformation Trasformazione che riguarda la locazione e l’orientamento e non la forma di un corpo rigido nello spazio. Esempi ne sono la traslazione e la rotazione.

Modello connesso, modello pluriconnesso Manifold model Modello che, in modo non ambiguo, definisce il confine tra l’interno e l’esterno di un oggetto. I modellatori solidi CAD operano, di norma, con modelli di questo tipo, mentre i modellatori per superfici spesso definiscono oggetti senza chiaramente distinguere tra le loro caratteristiche interne e quelle esterne.

Mouse (letteralmente: topo) Mouse Piccola periferica di input dei computer che aderisce alla mano dell’operatore e operando su una superﬁcie piana viene mossa nelle due dimensioni corrispondenti alla locazione del monitor del calcolatore. Un cursore sullo schermo indica la posizione, mentre opportuni comandi consentono di operare i comandi nella speciﬁca posizione raggiunta.

Modello di ﬂusso Flow chart Tecnica di visualizzazione graﬁca che rappresenta la variazione nel tempo di dati che non si adat-

Movimento apparente Apparent motion Sensazione del movimento prodotta dall’animazione. (Vedi Animazione.)

Glossario MRP Material Requirement Planning Acronimo che indica il processo di pianiﬁcazione che è necessario attuare perché i materiali e i componenti occorrenti al processo di fabbricazione vengano acquisiti, nei quantitativi e nelle tipologie occorrenti, nei tempi giusti. La tecnica MRP fa uso delle distinte di materiali provenienti dalla progettazione, sia tradizionale, sia condotta con risorse CAD, e comporende anche le necessarie valutazioni economiche e ﬁnanziarie. Multimedia Multimedia Termine usato per sistemi o metodi che trasferiscono informazioni avvalendosi allo stesso tempo di più effetti sensoriali. L’integrazione tra testo e illustrazioni può essere considerato come il più semplice dei sistemi multimediali.

NC Numerical Control Controllo di macchina.)

Controllo numerico di macchina. (Vedi

NC Vedi Controllo numerico NCN Computer Numerical Control Controllo numerico di macchina assistito da calcolatore. (Vedi Controllo di macchina.) Nervatura Web, rib Elemento sottile di materiale inserito come rinforzo strutturale tra due caratteristiche geometriche dello stesso componente. Le nervature, come altre caratteristiche geometriche a dimensione prevalente, non si rappresentano sezionate anche quando fanno parte di una sezione che le tagli in senso longitudinale. Nervatura Rib Struttura di spessore sottile, impiegata per realizzare elemento di sostegno e irrigidimento strutturale. Fa parte di quelle caratteristiche geometriche (a una o due dimensioni prevalenti) che, secondo la normativa unificata, non si rappresentano sezionate anche quando fanno parte di una sezione che le tagli in senso longitudinale. Nesting, annidamento Nesting Termine che descrive il processo con cui si mettono insieme una serie di forme diverse da tagliare da un unico pezzo continuo, per esempio, stoffa per ricavarne le parti da cucire insieme per un abito, o parti di lamiera, per minimizzare gli sprechi. Nido di topo Rats nest Disegno che rappresenta le linee di collegamento tra tutti i componenti su di un circuito elettronico stampato. Una volta che tutti i componenti sono posizionati sulla piastra viene generato il nido di topo, usando la lista di connessione dei componenti. Questa procedura viene più volte iterata per raggiungere l’ottimizzazione della configurazione. Nodo Node Locazione singola nello spazio. Un nodo in una curva spline è usato per controllarne la locazione o la curvatura. Non gerarchico Nonhierarchical Si riferisce a una struttura nella quale gli elementi possono essere estratti in gruppi separati, senza che vi sia relazione o ordine tra gli elementi stessi. La definizione degli strati (layer) in un sistema CAD, per esempio, è definita come non gerarchica.

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direzione perpendicolare. Le normali vengono usate per valutare l’orientamento di una superficie rispetto alla sorgente di luce o al punto di osservazione. NURBS Nonuniform, Rational B-Spline Curva o superficie a forma libera che usa B-spline razionali definite in base a funzioni peso per ciascun punto della superficie. Poiché le NURBS possono anche descrivere con precisione superfici coniche esse hanno trovato largo impiego in applicazioni con altri tipi di modellatori 3-D.

Obliqua, direzione Oblique né perpendicolare al piano.

Direzione che non è né parallela,

Obliquo, spigolo, retta Oblique edge or line Spigolo di una faccia che non è parallelo a nessuno dei tre piani ortogonali principali. Le sue dimensioni risultano ridotte in tutte e tre le viste principali. Ombreggiatura Shading Tecnica di rendering che simula l’effetto della luce sulla superficie di un oggetto. La variazione dell’angolo con cui la luce incide sulla perficie determina la variabilità degli effetti di luce e ombra che caratterizzano la vista dell’oggetto. Ombreggiatura piatta Flat shading Metodo di rendering che uniformemente distribuisce il colore sulla superficie dell’oggetto. Si tratta del più semplice modo di ombreggiare una superficie poiché richiede solo un calcolo elementare. Operazione booleana Boolean operation Operazione che definisce la relazione tra due oggetti geometrici. Operazioni booleane tra nuove geometrie o geometrie già esistenti sono spesso impiegate per modificare oggetti in modellazione 3-D. Operazione euleriana Euler operations Operazione di basso livello impiegata impiegata per costruire modelli da primitive geometriche come vertici, spigoli, facce. La validità del modello è verificabile attraverso una formulazione matematica semplice elaborata da Leonhar Eulero (1707-1783) e successivamente riproposta da Jules Henry Poincarè (1854-1912). Origine Origin Punto d’intersezione degli assi X,Y e Z.

Padre-figlio Parent-child Espressione che definisce le relazioni tra caratteristiche geometriche in un modello. La feuture padre viene creata per prima e quella figlio rimane, sempre e in ogni caso, dipendente dalla prima in ogni sua definizione. Parabola Parabola Curva primitiva di una superficie a semplice curvatura definita come intersezione di un cono circolare retto con un piano che forma un angolo con l’asse del cono tale da incontrarne una sola delle due falde. Parallelepipedo Parallelepiped tangolo o un parallelogramma.

Prisma che ha per base un ret-

Non isometrico (piano o pinea) Nonisometric pine or plane Linea o piano che non è parallelo a uno degli assi principali isometrici o ai due assi adiacenti, rispettivamente. In un disegno isometrico tali entità sono generalmente più difﬁcili da disegnare di quelle isometriche.

Parallelismo Parallelism Controllo di orientamento nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. Il parallelismo è una condizione nella quale una superﬁcie, o un asse, è, in ogni punto, equidistante a un piano di riferimento o, rispettivamente, a un asse di riferimento. La distanza tra la caratteristica geometrica e il riferimento corrisponde al valore di tolleranza assegnato.

Normale Normal Termine che deﬁnisce una direzione perpendicolare a una superﬁcie piana, o un vettore che rappresenta una

Parallelogramma Parallelogram opposti sono paralleli.

Quadrilatero nel quale i lati

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Parametrico Parametric Termine usato per classificare curve il cui andamento è descritto da una funzione matematica piuttosto che da un insieme di coordinate. Il parametro della funzione varia da 0 a 1 nel definire tutte le coordinate dei punti lungo la curva. Particolare ingrandito Spot enlargements Ingrandimento circolare di una caratteristica geometrica in dettaglio, riportata sulla stesso foglio del disegno. Un tale artificio, attuato mediante un richiamo diretto, spesso si accompagna, oltre che all’ingrandimento della scala, anche al sezionamento della parte interessata. Passo Pitch Distanza tra punti omologhi di due filetti adiacenti in una filettatura. Il passo nelle filettature non metriche, si misura come numero di filetti per pollice. Passo circonferenziale Circular pitch Distanza, misurata sulla circonferenza primitiva, tra punti omologhi di denti adiacenti in una ruota dentata. Passo dell’elica, avanzamento Lead Termine usato nelle filettature per indicare la distanza lineare, coperta da un filetto, che compie un giro completo di 360°. Patch Vedi Superficie (porzione di). PCB Printed Circuit Board Piastra rigida, spesso realizzata in fibra di vetro, con spessore all’incirca di 1,5 mm, impiegata come supporto di componenti elettronici, il più delle volte come parte di un più ampio sistema. Questa piastra porta depositati i disegni dei circuiti, quasi sempre in rame, con speciali tecnologie di deposizione dei filamenti o di eliminazione, con mezzi chimici di tutto ciò che non occorre dopo ricopertura con un film sottile di conduttore. PDES Product Data Exchange using STEP Nuovo standard di scambio dati che raccoglie le informazioni complete relative al ciclo di vita del prodotto. Tali informazioni riguardano la forma, la progettazione, la fabbricazione, l’assicurazione qualità, la validazione sperimentale. Come si evince dall’acronimo, si tratta di uno Standard specificamente derivato da STEP. PDM Product Data Management Acronimo che letteralmente sta per “gestione dei dati di prodotto”, e che si riferisce alla gestione, mediante strumenti informatici, dell’intero ciclo di vita del prodotto. Il termine si riferisce sia al sistema singolo che supporta la gestione, sia alla rete usata per gestire le basi dati. PDM Product Data Management Definizione che viene riferita a ogni informazione digitalizzata che occorre per gestire l’intero ciclo di vita dei prodotti dell’industria manifatturiera. Il sistema PDM è il sistema informatico in rete utilizzato per gestire questa base dati. Percezione Perception Immagine che si forma nella mente come conoscenza dell’ambiente percepito dai sensi. Gli oggetti reali possono essere percepiti sia con la vista, sia con il tatto, mentre la rappresentazione grafica solo attraverso la vista. Periferica di uscita Output device Componenti periferiche Hardware, collegate al calcolatore, come monitor e stampanti che rendono possibili informazioni ai sensi umani. Perpendicolarità Perpendicularity Controllo di orientazione nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. È una condizione riferita a una superficie, a un piano o a un asse, rispettivamente perpendicolari a un piano di riferimento (datum) o a un asse di riferimento (datum). Perpendicolarità mutua Mutually perpendicular Condizione che viene riferita a più rette o piani posti a 90°, cioè ortogonali l’uno rispetto agli altri.

PERT Program Evaluation and Review Technique Metodo di pianificazione e controllo che mediante un diagramma evidenzia le relazioni di interdipendenza temporale che sussistono tra attività in un processo organizzativo di qualsiasi genere. Le relazioni di interdipendenza logica e temporale tra le attività che costituiscono l’intero programma vengono rappresentate come spigoli di un grafo planare. Il cammino critico su questo grafo, dal suo punto d’inizio a quello di fine, è rappresentato dal percorso che definisce il tempo totale di compimento del programma. Phong (tecnica di visualizzazione) Phong shading Metodo di rendering delle immagini che aggiusta uniformemente il livello di colore superficiale, in base alla relazione che sussiste tra la sorgente di luce e la normale calcolata lungo ogni spigolo del modello. Diversamente dal metodo di shading di Gourand, consente anche di rappresentare illuminazioni provenienti da una riflessione speculare. Piani perpendicolari Perpendicular planes Sono perpendicolari due piani che formano tra loro un angolo di 90°. Due piani, ciascuno dei quali contenga una retta perpendicolare a una retta dell’altro piano, sono anch’essi perpendicolari tra loro. Le rappresentazioni a più viste, di fatto, sono ottenute con immagini contenute in piani mutuamente perpendicolari. Pianificazione di processo Process planning Fase del processo di fabbricazione nel quale si individua il modo più conveniente per attuare la produzione del bene. Si individuano, per esempio quali parti occorre fabbricare e in quale sequenza. Piano Plane Regione dello spazio definita da almeno tre punti non coincidenti. Per le superfici piane, che non hanno curvatura, i punti sono definiti da due sole coordinate. Piano dell’immagine Image plane Piano immaginario sul quale viene proiettato l’oggetto nel metodo di rappresentazione mongiano. Esempi sono lo schermo del computer e il foglio di carta da disegno. Piano di profilo Profile plane Uno dei piani principali impiegato nelle proiezioni ortogonali, sia per la vista di destra, sia per quella di sinistra. Piano di proiezione Plane of projection Piano immaginario nello spazio, su cui viene proiettato l’oggetto. Può essere concepito nel sistema europeo, come uno schermo sul quale vengono proiettati i contorni dell’oggetto, e nel sistema americano come una lastra di vetro su cui vengono definite le forme dell’oggetto situato oltre lo schermo, dalla parte opposta dalla quale partono i raggi proiettanti. Piano di rappresentazione Pictorial plane Termine alternativo ed equivalente a quello di piano di proiezione, del piano cioè sul quale viene proiettato l’oggetto da rappresentare. Piano di riferimento Reference plane Un piano immaginario piazzato in una rappresentazione a più viste per facilitare la soluzione di problemi di geometria descrittiva. Piano di sezione Cutting plane Piano ideale nello spazio che definisce la divisione di un oggetto in due parti. Nella rappresentazione delle sezioni una delle due parti viene idealmente rimossa per evidenziare la morfologia interna della parte restante. Piano frontale Frontal plane Il piano principale nel sistema delle proiezioni ortogonali: esso viene utilizzato sia per la vista anteriore, sia per la vista posteriore dell’oggetto. Piano in vera dimensione True-size plane Piano parallelo al piano di proiezione e perpendicolare alla direzione di vista. Il piano viene visto come retta nel piano di proiezione ortogonale adiacente.

Glossario Piano orizzontale Horizontal plane Piano ortografico principale di proiezione, usato per rappresentare viste dall’alto e dal basso. Piano principale Principal plane Un piano che è visto in vera forma e grandezza in due delle sei viste principali e come spigolo nelle altre quattro viste. I tre piani principali sono quello frontale, quello di profilo e quello orizzontale. Piano verticale Vertical plane Piano parallelo al piano di proiezione verticale di profilo. Pianta generale Plan drawing Elaborazione grafica, spesso impiegata nella progettazione architettonica, civile e industriale, che comprende la rappresentazione di manufatti di grandi dimensioni. Si tratta di viste in pianta che oltre che descrivere la distribuzione sul terreno dei manufatti, risultano molto utili per pianificare i flussi di trasporto negli spazi costruiti e sul territorio. Pignone Pinion Il minore in dimensione dei due ingranaggi che costituiscono una coppia di ruote dentate, per la riduzione della velocità in una trasmissione di potenza. L’elemento di maggiore dimensione, di solito, viene definito ruota. Piramide Pyramid Solido geometrico costituito da una base poligonale e da una serie di facce laterali triangolari. Le facce triangolari che hanno tutte un punto in comune detto vertice, hanno un lato sull poligono di base e due lati in comune con altre facce contigue. Pixel Pixel Singolo punto sul sistema di visualizzazione, quale è, per esempio il monitor di un calcolatore. I pixel sono inquadrati in file orizzontali e verticali. Nel monitor a raggi catodici ogni pixel è un punto generato elettronicamente sullo schermo. Il pixel spesso è impiegato per rappresentare la minima unità di risoluzione di una elaborazione grafica. Planarità Flatness Controllo di forma nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. La planarità impone che tutti i punti di una superficie debbono giacere in un piano. La planarità può essere considerata analoga alla linearità di una retta. Plastica Plastics Materiale fatto di resine sintetiche o naturali che possono essere formate o lavorate. Le comuni materie plastiche industriali comprendono il polistirene, le resine acriliche, il policarbonato, l’ABS, il PVC, l’acetato, il nylon, il polipropilene, il polietilene, le resine epossidiche e le resine fenoliche. PLM Product Lifecycle Management Acronimo che sta per gestione dei dati che riguardano prodotto per l’intero ciclo di vita. Poliedro Polyhedron Solido geometrico delimitato da poligoni. Se i poligoni sono uguali e regolari, il poliedro si dice regolare. Poliedro regolare Regular polyhedra Solido, o modello delimitato da superfici, che ha per facce poligoni regolari. Poligono Polygon Figura geometrica piana delimitata da tratti di rette. Quando i tratti sono uguali tra loro e formano tra loro angoli tutti uguali, i poligoni sono definiti regolari. Poligono regolare uguali.

Regular polygon

Figura piana i cui lati sono

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zione per una feature, come, per esempio, il diametro o l’altezza totale. PPI Pure Primitive Instancing Tecnica di modellazione solida che si avvale di primitive solide già descritte e immagazzinate sul sistema. Precisione Accuracy Nella pratica delle misure rappresenta una caratteristica metrologica globale e sintetizza i due concetti di accuratezza e di ripetibilità che, in inglese, sono resi dal termine accuracy. Prigioniero Stud Elemento di collegamento meccanico costituito da una barra cilindrica filettata a una o a entrambe le estremità e avvitata in un foro filettato di un altro elemento. Primitiva Primitive Termine usato principalmente per descrivere la geometria fondamentale impiegata per la costruzione di un modello CAD 3-D. Le primitive sono in genere definite mediante parametri o mediante operazioni di scorrimento e rappresentano gli elementi solidi delle operazioni booleane. Principio d’inviluppo Envelope principle Termine usato nella fase di dimensionamento geometrico e nelle tolleranze per indicare quanto una caratteristica può scostarsi dalla forma, dall’orientamento o dalla posizione ideale a partire dalla condizione di massimo materiale. Prisma poligonale Polygonal prism Solido geometrico deliminato alle basi da due poligoni uguali, paralleli tra loro. Gli spigoli corrispondenti dei due poligoni di base sono connessi a formare una serie di parallelogrammi che costituiscono le facce del prisma poligonale. Procedura Procedural process Termine usato per descrivere il processo mediante il quale si costruisce il modello. Tale processo consiste in azioni, qual è, per esempio, quella di creare la faccia di un cubo seguendo ordinatamente il percorso di quattro spigoli. Processo di affinamento Refinement process Processo ripetitivo, (iterativo o ciclico) attuato per definire nei dettagli il progetto preliminare, ma anche per apportare modifiche se necessario e verificare se la soluzione progettuale è in grado di conseguire gli obiettivi prefissati. Il processo di affinamento viene condotto su modelli che consentono di visualizzare e analizzare il progetto. Disegni di migliore definizione e dettaglio sono impiegati nella fase di affinamento del processo di progettazione. Processo di fabbricazione Manufacturing process Complesso di attività finalizzate a programmare, trasformare, trattare e formare, a caldo e a freddo, tagliare, dimensionare e congiungere materiali grezzi per la produzione di beni. Processo di progettazione Design process Metodologia finalizzata a risolvere uno specifico problema tecnico nella pratica dell’Ingegneria. Il risultato di questo processo può essere un oggetto fisico, un prodotto virtuale on software. Nella generalità dei casi il processo di progettazione si basa sulla elaborazione grafica, condotta secondo gli standard previsti dalla normativa.

Porte logiche Logic gates Componenti elettronici che ricevono un segnale di ingresso ed emettono un segnale di uscita in base allo stato dell’ingresso e alla logica propria del circuito. Tipi di porte logiche sono AND, OR, NAND, NOR.

Processo produttivo Production process Insieme delle azioni programmate per trasformare materiali grezzi o semilavorati in un prodotto ﬁnito. Si parla, talvolta, con la stessa accezione, anche di processo di manifattura. Tuttavia il termine produzione è più generale, poiché include sia la manifattura del prodotto, sia anche quella delle strutture.

Posizione Position Controllo nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze. La posizione deﬁnisce la zona totale di speciﬁca-

Profilo Profile Controllo di forma per il dimensionamento geometrico e per le tolleranze. Il profilo è il contorno della caratteristica

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proiettato sul piano di rappresentazione e, di norma, è costituito da una combinazione contigua di linee, di archi e di altre curve. La parte del profilo che deve risultare in tolleranza, risponde, per esempio, a requisiti di rettilineità, di circolarità, di parallelismo ecc. Profondità, spessore Dept Una delle tre dimensioni principali di un oggetto, spesso associata all’asse Z nei modelli CAD 3-D. Nella rappresentazione Mongiana essa è riscontrabile sulla vista principale e su quella laterale o di profilo. Nelle lavorazioni per asportazione di truciolo essa può anche indicare la particolare dimensione di una lavorazione, come la dimensione tra cresta e gola del filetto di una vite o la profondità di un foro trapanato. Progettazione assistita dal calcolatore Vedi CAD.

Computer Aided Design

Progettazione del prodotto Product design Termine riferito all’ambito industriale che include tutte le complesse attività di analisi funzionale, di analisi del mercato, di produzione, di vendita e di servizi al cliente. Gli obiettivi di questa fondamentale funzione aziendale sono quelli di soddisfare i bisogni del cliente, di produrre economicamente il prodotto, far sì che esso sia sicuro per il consumatore e per l’ambiente e che assicuri anche il giusto profitto industriale. Progettazione funzionale Functional design Progettazione ispirata fondamentalmente da considerazioni d’impiego dell’oggetto. La progettazione o analisi funzionale è volta a verificare se il progetto rappresenta una valida risposta a ciò che è stato stabilito nella fase di ideazione concettuale. Le considerazioni di carattere estetico sono spesso considerate una conseguenza della validità funzionale. Proiezione assonometrica Axonometric projection Tecnica di proiezione parallela usata per creare viste pittoriche di oggetti ottenuta ruotando l’oggetto intorno a un asse relativo al piano di proiezione. Proiezione dimetrica Dimetric projection Rappresentazione assonometrica tridimensionale nella quale due degli assi formano angoli uguali con il piano di proiezione e due dei tre angoli che gli assi formano tra loro sono uguali o maggiori di 90°. Proiezione obliqua Oblique projection Forma di proiezione parallela impiegata per realizzare viste illustrative. Essa si realizza con raggi proiettanti paralleli tra loro ma che formano uno angolo diverso da 90° rispetto al piano di proiezione. La proiezione obliqua, di norma, prevede che la faccia più significativa dell’oggetto venga posizionata parallela al piano frontale. Proiezione ortografiche Orthographic projection Metodo di proiezione che con raggi paralleli crea immagini 2-D di oggetti o di strutture 3-D sul piano di rappresentazione ortogonale alla direzione di vista. Le proiezioni ortografiche possono produrre disegni illustrativi, come nelle proiezioni isometriche o oblique, che mostrano le tre dimensioni di un oggetto, o disegni a più viste che mostrano solo due dimensioni dell’oggetto in ciascuna delle viste singole. Proiezione parallela Parallel projection Tecnica di proiezione in cui tutti i raggi proiettanti sono sempre paralleli, eliminando ogni convergenza. Tutti i principali metodi di proiezione, tranne che quello prospettico, usano proiezioni parallele. Proiezione prospettica Perspective projection Tecnica di proiezione in cui alcuni o tutti i raggi proiettanti convergono in un punto predefinito. È il metodo di rappresentazione che meglio emula il modo con cui l’occhio umano percepisce gli oggetti reali.

Proiezione trimetrica Trimetric projection Proiezione assonometrica in cui le distanze lungo i tre assi vengono misurate con scale diverse e i tre angoli che gli assi formano tra loro sono disuguali. La proiezione trimetrica, pur essendo la più difficoltosa da eseguire, è anche la più piacevole all’occhio, poiché riproduce il più realistico modo di posizionare oggetti nello spazio. Proporzione Proportion Relazione comparativa, o rapporto, trale dimensioni delle caratteristiche geometriche di un oggetto. Proprietà di massa (analisi delle) Mass properties analysis Tecniche analitiche relative alle proprietà geometriche degli oggetti. Tipici calcoli delle proprietà di massa sono relativi alla massa, alla posizione del baricentro, e ai momenti d’inerzia. Per applicare queste tecniche occorre che sia il volume, sia la densità all’interno di esso, siano definiti in modo non ambiguo. Prospettiva nell’aria Aerial perspective Ciò che viene percepito degli oggetti più lontani in una vista prospettica, quando l’atmosfera attenua il segnale luminoso. Prototipazione Prototyping Termine usato per descrivere processi che realizzano modelli fisici di soluzioni progettuali. Sempre più diffusamente la prototipazione è sviluppata utilizzando la base dati grafica associata al modello CAD 3-D. Per la sua efficacia e rapidità di realizzazione spesso si parla di “prototipazione rapida”. Prototipazione rapida Rapid prototyping Termine con il quale si indicano i numerosi e diversificati metodi con i quali, è possibile produrre un modello solido, usando direttamente una base dati CAD 3-D. I materiali impiegati per la produzione del modello sono svariati: polimeri, carta, polveri metalliche, fino alla farina di mais delle stampanti 3-D che viene resa solida dall’adduzione di collante. Prototipo fisico Physical prototype Modello fisico di un oggetto progettato. I modelli fisici vengono allestiti per la validazione e la sperimentazione sul prodotto, prima che ne venga avviata la produzione a regime. Sempre più, oggi si tende a sostituire il prototipo fisico con il prototipo digitale, elaborato mediante tecniche CAD, in ogni valutazione di tipo prestazionale. Protrusione Protrusion Modalità di generazione di un modello solido o una sua parte mediante aggiunta di materiale “spinto in avanti”. In medicina significa “anormale sporgenza di un organo”. Punti di controllo Control points Punti impiegati per la definizione di curve spline. Questi punti, in realtà, non appartengono proprio alle curve, ma la correlazione che esiste tra punti di controllo e punti della curva determina la forma stessa della curva. Punto Point Locazione singolare nello spazio solitamente definita mediante i valori di tre coordinate X, Y, Z. Punto di fuga Vanishing point Punto immaginario, in un disegno in prospettiva o in uno schizzo, spesso situato sulla linea dell’orizzonte, dove convergono tutte le linee di proiezione. Punto di riferimento Reference point Punto rispetto al quale viene effettuata una misura o una comparazione. Viene anche definito punto di origine della misura. Punto di traccia Piecing point Punto nel quale si verifica l’intersezione tra un piano e una retta. Punto di vista Station point Punto di vista dell’osservatore in un disegno in prospettiva. La posizione del punto di vista dell’osservatore e quella della linea dell’orizzonte determinano il tipo di punto di vista (prospettiva a volo d’uccello, vista dall’occhio umano ecc.).

Glossario Punto di vista Point view La direzione di vista di una linea o un asse che proietta come punto singolo sul piano di proiezione. Cioè la direzione di vista in una proiezione parallela è parallela alla linea o asse. Punto di vista Ground’s eye view In un sistema prospettico è il punto da cui si guarda l’oggetto. Da questo punto di vista la linea dell’orizzonte rappresenta il riferimento della linea di terra dell’oggetto. Punto di vista dell’osservatore Human’s eye view In una vista prospettica è il punto di vista da cui si guarda, leggermente sotto, l’oggetto. Da questo punto di vista la linea di terra è situata all’incirca a 1,80 m al di sotto della linea dell’orizzonte. Punto focale Focus point Punto dove convergono i raggi riflessi da una superficie parabolica o iperbolica. Il punto focale viene considerato sia nel fenomeno fisico della riflessione dei raggi luminosi da parte di uno specchio, sia nell’astrazione geometrica per la definizione del cammino che essi compiono. Punto medio Midpoint Locazione posta alla stessa distanza da due locazioni particolari. Se si tratta di un segmento di retta il suo punto medio divide il segmento a metà.

QFD Quality function Deployment Metodo utilizzato per assicurare la qualità dei nuovi prodotti fin dalle fasi di progettazione e di sviluppo. Quadrilatero Quadrilateral Poligono a quattro lati, di forma qualsiasi. La somma degli angoli interni è sempre uguale a 360°. I quadrilateri vengono classificati in base alle caratteristiche dei lati. Quando i lati opposti sono paralleli tra loro il quadrilatero è un parallelogramma. Qualità Quality La capacità di un prodotto o di un servizio che in modo consistente incontra o supera i bisogni o le aspettative dell’utente. La qualità include le prestazioni, le caratteristiche speciali, l’affidabilità, la durabilità e il servizio dopo la vendita. Qualitativo Qualitative Aggettivazione assegnata a dati come metodo per etichettarli e identificarli. I dati qualitativi sono classificati in nominali e ordinali. Quantitativo Quantitative Un tipo di dati a cui si attribuisce valore numerico. I dati quantitativi sono ulteriormente classificati per numero di componenti e per la scala di valori usata (scalare, vettoriale, tensoriale). Quartabuono, linea di Quartabuono Miter line Particolare linea di costruzione usata per mostrare la profondità di un oggetto rappresentato in vista principale e laterale in una rappresentazione mongiana o a più viste. La linea di cui si tratta viene tracciata con angolo di 45° e viene impiegata come intersezione per le linee che provengono dalla vista laterale e da quella principale o frontale. Quota Dimension Grandezza fisica di un oggetto. Il numero delle quote necessarie per descrivere un oggetto può essere pari a una se si tratta di un oggetto lineare, a due se si tratta di un oggetto 2D contenuto in un piano, a tre se l’oggetto è tridimensionale (3-D). Quota di base Basic dimension L’esatta misura teorica relativa alla localizzazione di una caratteristica geometrica che viene impiegata nella definizione delle tolleranze. Il valore numerico della quota viene riquadrato e per questo si parla anche di quota riquadrata.

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Quota di riferimento Reference dimension Valore numerico di una dimensione, riportato in parentesi sul disegno, che non costituisce informazione diretta per la lavorazione dell’elemento costruttivo. La quota di riferimento è grandezza desunta da una calcolo che serve unicamente per indicare la dimensione di una parte. Quota esatta Basic size La misura della dimensione teorica usata come punto di partenza per l’applicazione delle tolleranze. Quota geometrica Geometric dimension Quota che speciﬁca la dimensione e la posizione di una caratteristica geometrica, così come altre proprietà, come forma e orientamento. Il GD&T, combinato con metodi statistici di controllo, costituisce la fondamentale base di conoscenza per un approccio “robusto” al controllo di qualità delle parti lavorate. Quotatura a coordinate Coordinate dimensioning Tecnica in cui tutte le dimensioni sono calcolate assumendo come riferimento coordinate cartesiane con origine in un punto particolare scelto sulla superﬁcie dell’elemento, in modo che esso rappresenti un datum. Quotatura unidirezionale Unidirectional dimensioning Modalità di quotatura (prevista sia dalla norme ISO, sia da quelle ANSI) in cui le dimensioni e le note di testo sono posizionate in modo da essere lette dal basso del disegno, relativamente al formato adoperato.

Raccordo Round Un raccordo è una caratteristica geometrica esterna che raccorda due superfici in elementi costruttivi ottenuti per fusione o per deformazione a caldo o a freddo. Si indica sui disegni tecnici come un piccolo arco di cerchio. Radice Root Termine usato nei collegamenti filettati per indicare il fondo della filettatura praticata all’esterno di un elemento cilindrico. Radiosità Radiosity Tecnica di rendering, basata su princìpi termici, per la conservazione dell’energia luminosa in un ambiente chiuso. La tecnica di cui si tratta considera che ogni superficie è in grado sia di emettere, sia di assorbire energia luminosa. Il rapporto con cui l’energia luminosa impatta con una superficie è la radiosità, come conseguenza dell’energia ricevuta, assorbita e quindi trasmessa. Raggio Spoke Elemento strutturale radiale, resistente a trazione inserito tra mozzo e cerchione nelle ruote. I raggi, come altre caratteristiche geometriche a dimensione prevalente, non si rappresentano sezionate anche quando fanno parte di una sezione che le tagli in senso longitudinale. Raggio Ray Entità di lunghezza indefinita, senza profondità e larghezza, che si estende all’infinito da uno specifico punto. Nella grafica computazionale il termine raggio è comunemente usato per indicare il cammino percorso dalla luce. Rapporto tecnico Tecnical report Documento tecnico, contenente calcoli e grafici, che dettaglia il processo di progettazione. A seconda dello stato di avanzamento del processo di progettazione, si hanno rapporti preliminari, rapporti di revisione e rapporti finali che contengono tutti i dettagli poiché vengono redatti alla fine del processo di progettazione. Rappresentazione per elementi di contorno (B-rep) Boundary representation Metodo molto diffuso per la rappresentazione 3-D di oggetti in ambiente CAD. Questo metodo, attraverso opportune

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strutture di dati, descrive le caratteristiche geometriche e topologiche della superficie del modello. Esso definisce completamente la superficie esterna dell’oggetto ma non ne esplicita la parte interna.

condivisa tra le viste del disegno. Può anche essere descritta come la linea che lega tra loro le immagini proiettate sulle sei pareti del cubo assunto come riferimento nelle proiezioni ortogonali.

Rappresentazione per punti Scatter plot Tecnica di visualizzazione per presentare valori discreti con punti nello spazio 2-D o 3-D. Linee o superﬁci di regressione spesso accompagnano tali rappresentazioni per evidenziare meglio le fenomenologie di cui si tratta.

Retta di riferimento Leader line Linea continua, di spessore sottile, che indica la caratteristica geometrica, alla quale una dimensione, una nota o un simbolo vengono associati. La linea di cui si tratta termina a una estremità con una freccia che tocca la parte o la caratteristica a cui si riferisce.

Rappresentazione per sezionamento a strati Serial slices Tecnica di visualizzazione basata sul sezionamento. Un oggetto 3-D viene ridotto a una serie di immagini 2-D a distanza minima tra loro. Lo spessore dello strato rappresenta il valore discretizzato con cui viene approssimata la terza dimensione. La tecnica è molto usata nella diagnostica per immagini in campo medico.

Retta, linea retta Straight line

RE Reverse Engineering Procedimento che si basa sull’impiego di modelli già realizzati per analizzarne e rivelarne, a ritroso, il ciclo di progettazione. (Vedi Ingegneria inversa.) Realtà virtuale Virtual Reality (VR) Termine di generale impiego che descrive l’ambiente artificiale nel quale è possibile trasferire alcune o tutte le facoltà sensoriali dell’uomo. Il termine “presenza” viene spesso usato per descrivere la sensazione di immersione nell’ambiente virtuale. È evidente che l’impiego della VR rappresenta una formidabile ausilio nella progettazione di prodotti complessi per i quali, con grande fedeltà, può rendere possibile ogni forma di sperimentazione come prove meccaniche, accessibilità, estetica, ergonomia, montabilità e smontabilità. Recupero di fase Phase unwrapping Processo attraverso il quale il valore assoluto della fase di una funzione continua, che si estende oltre un unico periodo, viene recuperato. Regola n. 1 Rule 1 Questa regola rappresenta il principio fondamentale del dimensionamento geometrico e delle tolleranze, specificamente nel sistema ANSI. Esso stabilisce che se viene assegnata soltanto una tolleranza dimensionale, il limite dimensionale di una singola caratteristica definisce l’ampiezza in cui sono contenute sia le imprecisioni di forma, sia quelle dimensionali. Rendering del volume Volume rendering Tecnica di visualizzazione che impiega tre variabili indipendenti associate alle tre dimensioni geometriche. Ciascun dato relativo al valore di una variabile dipendente è rappresentato da un’unità 3-D di volume chiamata voxel, tipicamente codificata con un colore. Rendering di linee Line rendering Tecnica usata nella documentazione tecnica per incrementare realismo e leggibilità di disegni pittorici, alterando, per rinforzo, la qualità dei tratti. Lo spessore delle linee e la posizione delle interruzioni vengono alterate per marcare la differenza tra le caratteristiche geometriche o tra le parti in un disegno complessivo. Si tratta di una tecnica assai diffusa, che può essere attuata con i normali strumenti da disegno o con sistemi CAD, per di più le elaborazioni cosi ottenute sono facilmente riproducibili. Rendering di superficie Area rendering Tecnica di visualizzazione nella quale a ogni pixel dello spazio 2-D viene assegnato un determinato valore. Reprografia Reprographics Immagazzinare, richiamare, copiare elaborazioni grafiche per usi tecnici. Si tratta spesso di una servizio offerto alle aziende da ditte specializzate. Retta di richiamo Fold line Elemento geometrico basilare della geometria descrittiva, è la retta normale alle linee di proiezione ed è

Vedi Linea.

Riconoscimento di forma Pattern recognition Studio che consente di elaborare un modello partendo da un’immagine. Riferimento Datum Entità geometrica elementare, punto, asse, o piano, usata come riferimento per il dimensionamento. Il riferimento o datum stabilisce l’origine rispetto a cui vengono fissati la locazione e l’orientamento delle caratteristiche geometriche delle parti. Riflessione speculare Specular reflection Riflessione di una luce da parte di una superficie con lo stesso angolo con cui la luce incide su di essa. Un specchio perfetto riflette in tal modo il cento per cento della luce incidente. Al fenomeno della riflessione speculare sono dovuti gli effetti d’illuminamento degli oggetti e dei modelli di cui si effettua il rendering. Rigonfiamento Swelling Fenomeno di rigonfiamento che si verifica durante la polimerizzazione e che nei processi di RP produce alterazione di geometria nel modello. Rimozione delle superfici (che non sono in vista) Backface culling È la fase di pre-processing, nel rendering che, rimuovendo tutte le superfici non in vista del modello, rende più snella l’elaborazione grafica. Rimozione di superfici nascoste Hidden surface removal Processo di visualizzazione grafica in cui vengono rimosse entità grafiche non sono in vista nella rappresentazione. La rimozione è ottenuta mediante calcoli che riguardano le relazioni tra spigoli e superfici nel senso della profondità. Riquadro delle iscrizioni (o cartiglio) Title block Zona del foglio per disegno tecnico graficamente strutturata e predisposta per contenere le informazioni relative alla identificazione, interpretazione e gestione del disegno. Riquadro di riferimento Datum reference frame Termine usato nel dimensionamento geometrico e nelle tolleranze per indicare la struttura di riferimento usata per stabilire la localizzazione e l’orientamento di caratteristiche geometriche di parti. La struttura consiste di tre piani ortogonali tra loro che generalmente coincidono con i piani principali di proiezione in sistema mongiano di rappresentazione o con le coordinate globali in un sistema CAD di modellazione solida. Per le finalità del controllo occorre che una superficie fisica corrisponda a uno dei piani del riferimento. Riquadro per il controllo della caratteristica di forma Feature control frame Rettangolo previsto dalla normativa contenente informazioni sul dimensionamento e sulle tolleranze, impiegato per la produzione e per il controllo, che completa il disegno costruttivo delle parti. Rivetto Rivet Elemento di collegamento meccanico permanente, realizzato in metallo dolce e provvisto in genere di testa. Viene collocato in posizione e deformato in permanenza dalla parte opposta alla testa.

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Rivoluzione Revolution Rotazione di un punto, di una linea, di un piano o di un intero oggetto intorno a un asse parallelo al piano di proiezione.

Scala, rapporto di Ratio scale Scala che ammette un naturale punto di zero, ma è indipendente dalla particolare unità che viene usata.

Robot Robot Sistema controllato da calcolatore impiegato per molteplici scopi nei processi di fabbricazione, come, per esempio, per effettuare montaggi, per saldare o verniciare.

Scambio dati diretto Direct data exchange Metodo di scambio dati tra sistemi CAD, quando il formato CAD in cui il disegno è stato prodotto (formato nativo) viene direttamente convertito in un altro formato CAD senza passaggi intermedi, usando un traduttore diretto.

Rondella Washer Elemento circolare forato di materiale usato nei collegamenti meccanici per migliorare la superﬁcie di assemblaggio, ripartire il carico e sostenere il dado durante il serraggio. Le rondelle si distinguono per diametro interno, diametro esterno, spessore, tipo e nome. Rotondità Roundness

Vedi Circolarità.

RP Rapid Prototyping Prototipazione rapida. Metodo di produzione di modelli ﬁsici ottenuto, con processo diretto, per adduzione di materiale. (Vedi Prototipazione rapida.) RT Rapid Tooling Lavorazione rapida per asportazione di truciolo. Si individuano, con questa sigla, i processi di lavorazione in cui un modello digitalizzato è immediatamente utilizzato per la lavorazione alla macchina utensile a NC. Rulletta Roulette Curva generata da un punto appartenente a una curva o a una retta che rotola, senza strisciare, su di un’altra curva o retta. Ogni punto dell’elemento che rotola descrive una rulletta. Il punto che si muove si deﬁnisce generatore. La costruzione della rulletta può essere fatta per punti facendo assumere alla curva o retta che rotola una serie successiva di posizioni e unendo le posizioni successine del punto generatore. Ruota dentata, ingranaggio Gear Ruota dentata impiegata per trasmettere potenza meccanica in meccanismi, in prevalenza da un albero rotante a un altro. Nei cambi di velocità le ruote cambiano posizione, senso del moto e velocità. Altre tipologie d’ingranaggi attuano funzioni cinematiche diverse. per esempio, trasformano il moto rotatorio in moto alternativo.

Saldatura Welding Processo di giunzione tra parti eseguito mediante apporto di materiale fuso. Può riguardare i metalli ma anche i materiali plastici. Lo stato di fusione può essere ottenuto con apporto di calore, mediante reazione chimica o esercitando pressione, percussione o attrito, con o senza preventivo riscaldamento. Saldatura tridimensionale, 3DW Three dimensional welding Sistema di saldatura ad arco, guidato da un robot, che deposita il materiale fuso su una piattaforma generando così un modello grezzo che occorre rafﬁnare con altra lavorazione. Saturazione di colore Saturation Qualità del colore percepita come rapporto tra la lunghezza d’onda del colore principale e tutte le altre lunghezze d’onda dei colori presenti. Alti rapporti di saturazione caratterizzano tinte vive, mentre bassi rapporti tendono al grigio. Scala Scale Metodo di misurazione che permette di rilevare le distanze sul disegno tecnico. La scala può essere riferita sia allo strumento di misura adoperato, sia al rapporto numerico che esiste tra le dimensioni che caratterizzano l’oggetto reale e quelle che vengono usate per la sua rappresentazione. Scala assoluta Absolute scale Scala della quale sono deﬁniti sia l’origine, sia l’unità di misura. (Per esempio, scala kelvin per le temperature.)

Scambio dati indiretto Indirect data exchange Metodo per trasferire dati da un sistema CAD a un altro mediante un formato neutro intermedio. Ne sono esempi i formati IGES, STEP e DXF. Scanner Scanner Periferica d’ingresso del calcolatore che permette di catturare informazioni riportate su supporto cartaceo per restituirle in forma di immagini costituite da bit (immagini rasterizzate). Uno scanner di questo tipo, oltre che recuperare immagini di ogni genere, consente di trasformare un disegno eseguito con metodi tradizionali in un elaborato CAD. Si vanno diffondendo anche scanner 3-D che con metodi ottici, senza alcun contatto, permettono di catturare e ricostruire immagini di oggetti tridimensionali mediante acquisizione con nuvole di punti e loro successiva rielaborazione. Schema logico Schematic or logic drawing Disegno schematico usato spesso per la rappresentazione di relazioni logiche e funzionali tra componenti elettronici assemblati, sia che essi costituiscano un circuito, sia che si tratti di un’apparecchiatura completa. Lo schema rappresenta le logiche di collegamento, il flusso dei segnali e le funzioni di controllo, ma non necessariamente le relazioni spaziali tra i componenti nell’insieme finale. Simboli speciali vengono impiegati per caratterizzare i diversi componenti elettronici che fanno parte dello schema di montaggio. Schermo stereoscopico Stereoscopic display Schermo di un calcolatore che realizza un parziale effetto stereoscopico mediante la diversificazione delle immagini percepite dall’occhio destro e dall’occhio sinistro. Il computer, infatti, invia agli occhi dell’utente due diverse immagini che mediante appositi sistemi di visione (occhiali, casco ecc.) realizzano l’effetto stereoscopico. Schizzi ideativi Ideation drawings or skecches Disegni a mano libera o altre forme di elaborazione grafica condotte nella fase iniziale del processo di progettazione per valutare rapidamente la validità di un’idea. Spesso approssimativi e incompleti, non seguono le norme unificate della rappresentazione. Schizzo di documentazione Document skecch Schizzo quotato, eseguito spesso nel rispetto della normativa, che si esegue per esigenze di sviluppo del progetto e che viene anche allegato alla documentazione. Schizzo di profilo Profile skecch Tipicamente, è una serie chiusa di linee, tracciate nel piano di lavoro, come parte del processo di definizione delle caratteristiche geometriche nella modellazione 3-D. Schizzo tecnico Tecnical skecch Schizzo che rappresenta solo alcune caratteristiche di un oggetto costruttivo o di una struttura. Sono parte integrante del processo di sviluppo di un progetto e vengono elaborati per consentire chiarimenti e prospettare soluzioni nei disegni tecnici. Hanno molto rilievo nelle fasi iniziali della progettazione. Scienza della visione Visual science Lo studio delle applicazioni tecniche e visive della grafica. A questo ambito appartengono

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le arti graﬁche per la stampa, i mezzi di comunicazione visiva, la progettazione per immagini e le applicazioni tecniche e artistiche del disegno.

Sezione di montaggio Assembly section Vista in sezione delle parti assemblate. Le campiture diverse evidenziano le differenti parti e i materiali di cui esse sono costituiti.

Scorrimento Sweeping Operazione di modellazione geometrica 3-D in cui un poligono chiuso, definito profilo, viene disegnato su un piano di lavoro U-V e quindi viene traslato lungo un determinato cammino. Il metodo di cui si tratta viene attuato proceduralmente in istruzioni che riguardano la direzione e la distanza a cui viene portato il profilo per creare il solido.

Sezione in vicinanza Removed section Sezione che non è allineata nel disegno secondo la normativa uniﬁcata. Viene impiegata spesso per mostrare una serie di sezioni, praticate con piani paralleli, posizionate fuori dallo schema o con scala diversa. Sezione intera Full section Vista in sezione ottenuta con un piano che attraversa tutto l’oggetto, dividendolo in due parti.

Scostamenti dimensionali in più e in meno Plus and minus dimensioning Speciﬁcazione nelle tolleranze che deﬁnisce la posizione possibile e la variazione dalla dimensione nominale, al di sopra e al di sotto della linea dello zero. Tali scostamenti possono essere simmetrici o no.

Sezione locale Broken-out section Vista in sezione, ottenuta asportando una parte secondo una superﬁcie di frattura arbitraria. S’impiega, particolarmente, per rendere visibili caratteristiche geometriche interne di elementi che di norma non vengono sezionati.

Scostamento fondamentale Fundamental deviation Misura di tolleranza usata per descrivere la distanza minima di una posizione di tolleranza dalla linea dello zero.

Sezione per piani paralleli Offset section Vista in sezione intera ottenuta con più piani di sezione paralleli ma non complanari. Questa tecnica viene usata per evidenziare nella sezione singolarità di forma che non giacciono nello stesso piano.

Scostamento inferiore Lower deviation Termine che s’impiega nelle tolleranze per indicare la differenza tra la dimensione minima e la dimensione nominale. Scostamento superiore Upper deviation Termine impiegato nelle tolleranze dimensionali per indicare la differenza tra la massima dimensione limite e la dimensione nominale. SDM Shape Deposition Manufacturing Sistema di RP che prevede la deposizione con spruzzo di materiale strato per strato e successiva eliminazione del materiale superfluo con macchine a NC. Seconda vista ausiliaria Second auxiliary view Vista ausiliaria ottenuta mediante proiezione dalla vista principale. Viene per lo più impiegata per evidenziare superfici oblique nella loro vera forma e grandezza. Semispazio Half-space Confine matematicamente definito tra due regioni. Il termine è usato nella tecnica di rappresentazione CGS per definire la separazione tra il solido e il vuoto che lo circonda. Le primitive geometriche nei modellatori CGS sono definite come gruppi di semispazi. Sequenza di comandi Command history Lista di comandi impartiti dall’utente a un sistema CAD con i valori degli specifici parametri. Essa può essere impiegata come “script” per replicare la sequenza dei comandi oppure per individuare errori. Servizio di assistenza Servicing Servizio organizzato che supporta le attività d’installazione, d’istruzione, di manutenzione e di riparazione di prodotti e strutture per il consumatore. Particolare importanza vanno sempre più assumendo gli elaborati grafici compresi nei manuali tecnici che le aziende produttrici forniscono per queste attività al proprio personale o agli utenti. Sezione a metà Half section Vista in sezione ottenuta con un piano di sezione che taglia la metà di un oggetto. Come risultato si ottiene mezza vista in sezione.

Sezione ribaltata Revolved section Una vista in sezione ottenuta ribaltando la sezione retta di una parte di 90°, piazzandola sulla vista della parte. SF Spatial Forming Sistema di RP ancora sperimentale, in cui il negativo dello strato viene stampato su supporto ceramico con inchiostro ceramico pigmentato. SFP Solid Foil Polymerization Sistema di RP in cui il modello è realizzato mediante l’impiego di lamine già parzialmente polimerizzate che, sotto l’effetto dei raggi UV, completano il processo di polimerizzazione, unendosi agli strati adiacenti. SGC Solid Ground Curing Sistema RP basato sulla polimerizzazione con lampada UV alla quale è applicata una maschera con la forma dello strato in fase di deposizione. Shading di Gourand Gourand Shading È un metodo di rendering grafico che aggiusta in modo uniforme i colori superficiali, basandosi sulla relazione tra la sorgente di luce e le normali condotte a ciascun vertice del modello. Viene anche definito “shading morbido” poiché le normali ai vertici consentono l’interpolazione dei valori di shading mediante la molteplicità dei poligoni che costituiscono, mediante la molteplicità di facce, una superficie curva. Simbolo del diametro Diameter symbol Il simbolo Ø, corrispondente alla lettera fi dell’alfabeto greco, che, secondo la normativa, precede la misura del diametro. Viene apposto quando sulla vista non è evidente la forma circolare o cilindrica. Simbolo del raggio Radius symbol Simbolo (lettera maiuscola R) che precede il valore numerico associato nella quotatura al raggio di una arco di circonferenza. Simmetrico Symmetrical Proprietà in cui a ogni caratteristica geometrica situata rispetto a un punto, a una retta o a un piano, ne corrisponde un’altra, identica alla prima, dalla parte opposta. Tali caratteristiche formano, quindi, immagini perfettamente speculari.

Sezione allineata Aligned section Vista in sezione creata inclinando il piano di sezione in modo che esso passi attraverso una caratteristica in posizione angolata. La sezione che ne consegue non appare in proiezione vera, ma fornisce la migliore rappresentazione della caratteristica di forma che si vuole evidenziare.

Simulazione al computer Computer simulation La simulazione è la realizzazione di un preciso modello di una situazione complessa che considera anche la variabile temporale; essa riproduce una situazione reale con precisione.

Sezione ausiliaria Auxiliary section Disegno in sezione ricavato da una vista ausiliaria, distinta da quelle previste dalla normativa uniﬁcata delle proiezioni ortogonali.

Sistema System Disposizione ordinata di parti che vengono organizzate insieme per il medesimo scopo o funzione. Ne possono essere esempio i sistemi di assemblaggio in un’ofﬁcina, il sistema di

Glossario condizionamento climatico di un edificio, l’impianto elettrico di un mezzo di trasporto. Sistema di coordinate cartesiane Cartesian coordinate system Sistema di coordinate comunemente impiegato nelle applicazioni matematiche e geometriche per individuare la posizione di una geometria nello spazio. Sistema di coordinate di schermo Screen coordinate system Sistema di coordinate usato per riportare sul monitor grafici creati dal software di un calcolatore. Il sistema di coordinate ha spesso origine nell’angolo il alto a sinistra dello schermo con le unità di misura in pixel. Sistema di ingresso Input system Nei sistemi CAD è costituito in genere dall’interfaccia utente e dai suoi comandi Sistema di uscita Output system Nei sistemi CAD è la parte che visualizza i risultati del lavoro in forma grafica. Sistema operativo Operating system Software mediante il quale si controllano le funzioni basilari di un calcolatore, come, per esempio, la lettura e la scrittura dei file sul disco e lo scambio di comunicazioni con la stampante. I più diffusi sistemi operativi comprendono UNIX, MS-DOS e Macintosh OS. Sistemi senza contatto Vision systems, contactless systems Sistemi ottici che eseguono misure o acquisiscono punti per ricostruzione di forma nel RE, senza interferire fisicamente con il modello. SLA Stereolithografy Apparatus Primo sistema di RP, inventato da C. Hull, basato sulla polimerizzazione selettiva, tramite raggio laser, di resine fotosensibili. SLS Selective Laser Sintering Sistema di RP che utilizza polveri finissime di vari materiali, anche metalli, che fonde sotto l’azione di un laser per costruire il modello a strati. Smusso Chamfer Geometria creata dall’asportazione di materiale sull’intersezione di due piani o di un cilindro e un piano per evitare la presenza dello spigolo vivo. Lo smusso si pratica sia per evitare lo spigolo tagliente, sia per facilitare l’imbocco nel montaggio tra due parti. Lo smusso si quota con l’angolo e con la lunghezza che lo caretterizzano.

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Sottoinsieme Subassembly Insieme di parti connesse tra loro che fanno parte di un insieme funzionale. Spesso si tratta di una meccanismo completo, fine a se stesso che però è inserito nel funzionamento generale di un gruppo più ampio che costituisce l’insieme completo. Sottovincolato, ipovincolato Underconstrained Definizione usata nella modellazione 3-D per indicare che le relazioni che definiscono la collocazione degli elementi geometrici di un modello o di una caratteristica non è definita in modo univoco. Spazio dei dati Data region La zona in una visualizzazione dove sono rappresentati i dati effettivi. In un grafico, per esempio, tale spazio può essere compreso tra due assi. Spazio di raggiungibilità Reach envelope Volume dello spazio che rappresenta tutte le possibili locazioni che l’arto di un operatore umano può raggiungere. È una definizione che occorre considerare nello studio ergonomico di tutte le postazioni di lavoro, dove occorre azionare comandi, per esempio quelle dei calcolatori, i posti di guida dei mezzi di trasporto e quelli delle macchine operatrici in generale. Specchio Mirror Termine impiegato nel sistema CAD per duplicare elementi geometrici intorno a un asse o a un piano in modo che essi risultino duplicati ma invertiti, come se si vedessero in uno specchio. Specifiche Specifications La precisa descrizione delle proprietà di un oggetto o di un progetto, per esempio, le specifiche di un motore possono riguardare la sua massa o le sue dimensioni. Le specifiche possono riguardare anche un processo. Spettro visibile (dello schermo) Gamut Range di colori che può essere assunto da ogni singolo pixel dello schermo di un computer. Questo intervallo è abbastanza ampio rispetto a quello che può essere percepito dall’occhio umano e viene determinato dalle caratteristiche hardware e software del computer. Spigolo Edge Intersezione o contorno di due superfici non in tangenza. Uno spigolo nel disegno tecnico viene rappresentato da una linea. Nel rendering delle immagini una spigolo si rappresenta di solito con un gradiente di ombreggiatura.

Software Software Insieme di istruzioni codiﬁcate impiegate per il controllo delle operazioni svolte da un calcolatore. I software vengono spesso raggruppati in categorie, per esempio secondo il sistema operativo (come MS-DOS) o tipologia di programmi (per esempio programmi CAD).

Spigolo o retta inclinata Inclined edge/line Spigolo di una faccia, parallelo al piano di proiezione, ma inclinato rispetto agli altri piani ortogonali adiacenti. Lo spigolo appare inclinato, in vera lunghezza in una delle proiezioni, ma con lunghezza ridotta nelle altre due proiezioni.

Sorgente di luce ambientale Ambient light source Sorgente di luce caratterizzata dalla sua posizione e dal suo orientamento. Nelle immagini di rendering la sorgente di luce ambientale condiziona la rappresentazione del modello.

Spigolo o retta normale Normal edge or line Spigolo di una faccia parallelo al piano di proiezione e perpendicolare ai piani ortogonali adiacenti. Esso appare come retta ortogonale, in vera grandezza, in due delle tre viste principali e come un punto nella terza vista.

Sorgente di luce puntiforme Spot light source Sorgente di luce collocata in un preciso punto dello spazio, che emette in una determinata direzione. Nel rendering una tale sorgente è di solito vicina al modello. Oltre che alla posizione e all’orientamento, l’utente deﬁnisce anche l’angolo di apertura del cono di luce. Sorgente puntiforme di luce Point light source Sorgente di luce posizionata in uno speciﬁco punto dello spazio. Nella pratica del rendering la posizione del punto di luce, di solito, è vicina al modello. Poiché la luce si trasmette in tutte le direzioni dalla sorgente puntiforme di luce, due raggi non colpiscono mai un oggetto con lo stesso angolo d’incidenza.

Spina di fermo Pin Elemento di collegamento meccanico, quasi sempre di forma cilindrica, atto a garantire il posizionamento reciproco di parti o il loro scorrimento, dopo il montaggio. Le spine possono essere di centraggio, diritte, coniche, cave, elastiche o prismatiche. Spirale Spiral Curva che ha origine in un punto e che descrive una traiettoria con curvatura gradualmente decrescente mentre si allontana sempre più dall’origine. Spline Spline Curva a forma libera che connette una serie di punti di controllo con andamento avviato e continuo. Se si cam-

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biano i punti di controllo cambia anche la curva . Il termine descrive anche il procedimento mediante il quale si connettono i punti per generare la curva. Le B-spline e le curve di Bezier sono esempi di spline. Spostamento Displacement La distanza lineare o angolare percorsa da un meccanismo. Nella progettazione delle camme il diagramma degli spostamenti è usato per deﬁnire la posizione del cedente relativamente alla posizione angolare della camma.

Superficie Surface Parte finita di un piano o della superficie esterna di un oggetto, delimitata da un dato perimetro. La superficie rappresenta il cammino di una linea retta o curva in movimento, detta generatrice, lungo un’altra curva, detta direttrice. Nei modelli CAD 3-D, l’equivalente topologico di una superficie è la faccia. Superficie (porzione di) Patch Serie chiusa di curve parametriche che descrivono una parte di superficie. Serie di patch sono di solito combinate insieme per definire una superficie complessa.

Stampa a quattro colori Four-color printing Processo di produzione di immagini a colori mediante la somma di quattro immagini ciascuna ottenuta con uno solo dei tre colori fondamentali (blu, giallo, rosso, magenta) più il nero. Tale processo è anche conosciuto con l’acronimo CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black).

Superficie a forma libera Free-form surface Superficie tridimensionale che non ha forma geometrica costante. Le superfici a forma libera non seguono un modello predefinito, sono classificate, secondo il loro impiego, in vincolate e non vincolate, e sono generate mediante sofisticati programmi CAD.

Stampante tridimensionale 3DP Three Dimensional Printing Sistema RP d’impiego immediato, che produce modelli solidi con polveri di vario tipo, farine naturali, gesso e altro, usando un ﬁnissimo getto di collante per realizzare gli strati. Per la loro semplicità tali sistemi sono anche deﬁniti stampanti 3-D.

Superficie a semplice curvatura Single-curved surface Superficie curva in una sola direzione, come, per esempio, un cilindro. Le superfici a semplice curvatura possono essere sviluppate senza che si verifichi distorsione a variazione topologica in nessuna faccia.

Statica Statics Parte della Fisica che tratta dell’analisi delle forze nei corpi in condizioni d’equilibrio. STEP Standard for Transfer and Exchange of Product Model Data Standard neutrale sviluppato dalla ISO per lo scambio dei dati nei sistemi informatici. Esso è un acronimo che sta per Standard per il Trasferimento e lo Scambio dei dati relativi alla modellazione dei Prodotti. Lo STEP è stato sviluppato, con l’intento di migliorare la soluzione dello scambio dati, più spesso effettuato con lo standard americano IGES, e per includere nel trasferimento non solo i dati geometrici e topologici, ma tutte le informazioni relative allo sviluppo di un prodotto. Stereolitografia Sterelithography Tecnica di prototipazione rapida mediante la quale, per mezzo del controllo di un calcolatore, si costruisce un modello per sottili strati, successivamente deposti l’uno dopo l’altro. La tecnica originaria, messa a punto e brevettata da C. Hull nel 1986, si basava sulla solidificazione per strati di un fotopolimero liquido sotto l’azione di un raggio laser. STL (riferito a un file) Solid To Layer Modello solido approssimato, costruito con elementi triangolari, utilizzato per trasferire dati geometrici ai sistemi che attuano processi di RP. Di fatto è divenuto uno standard per la conversione dei formati grafici. Stratificazione Slicing Termine usato nella tecnica di prototipazione rapida per descrivere la suddivisione del modello solido CAD di un elemento da realizzare in sottili strati che corrispondono allo spessore ottimale che la tecnica consente di produrre. Stratificazione CAD Layering Schema mediante il quale varie entità grafiche di un disegno tecnico possono essere raggruppate insieme in una base dati grafica. Una siffatta gestione, che non è gerarchica, avviene riservando a ciascun gruppo di entità grafiche uno strato o un foglio, in modo che si possa avere, anche visivamente, il controllo di ciò che si vede quando si procede alla stampa mediante plotter o stampante.

Superficie bicubica (porzione di) Bicubic surface patch Superficie a forma libera 3-D delimitata da un insieme di curve descritte da equazioni di terzo grado. Le curve delimitanti, spesso B-spline o curve di Bezier, e i punti di controllo a esse associati, vengono utilizzate per manipolare la forma della superficie. Superficie di Coon Coon’s surface Superficie 3-D definita da curve d’ingresso che prende il nome da Steven A. Coon che propose un metodo per la rappresentazione di superfici complesse impiegate in campo aeronautico, navale e automobilistico. Superficie di raccordo tangenti a superfici cilindriche Runout Superficie che, sempre tangente a un cilindro lo raccorda con un’altra geometria. Il raccordo, nel disegno a più viste si rappresenta con una arco di cerchio, tangente alla generatrice del cilindro. Superficie di rivoluzione Revolution surface Particolare tipo di superficie generata da una curva generatrice che percorre una direttrice circolare. La direttrice circolare è specificata dall’asse e dal grado di rotazione. Superficie di sweeping Swept surface Superficie generata da una curva generatrice che si sposta lungo una direttrice. Si tratta di una tecnica molto diffusa nei programmi di modellazione 3-D per generare superfici e solidi. Tipicamente una generatrice a circuito aperto produce una superficie, mentre una direttrice ad anello chiuso genera un solido. Superficie non sviluppabile Undevelopable surface Superficie che non può essere sviluppata o distesa di un piano senza subire distorsioni. Le superfici a doppia curvatura (per esempio, la sfera) non sono sviluppabili. Superficie piana Planar surface Superficie piatta, a due dimensioni. Superficie rigata Ruled surface Superficie prodotta dal moto di una retta generatrice controllata da una direttrice a formare un piano, una superficie curva o una a semplice o doppia curvatura.

Strumenti del disegno Drawing tools Strumenti usati per elaborare disegni tecnici e modelli. Le mani dell’uomo e il calcolatore sono gli strumenti fondamentali.

Superficie sviluppabile Developable surface Superficie di un solido che può essere sviluppata su un piano senza distorsioni di forma. Esempi di superfici sviluppabili sono il cono e il cilindro.

Struttura ordinata di dati Array Nelle applicazioni graﬁche viene riferito o al processo o alla geometria risultante di una singola caratteristica geometrica che viene rappresentata, in modo sistematico e organizzato, mediante un modello.

Svasatura Vedi Raccordo torico. Sviluppo di superficie Surface development Descrizione alternativa di una superficie 3-D come modello 2-D. (Vedi Superficie sviluppabile.)

Glossario Tangente Tangent Condizione in cui una retta è in contatto in un solo punto con una curva. La condizione di tangenza descrive una condizione di passaggio dolce e graduale da un elemento lineare o planare a uno curvo. Tavola dimostrativa dei colori Color lookup table Forma di base dati modulare che permette di fornire la visualizzazione di colori con l’assegnazione di specifici parametri. Essa può essere associata a una singola immagine visualizzata oppure impiegata come tavola di riferimento in una libreria. Tavoletta Tablet Periferica d’ingresso del calcolatore che ha avuto negli anni scorsi una notevole diffusione d’impiego. Oggi è caduta quasi dovunque in disuso. Essa può essere usata per gestire gli spostamenti del cursore e per selezionare comandi. La tavoletta, ricoperta da un sottile spessore di plastica, contiene il menu dei comandi di una programma CAD. Collegato alla tavoletta vi è una penna o stilo come elemento di controllo del cursore. Tecnologie di gruppo Group technology Procedimento con cui si identificano oggetti costruttivi simili per morfologia o per caratteristiche di lavorazione. Gli oggetti con caratteristiche simili vengono raggruppati per famiglie di parti. Tecnologo Technologist Esperto di tecnologie produttive che lavora di concerto con i progettisti, curando gli aspetti della pianificazione e della produzione. Al tecnologo si richiede di saper comunicare rapidamente e con precisione, mediante la grafica tecnica, le proposte di soluzioni relative alla realizzazione di un progetto, specificando le sequenze produttive. Telepresenza Telepresence Partecipazione attiva a un evento reale che ha luogo fisicamente in un punto geografico anche molto distante. Tempo del ciclo Cycle time Tempo totale che viene impiegato per il completamento del processo. Tensore Tensor Termine generale che descrive ogni genere di dati quantitativi. Un tensore consta di due parti: la dimensionalità, d, del sistema di coordinate, e l’ordine, n, del tensore stesso. Teoria della proiezione Projection theory Principi usati per la rappresentazione degli oggetti e strutture grafiche su mezzi 2-D. Tali metodi proiezione includono quello ortografico, quello obliquo e quello prospettico. Tipo di filettatura Thread series Passo e caratteristiche geometriche dei filetti con riferimento a un determinato diametro unificato. Tolleranza Tolerance Differenza tra il limite massimo e il limite minimo consentito, nella fabbricazione, alla dimensione di una caratteristica geometrica. Tolleranza bilaterale Bilateral tolerance Variazione dimensionale di una parte in entrambe le dimensioni da una quota esatta. Tolleranza di un collegamento Allowance Misura di tolleranza che descrive il minimo gioco o la massima interferenza, cioè la più stretta condizione di collegamento, che esiste tra due parti accoppiate.

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tivamente alla parte da controllare, quando la sua precisione è di almeno dieci volte superiore a quella della parte stessa. Tonalità di colore Hue È la lunghezza d’onda dominante nello spettro di un colore percepito. Spesso la tonalità viene confusa con il colore e usata come sinonimo di questo. TOP Technical and Office Protocol Acronimo che sta per protocollo tecnico e di ufficio, standard tecnico sviluppato per agevolare la comunicazione tra funzioni tecniche e funzioni gestionali. TOP consente la gestione, l’accesso e il trasferimento dei dati e la comunicazione e prevede norme per la revisione e lo scambio di documenti, grafici e basi dei dati. Topologico Topological Nella modellazione 3-D il termine topologico viene riferito al tipo di connessione del modello, cioè a come le facce, gli spigoli e i vertici sono interrelati tra loro. Mentre la geometria specifica la forma e la locazione nello spazio degli elementi, la topologia descrive in che modo gli elementi sono collegati tra loro. Tosatura, clipping Clip, clipping Operazione che viene compiuta in fase di rendering per rimuovere linee o parti di superfici situate fuori della vista. L’operazione di tosatura consiste nel rimuovere la parte di modello che si trova al di fuori delle zone verticali e orizzontali dell’area di vista e al di fuori delle zone di prossimità delimitate dall’asse verticale Z. TQM Vedi Gestione della qualità totale. Traccia generale di sezione General-purpose section line Linea di sezione convenzionale che indica la traccia del piano di sezione su una vista sezionata. La campitura indica la tipologia del materiale. Tracciamento di curve di livello Contour plot Visualizzazione nella quale la scala verticale e quella orizzontale rappresentano valori della variabile indipendente e la linea di contorno evidenzia la mappatura dei valori della variabile dipendente. Trasformazione conforme Tweaking Termine di carattere generale che indica tecniche messe in atto per modificare la forma geometrica ma non la topologia di un modello. Trasformazioni geometriche Geometric trasformations Operazioni basilari necessarie per modificare geometrie già esistenti in una base dati CAD. Esempi di trasformazione sono le traslazione e le rotazioni. Molte trasformazioni eseguite su sistemi CAD sono eseguite come operazioni su matrici secondo metodi di algebra lineare. Tratto a spessore rinforzato Tick mark Breve ispessimento di una linea eseguito per evidenziare la rappresentazione di condizioni o di situazioni particolari, come il punto di tangenza in una costruzione geometrica, la presenza di un piano di sezione ecc. Treno d’ingranaggi Gear train Meccanismo per la trasmissione di potenza composto da due o più ruote dentate con capacità di ridurre o aumentare la velocità di rotazione o di invertire il senso di rotazione. Tricromia RGB color model (Red, Green and Blue color model) Modello a colori basato sulla combinazione dei tre colori primari (rosso, verde e blu). È la tecnica più diffusa per produrre immagini a colori sullo schermo del calcolatore.

Tolleranza generale (indicazione di) General tolerance note Speciﬁcazione apposta sul disegno che stabilisce le tolleranze da applicare alle dimensioni non caratterizzate da speciﬁche indicazioni.

Tubazioni Piping Riferito agli impianti destinati a trasportare ﬂuidi, liquidi e gassosi, per le esigenze degli impianti industriali o di quelli di distribuzione agli utenti.

Tolleranza strumentale Gaging tolerance Precisione caratteristica di uno strumento di misura usato per il controllo dimensionale. Uno strumento di misura è considerato perfetto per l’impiego, rela-

Tubazioni per impianti di processo Process piping Tubazioni impiegate per trasportare prodotti chimici liquidi e gassosi per le esigenze di processo in impianti industriali.

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Unicità della rappresentazione Uniqueness Termine usato per descrivere la rappresentazione di un oggetto mediante un sistema di modellazione. Il termine si riferisce alla esistenza di una condizione di unicità nella corrispondenza tra l’oggetto e la sua rappresentazione poiché questa potrebbe essere relativa a più di un oggetto. Unificazione Standard Insieme di regole che consentono di stabilire chiare e condivise modalità relative al Disegno Tecnico e anche alla gestione delle informazioni tecniche dei prodotti e dei componenti fabbricati dall’industria, al fine di ridurne la numerosità, di stabilirne le caratteristiche e di favorirne l’intercambiabilità. In Europa, ai sistemi nazionali di unificazione (UNI in Italia, DIN in Germania, AFNOR in Francia, BS nel Regno Unito, GOST in Russia) si va sempre più sostituendo la normativa internazionale ISO. Negli USA, per il Disegno Tecnico, è seguita la normativa ANSI, acronimo che sta per American National Standard Institute. Unilaterale Unilateral Aggettivazione riferita a un solo lato. Unione (傼) Union Operazione booleana che combina due specifici solidi. Se i due solidi s’intersecano, la geometria risultante dall’intersezione rappresenta il nuovo solido. UPC Vedi Codice di prodotto.

Verifica dell’errore (riferita ai sistemi CAD) Error checking Processo di valutazione delle azioni richieste dall’operatore per verificare se una determinata operazione comporta una elaborazione geometrica non valida. Secondo il tipo di sistema che s’impiega tale funzione può essere condotta automaticamente dal sistema stesso, oppure manualmente, a richiesta dell’operatore. Vertice Vertex Punto nello spazio in cui concorrono due o più spigoli. Un vertice spesso è punto di giunzione di più facce. Vincolo, condizione di vincolo Constraint Con riferimento alla elaborazione CAD è una condizione matematica posta a elementi geometrici di un modello 3-D. Un vincolo dimensionale definisce la distanza tra due elementi geometrici, laddove un vincolo geometrico stabilisce relazioni tra elementi come parallelismo o ortogonalità. L’utente stabilisce un vincolo esplicito mentre il software automaticamente include un vincolo implicito. Una caratteristica geometrica completamente vincolata presenta tutta la sua geometria completamente definita, laddove, invece, una caratteristica non completamente vincolata presenta ancora dei margini di definizione. Una caratteristica con vincoli in eccesso presenta conflitti di geometria.

VR Vedi Realtà virtuale.

Visibilità della rappresentazione Visibility of representation Chiara e corretta rappresentazione della posizione relativa di due ﬁgure geometriche in un disegno a più viste.

Validità della rappresentazione Validity of representation Termine impiegato nella modellazione CAD per indicare che la l’elaborazione sviluppata rappresenta una forma esistente nella realtà.

Vista a volo d’uccello Bird’s eye view Vista prospettica verso il basso, da un oggetto situato in alto, in modo che la linea di terra si trovi al di sotto della linea dell’orizzonte dell’oggetto.

Valore di soglia Threshold Valore di soglia di una grandezza. Thresholding è la tecnica della misurazione del valore di soglia di una grandezza.

Vista ausiliaria Auxiliary view Vista ottenuta mediante proiezione su un piano diverso da uno dei tre previsti dalla normativa uniﬁcata sulle proiezioni ortogonali.

Valore scalare Scalar value Valore che esprime il valore numerico ma non la direzione di una grandezza.

Vista ausiliaria consecutiva Successive auxiliary view Vista ausiliaria di un oggetto ottenuta per proiezione da un’altra vista ausiliaria.

Valore vettoriale Vector value sia grandezza sia direzione.

Dato quantitativo che esprime

Valvola Valve Dispositivo meccanico usato per controllare il flusso di liquidi o gas in sistemi di tubazioni. Le funzioni principali delle valvole sono di aprire e interrompere il flusso, di effettuare regolazioni di portata, di impedire riflussi, e di rilevare la pressione. Le valvole possono essere ad azionamento manuale o parte di una sistema controllato mediante calcolatore. Variabile dipendente Dependent variable Variabile che dipende dalla risposta del modello e che non è controllata dallo sperimentatore. Ogni valore della variabile dipendente corrisponde a una o più variabili indipendenti e rappresenta la risposta del modello per assegnati valori della variabile indipendente. Variabile indipendente Indipendent variable Variabile i cui valori sono controllati dallo sperimentatore per creare una riposta in un modello come misura della variabile dipendente. Ogni valore della variabile indipendente è riferibile a uno o più valori di quella dipendente e rappresenta la risposta sperimentale del modello. VDA-FS Verband Der Automobilindustrie Fleischen Schnittstelle Standard tedesco per lo scambio dati, in forma neutrale, di curve e superfici. Velocità interna di elaborazione Clock speed Velocità caratteristica di funzionamento con cui l’unità centrale di elaborazione (CPU) di un calcolatore svolge le sue funzioni. Essa si misura in MHz e rappresenta la potenza di calcolo della macchina.

Vista ausiliaria primaria Primary auxiliary view Vista singola ausiliaria, proiettata da una delle sei viste unificate, usata, per lo più, per mostrare una superficie inclinata nella sua vera forma e grandezza. Una ulteriore vista ricavata da una vista primaria si definisce vista secondaria. Vista centrale Central view La vista rispetto a cui sono posizionate le altre viste in una rappresentazione di tipo mongiano. Le distanze e le caratteristiche geometriche sono proiettate o misurate dalla vista centrale per creare le viste adiacenti. Vista collegata Related view Viste adiacenti a una stessa vista in un disegno ottenuto con il metodo delle proiezioni ortogonali. Queste viste si definiscono collegate in quanto le dimensioni delle caratteristiche in comune sono uguali e comunque ricavabili. Vista da destra Right side view Vista ottenuta proiettando da destra un oggetto posizionato frontalmente, con la vista principale sul piano della rappresentazione. Vista da sinistra Left side view Vista ottenuta proiettando da sinistra un oggetto posizionato frontalmente, con la vista principale sul piano della rappresentazione. Vista dal basso Bottom view Vista di un oggetto dalla parte di sotto, di solito poco impiegata nella documentazione tecnica. Vista dall’alto Top view Una delle viste principali previste dall’unificazione nel disegno tecnico. Essa è ottenuta proiettando dall’alto con un angolo di 90° la vista principale.

Glossario Vista di montaggio Outline assembly Descrizione grafica dell’aspetto esterno di un assemblaggio. Vengono impiegati come catalogo dei componenti o come manuali d’installazione di prodotti non particolarmente complessi, che non richiedono per esempio sezioni per visualizzare parti interne. Le linee nascoste vengono in genere omesse per maggiore chiarezza. Vista di profilo Profile view Vista ortografica principale creata sul piano di profilo, sia su quello destro, sia su quello sinistro. Vista diretta Direct view Tecnica della geometria descrittiva che considera l’osservatore posto a distanza infinita dall’oggetto, in direzione normale all’oggetto stesso. Vista fotografica View camera Nella modellazione 3-D, una macchina fotografica virtuale che registra ciò che si trova sul piano immagine e lo mostra sullo schermo del calcolatore. Vista frontale Front view La vista principale nella rappresentazione di un oggetto, tipicamente la prima che viene definita, orientando l’oggetto in modo che venga evidenziato il maggior numero delle sue caratteristiche di forma, oltre che con quella frontale, anche con una vista laterale e una in pianta. Vista illustrativa di un montaggio Pictorial assembly Disegno di tipo illustrativo, spesso in assonometria, delle parti disassemblate che costituiscono un insieme o un sottoinsieme. Particolari linee di flusso vengono disegnate per indicare le direzioni secondo cui le parti vanno portate al montaggio. Si tratta di una tipologia grafica adottata nei manuali di installazione e di manutenzione. Vista isometrica ad assi invertiti Reversed axis isometric È una variante della vista isometrica regolare. Mentre in questa l’osservatore è come se vedesse l’oggetto dall’alto, nella vista isometrica ad assi invertiti l’sservatore guarda l’oggetto dal basso verso l’alto. Gli assi a 30°, quindi, sono collocati verso il basso rispetto all’orizzonte. Vista isometrica regolare Regular isometric Disegno isometrico, di tipo illustrativo, che rappresenta l’oggetto come se l’osservatore lo guardasse dall’alto verso il basso. Nella vista isometrica regolare, che è la più diffusa, gli assi a trenta gradi sono tracciati verso l’alto dalla linea dell’orizzonte. Vista obliqua Foreshortened view Vista che presenta la riduzione di una o più dimensioni di una faccia piana a causa della posizione obliqua della faccia stessa rispetto alla direzione di proiezione. Vista parziale Partial view Vista che mostra solo ciò che è necessario per descrivere completamente un oggetto. Le viste parziali sono usate per oggetti simmetrici, per alcune tipologie di viste ausiliarie, e per alcuni tipi di disegni a più viste. Una linea di frattura o un asse possono essere impiegati per delimitare la vista parziale. Vista posteriore Rear view Vista principale di un oggetto nei sistemi di proiezione ortografica ottenuta ruotando l’oggetto di 180° intorno all’asse verticale partendo dalla vista frontale. Non è generalmente necessaria nella rappresentazione degli oggetti costruttivi meccanici, mentre lo è sempre per i manufatti dell’ingegneria edile.

643

Viste in sezione Section views Tipo di rappresentazione a più viste usato per evidenziare caratteristiche interne di oggetti costruttivi o di insiemi assemblati. Visualizzazione Visualization Processo mentale mediante il quale si acquisisce l’informazione visiva. Esso riguarda sia i modelli fisici, sia i modelli virtuali ed è finalizzato alla migliore comprensione delle loro forme e funzioni. L’immagine che si crea nella mente può risultare più o meno fedele all’oggetto che viene considerato. Lo studio e la pratica del disegno contribuiscono, tra l’altro, a migliorare le facoltà di percezione visiva. Visualizzazione dei dati Data visualization Metodologia attuata per trasformare informazioni numeriche e di testo in forma grafica. La visualizzazionme è spesso utile per controllare grandi quantità di dati per controllare, in modo euristico, tendenze e proprietà di fenomeni. Visualizzazione progettuale Design visualization Processo che si basa sulle capacità umane di percezione visiva, effetto tridimensionale, colori e forme. La visualizzazione è fase di approfondimento del processo di progettazione, che interviene dopo quella della definizione di massima. Vite autofilettante Machine screw Elemento di giunzione filettato capace di produrre, quando viene avvitata, la filettatura nel foro di una o di entrambe le parti che vengono assemblate. Vite di fermo (o di arresto) Set Screw Componente filettato meccanico, con o senza testa, usato per prevenire rotazioni o moti relativi tra le parti accoppiate. Vite mordente Cap screw Vite o elemento di giunzione con filettatura esterna, destinato a essere collegato con una filettatura praticata nel materiale di un elemento costruttivo. Volume d’ingombro Bounding box Parallelepipedo circoscritto a un oggetto che ha per spigoli le sue dimensioni massime d’ingombro. Volume di vista View volume Volume teorico che definisce la zona da riprodurre. La massima e la minima profondità lungo Z e il quadro di vista sullo shermo definiscono le tre dimensioni di questo volume. Esso appare come come un prisma rettilineo nella proiezione parallela e come tronco di piramide nella proiezione in prospettiva. Voxel Voxel È l’unità elementare minima 3-D nel rendering del volume; essa equivale al pixel nel rendering 2-D. VPM Virtual Plane Matrix Matrice in sistemi ottici per il RE.

Zephyr Zephyr Nome commerciale di un sistema attivo di ricopertura usato nei sistemi SLA.

Vista principale uniﬁcata Principal standard view Una delle sei viste principali, su piani mutuamente ortogonali, che vengono prodotte dopo aver scelto una posizione per la rappresentazione dell’oggetto.

Zona dell’errore Error bBar Fascia di marcatura posta sul graﬁco dei dati per indicare l’area più probabile degli errori. Dal momento che la perfetta precisione non è possibile in campo sperimentale, la zona dell’errore rappresenta il grado di certezza nei valori dei dati. La lunghezza della zona dell’errore rappresenta la statistica della deviazione standard.

Vista rimossa Removed view Vista ortograﬁca, completa o parziale, che si presenta non allineata secondo la normativa. Sono impiegate in fogli di disegno diversi, oppure con scala differente.

Zona di tolleranza Tolerance zone Termine impiegato nelle tolleranze per indicare ampiezza e posizione di una tolleranza rispetto alla dimensione base.

Appendici

1. Unità di misura: tabelle di conversione 2. Richiami di trigonometria 3. Accoppiamenti liberi e di scorrimento secondo ANSI (ANSI Running and Sliding Fits, RC) 4. Accoppiamenti con gioco e buona centratura secondo ANSI (ANSI Clearance Locational Fits, LC) 5. Accoppiamenti di posizione incerti secondo ANSI (ANSI Transition Locational Fits, LT) 6. Accoppiamenti con interferenza e buona centratura secondo ANSI (Interference Locational Fits, LN) 7. Accoppiamenti bloccati forzati secondo ANSI (ANSI Force and Shrink Fits, FN) 8. Descrizione degli accoppiamenti raccomandati secondo ISO 9. Accoppiamenti con gioco nel sistema foro base raccomandati dall’ANSI 10. Accoppiamenti incerti e con interferenza nel sistema foro base raccomandati dall’ANSI 11. Accoppiamenti con gioco nel sistema albero base raccomandati dall’ANSI 12. Accoppiamenti incerti e con interferenza nel sistema albero base raccomandati dall’ANSI 13. Viti con testa cilindrica a cava esagonale

604

Appendici

UnitĂ di misura: tabelle di conversione

Appendice 1

Lunghezza

Prefisso Simbolo

Moltiplicatore

Da US a metrico

Da metrico a US

tera

1 000 000 000 000

1 pollice = 2,540 centimetri 1 piede = 0,305 metri 1 iarda = 0,914 metri 1 miglio = 1,609 kilometri

1 millimetro = 0,039 pollici 1 centimetro = 0,394 polici 1 metro = 3,281 piedi o 1,094 iarde 1 kilometro 00,621 miglia

giga

1 000 000 000

mega

1 000 000

kilo

1000

etto

100

deca

Superficie 1

pollice2

= 6,451

centimetri2

1 piede2= 0,093 metri2 1

iarda2

acro2

= 0,836

0,00155

â&#x20AC;&#x201C;

pollici2

1 centimetro2 = 0,155 pollici2

metri2

= 4406,873

millimetro2 =

metri2

metro2

kilometro2

= 10,764

piedi2

= 0,386

o 1,196

miglia2

iarde2

o 247,04

acri2

Volume 1 pollice3 = 16 387 centimetri3 1

piede3=

0,28

1 centimetro3 = 0,061 pollici3

metri3

1 iarda3 = 0,764 metri3

metro3

= 35 314

piedi3

o 1308

iarde3

1 litro = 0,2642 galloni

1 quarto3 = 0,946 litri

1 litro = 1,057 quarti

1 gallone = 0,003785 metri3

1 metro3 = 264,02 galloni Massa

1 oncia = 28,349 grammi

1 grammo = 0,035 once

1 libbra= 0,454 kilogrammi

1 kilogrammo = 2,205 libbre

1 tonnellata = 0,907 tonnellate metriche

1 tonnellata metrica = 1,102 tonnellate VelocitĂ

1 piede/secondo = 0,0,305 metri/secondo

1 metro/secondo = 3,281 piedi/secondo

1 miglia/ora = 0,447 metri/secondo

1 kilometro/ora = 0,621 miglia/ora Accelerazione

1 pollice/secondo2 = 0,0254 metri/secondo2

1 metro/secondo2 = 3,278 piedi/secondo2

1 piede/secondo2 = 0,305 metri/secondo2 Forza N (newton) = unitĂ di forza,

kg-m/s2. Una

massa di un kilogrammo (1 kg) esercita una forza

gravitazione di 9,8 N (teoricamente, 9,80665 N) a livello del mare. Massa volumica 1 libbra/pollice3 = 27,68 grammi/centimetro3

1 grammo/centimetro3 = 0,591 once/pollice3

deci

centi

0,1 0,01

milli

0,001

micro

â?Ž

0,000001

nano

0,000000001

pico

0,000000000001

c= c=

a = b tan A b tan B

a = c sin A

a = c cos B

b, ∠A

b, ∠B

c, ∠A

c, ∠B b = cx sin B

A = 90° – B

B = 90° – A

A = 90° – B

B = 90° – A

b cos A b sin B

A = 90° – B

a cos B

b = cx cos A

b = a tan B

a, ∠B

B = 90° – A

a b = tan A

a, ∠A

c2sin B cos B

c2sin A cos A

b2 2 tan B

b2 tan A 2

a2 tan B 2

arc sin b sin A a b= a sin B sin A

a, ∠A, ∠B

180° –

arc sin b sin A a

a sin C b – (a cos C)

C= 180° – A – B

180° – A – B

C= 180° – A – B

arc tan

arc sin b sin A a

Unknown Sides and Angles

Oblique Triangles

TANGENT

冪 a2 + b2 – (2ab cos C)

than 90°)

(∠B greater

a, b, ∠A

a, b, ∠A (∠B less than 90°)

a, b, ∠C

b,c

Base Hypotenuse

2 2 2 arc cos b + c – a 2bc

cos A =

Known Sides and Angles

b 冪 c2 – b2 2 a2 2 tan A

B = arc sin b c

A = arc cos b c a c = sin A

a = 冪c2 – b2

a,c

Base

use

ten po A

a, b, c

b = 冪c2 – a2

a冪 c2 – a2 2

B = arc cos a c

A = arc sin a c

c = 冪a2+b2

a,b

C = 90°

COSINE

ab 2

Side Hypotenuse

Right Triangles

sin A =

B = arc tan b a

Side

A = arc tan a b

use ten po Hy A

Area

Richiami di trigonometria

Unknown Sides and Angles

Known Sides and Angles

SINE

Appendice 2

c= a sin C sin A

a sin C sin A

c= a sin C sin A

B= 180° – A – C

Side

180° – A – B

Base

ab sin C 2

Area

tan A =

Side Base

Appendici 605

606

Appendici

Appendice 3

Accoppiamenti liberi e di scorrimento secondo ANSI (ANSI Running and Sliding Fits, RC)

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

Appendici

Appendice 4

Accoppiamenti con gioco e buona centratura secondo ANSI (ANSI Clearance Locational Fits, LC)

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

607

608

Appendici

Appendice 5

Accoppiamenti di posizione incerti secondo ANSI (ANSI Transition Locational Fits, LT)

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

Appendici

Appendice 6

Accoppiamenti con interferenza e buona centratura secondo ANSI (Interference Locational Fits, LN)

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

609

610

Appendici

Appendice 7

Accoppiamenti bloccati forzati secondo ANSI (ANSI Force and Shrink Fits, FN)

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

Appendici

Appendice 8

Descrizione degli accoppiamenti raccomandati secondo ISO

Simbolo ISO Descrizione

Accoppiamento libero molto largo per parti che non richiedono particolari esigenze di precisione

H11/c11

C11/h11

H9/d9

D9/h9

Accoppiamento libero largo da non usare quando l’accuratezza è essenziale; adatto per condizioni caratterizzate da significative variazioni di temperatura, alte velocità o elevate pressioni

H8/f7

F8/h7

Accoppiamento libero da utilizzarsi per montaggi di precisione con velocità e pressioni moderate

H7/g6

G7/h6

Accoppiamento libero stretto da utilizzarsi per elementi rotanti a bassa velocità con buona centratura

H7/h6

Accoppiamento di scorrimento per montaggi e centratura ad alta precisione e per parti non destinate a muoversi relativamente ma che possono essere facilmente assemblate e disassemblate

H7/k6

K7/h6

Accoppiamento incerto con accurata centratura; un compromesso tra gioco e interferenza

H7/n6

N7/h6

Accoppiamento incerto con centratura molto accurata in cui è consentita una maggiore interferenza

H7/p6*

P7/h6

Accoppiamento con interferenza per le parti che richiedono rigidezza ed allineamento con una particolare accuratezza di posizionamento ma senza richiedere particolari pressioni

H7/s6

S7/h6

Accoppiamento con interferenza per parti ordinarie in acciaio o per parti a spessore sottile che devono essere forzate a caldo

H7/u6

U7/h6

Accoppiamento con bloccaggio fortissimo per parti che non possono essere smontate senza subire danni permanenti *L'accoppiamento incerto per la dimensione base varia da 0 a 3 mm.

Aumenta il gioco

Albero base

Aumenta l'interferenza

Interferenza

Incerto

Gioco

Foro base

611

612

Appendici

Appendice 9

Accoppiamenti con gioco nel sistema foro base raccomandati dallâ&#x20AC;&#x2122;ANSI

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

Appendici

Appendice 10

Accoppiamenti incerti e con interferenza nel sistema foro base raccomandati dallâ&#x20AC;&#x2122;ANSI

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

613

614

Appendici

Appendice 11

Accoppiamenti con gioco nel sistema albero base raccomandati dallâ&#x20AC;&#x2122;ANSI

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

Appendici

Appendice 12

Accoppiamenti incerti e con interferenza nel sistema albero base raccomandati dallâ&#x20AC;&#x2122;ANSI

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

615

616

Appendici

Appendice 13

Viti con testa cilindrica a cava esagonale

SOURCE: Reprinted courtesy of The American Society of Mechanical Engineers.

Indice analitico I numeri seguiti da una “f” rimandano a una ﬁgura presente nella pagina.

mediante solidi, nelle rappresentazioni a più viste, 313 mediante superfici, nelle rappresentaaccoppiamenti raccomandati, 475 zioni a più viste, 314 unità inglesi, 475-481 visuale, modellazione solida 3-D, 244 accoppiamento angolo classi di, 476 al centro, 115 determinazione del tipo di, 468 costruzione di, in uno schizzo isometritipi di, e tolleranza, 467 co, 374 con gioco, creazione mediante il sistenelle rappresentazioni a più viste, 298 ma albero base, 480 nelle viste isometriche, 374 con gioco, creazione mediante il sistetipi di, 127 ma foro base, 477 anima, 424 con interferenza, 467 regole convenzionali di sezionamento, con interferenza, creazione mediante il 425f sistema foro base, 479 animazioni, 88 di precisione, calcolo, 480 di precisione, impiego delle tabelle per, ANSI, 11 arco, 115 480 maggiore, 115 incerto, 467 minore, 115 mobile, 467 quotatura di un, 454f nel sistema metrico, 471 ASME, 11 accumulo di tolleranze, 470f asse AFNOR, 11 assonometrico, 360 albero delle feature, 226 di simmetria, nei disegni isometrici, Alberti, Leon Battista, 384 365 analisi isometrico, 363 agli elementi finiti, modellazione solida assemblaggio, disegno di un, in assono3-D, 245 metria isometrica, 379 cinematica, 78f assonometria dei fattori umani, 79 cavaliera, 381 dei meccanismi, 78 dimetrica, 361 dei movimenti, 77f isometrica, 361 delle proprietà di massa, modellazione isometrica ad asse lungo, 364f solida 3-D, 245 isometrica ad asse rovesciato, 364f di assemblaggio, 78f isometrica regolare, 364f dinamica, 78f obliqua, 380-383 estetica, 79f ortogonale, 360-362 finanziarie e di mercato, 79 proiezione, 360 funzionale, 78 trimetrica, 361 grafica, 167-174 A

B beveraggio, 548 BS, 11

C CAD, 22 strumenti, 22-23 camma nei disegni di fabbricazione, 548 scostamento, 548 campitura (vedi anche tratteggio), 412415 caratteri, scrittura, 40-42 cartiglio, 530 catena di tolleranza, 469 cave, quotatura delle, 452f CEN, 11 cerchio, 115 rappresentazione isometrica, 369f chiavette, 544 normalizzate, 546f chiodi, 545 cicloide, 123 cilindricità, 492 cilindro, 134-135 isometrico, schizzo di, 369 regola del, 382f cinematica, modellazione solida 3-D, 244 circolarità, 491 circonferenza, 115 schizzo, 36f classiﬁcazione degli elementi geometrici, 110f collegamento ﬁlettato, 534 nei disegni di fabbricazione, 543 tecniche CAD, 543 collocamento della quota, 446

646

Indice analitico

compasso, 18 a punte fisse, 18 comunicazione, 7 concentricità, 496 condizione di massimo materiale (Maximum Material Condition, MMC), 465, 485 di materiale, modificatori di, 485 di minimo materiale (Least Material Condition, LMC), 467 virtuale, 489 coniche, 116-121 cono, 133-134 contrassegno, nelle rappresentazioni a più viste, 302 convenzioni particolari di rappresentazione, 316 per la realizzazione di sezioni, 424-426 coordinate, 103 2-D, sistema di, 102f 3-D, sistema di, 103f assolute, 106, 107f cartesiane, 102 cilindriche, 105, 107f globali, sistema di, 108 locali, sistema di, 108 polari, 105, 107f relative, 107, 108f sferiche, 105, 107f spaziali, 102-109 copia cianografica, 557 diazoica, 557 corda, 115 costruzione del modello fisico, visualizzazione, 307 cubo di Necker, 140f curva a forma libera, 125-127 b-spline, 127 di Bezier, 127 frattale, 136 irregolare, 113 irregolare, nelle viste isometriche, 375 regolare, 113 spline, 126 cuscinetti, nei disegni di fabbricazione, 549

D database CAD, 59f dati nominali, 168

ordinali, 168 qualitativi, 167 tipi di, 167 descrizione della forma, 102 diagramma di Gantt, 66 diametro, 115 quotatura del, 453 simbolo di, 444 dimensionamento, 440 geometrico e tolleranza (Geometric Dimensioning and Tolerance, GD&T), 482 dimensione base, 465 di base, accoppiamenti, 476 limite, 444 nominale, 465, 471 reale, 465 DIN, 11 discretizzazione, 77f disegni di tubazioni, 552 disegno (progetto) di prodotto (product design), 57 disegno a due viste, 283f a più viste, 5f, 267 a più viste a partire da modelli CAD 3D, 286 a più viste, vantaggi, 268-270 a più viste, visualizzazione, 307-316 assonometrico isometrico, 364 astratto, 56 costruttivo, 3f deﬁnizione, 5, 56-58 di complessivo, 526 di complessivo a più viste, 526f di complessivo mediante vista in proiezione assonometria, 528 di fabbricazione di un complessivo, 534 di fabbricazione di un dispositivo di bloccaggio, 536f di fabbricazione, 520 di fabbricazione, scala, 533 di fabbricazione, tabelle, 534 di fabbricazione, tolleranza, 533 di particolare, 522f, 523 di produzione, 86 di progetto, 86 di un assemblaggio in assonometria isometrica, 379 estetico, 57 funzionale, 57 isometrico, vista in sezione, 378 numero identiﬁcativo del, 530

prospettico al CAD, 389-391 prospettico, selezione delle variabili, 389 quotato, elementi importanti di un, 443f realistico, 56 tecnico, deﬁnizione, 5 distacco visibile, 443 distinta componenti, 523, 531 documentazione per la progettazione, 8590 Dürer, Albrecht, 384 durezza delle mine, 15f

E e-Business, 62 elaborazione delle immagini, 29 elementi di delimitazione, 299f elementi geometrici, classiﬁcazione degli, 110f elemento di contorno, 153 di linea, 490 di linea circolare, 490 di linea, rettilineità, 490 elica, 125 cilindrica, 125 conica, 125 ellisse, 119-121, 159 applicazioni nell’ingegneria, 121 isometrica, 364-371 isometrica, costruzione usando una mascherina, 378f isometrica, mascherina di, 376 isometrica, schizzo di, 369 schizzo, 37f Engelbart, Doug, 420 Enterprise Data Management, EDM, 62 epicicloide, 123 ergonomia, modellazione solida 3-D, 245 evolvente, 124 Extranet, 62

F fabbricazione, disegni di, 520, 521-534 faccia, 153 inclinata, 165 obliqua, 158, 166 feature (caratteristiche geometriche), 206 albero delle, 226 analisi delle, 207-209

Indice analitico completare la definizione di una, 220 definizione di una, 206-226 di base, 208 di dettaglio, 225 di riferimento, 486 di riferimento, controllo della, 487 di riferimento, simboli della, 487 duplicazione delle, 230 modifica delle proprietà di una, 229 modifica delle, 226 ordinamento delle, 226 primarie, 225 relazione padre-figlio, 227 filettatura indicazioni di, nel sistema ANSI, 535 metrica ISO, 537 metrica ISO, diametro nominale, 539 metrica ISO, numero di principi, 539 metrica ISO, passo 539 per tubazioni, 541, 542f quotatura, 456 rappresentazione della, 539 rappresentazione nel sistema ISO, 541 rappresentazione schematica, 539 rappresentazione semplificata, 539 sezioni di assemblaggi, 541, 542f foglio a griglia isometrica, 371-372 con griglia a quadretti, 28 con griglia isometrica, 28 da disegno, 15 fonti dei dati nella modellazione basata su vincoli, 206 foratura, simboli, 451f forma perfetta al massimo materiale, 486 forma, descrizione della, 102 formati unificati dei fogli da disegno, 16f forme simili, nelle rappresentazioni a più viste, 310, 311f foro cieco, nelle rappresentazioni a più viste, 302 cieco, quotatura di un, 451, 454 con allargatura, quotatura di, 454 con lamatura, nelle rappresentazioni a più viste, 302 con spianatura, nelle rappresentazioni a più viste, 302 filettato, nelle rappresentazioni a più viste, 302 nelle rappresentazioni a più viste, 302 passante, nelle rappresentazioni a più viste, 302 passante, quotatura di un, 454

svasato, nelle rappresentazioni a più viste, 302 frattali, geometria dei, 136 freccia, 443 rappresentazione della punta di, 444f French, Thomas Ewing, 364 fuoco della parabola, 116

G GD&T, dimensionamento geometrico e tolleranza (Geometric Dimensioning and Tolerance), 482 applicazioni al disegno, 500-502 simboli del, 483 geometria, 440 dei frattali, 136 per la progettazione, 102 solida costruttiva (Constructive Solid Geometry, CSG), 201-204 gestione dei dati di prodotto (Product Data Management, PDM), 91 gestione dei documenti dell’impresa (Enterpreise Document Management, EDM), 91 glifi, 168 grafica e progettazione, 5-8 grafico a barre, 170 a linee multiple, 172 del contorno, 173, 175f di presentazione, 89 tridimensionale, 172 griglia isometrica, foglio a, 371-372 gruppi di progettazione, 62

I ideazione, 8 identificazione dei vertici, nelle rappresentazioni a più viste, 312 identificazione delle superfici, nelle rappresentazioni a più viste, 311 illusione ottica, 31f illustrazioni tecniche, 88 impresa digitale, 62, 63f inclinazione, orientamento, 494 ingegneria attività principali, 2f inversa (Reverse Engineering, RE), 95 simultanea, 9 intercambiabilità delle parti, 463 Internet, 62

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intersezione tra cilindri e prismi, nelle rappresentazioni a più viste, 306 tra cilindri, nelle rappresentazioni a più viste, 306 intranet, 62 iperbole, 117 ipocicloide, 123 ISO, 10 ISO 9000, 94 isolinea, 173

L lamatura, quotatura di, 454 Leonardo da Vinci, 150, 384, 418 leva nei disegni di fabbricazione, 548 simboli, nei disegni di fabbricazione, 549 limiti, 465 linea, 12-13, 111 a curvatura doppia, 112-113, 125 a curvatura singola, 112 curva, 35-37, 112 d’asse, 277, 448 del contorno, 173 di contorno, in un disegno di complessivo, 525 di mezzeria, 277 di orizzonte, 385 di piegatura, 274 di piegatura, metodo della, 321 di quota, 443 di regressione, 170 di riferimento delle quote, 447 di riferimento, 443 di terra, 387 di vista (Line Of Sight, LOS), 265 direttrice, 444 esempi di rappresentazione, 112f inclinata, viste fondamentali per la visualizzazione di, 291 intensità, 15 isometrica, 363 mancante, nelle rappresentazioni a più viste, 311 nascosta, 277 nascosta nelle viste in sezione, uso opzionale, 408f nascosta, nei disegni isometrici, 365 nascosta, nelle viste in sezione, 407f obliqua, viste fondamentali per la visualizzazione di, 291

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Indice analitico

retta, 33-35, 111 linguette, 544 normalizzate, 546f livello dell’occhio, 385 localizzazione, 497 dei punti, 103f tolleranza di, 498f luogo, 11

M Mandelbrot, Benoit, 136 mano destra, regola della, 105, 106f marketing, processo, 82f maschere, 19 per la scrittura dei caratteri, 41f mascherine di ellissi isometriche, 376 matite, 14 metodo del primo diedro, 275 microfilm, 558 mine, durezza delle, 15f MMC, condizione di massimo materiale (Maximum Material Condition), 465, 485 forma perfetta al, 486 modellatore wireframe, 139 modellazione 3-D, 138-141 agli elementi finiti, FEM, 76 basata su vincoli, 206 B-rep (Boundary representation), 205 di primitive, 200-201 di superfici, 140 geometrica, 9 ibrida, 205 modellazione solida 3-D analisi agli elementi finiti, 245 analisi delle proprietà di massa, 245 analisi visuale, 244 applicazione di dati del modello, 237 assemblaggi, 239 associatività dei dati del modello, 237 cinematica, 244 ergonomia, 245 geometria di costruzione, 210 pianificazione delle feature, 223 piano di lavoro, 210 profilo completamente vincolato, 217 profilo sotto-vincolato, 217 profilo sovra-vincolato, 218 prototipazione 244 prototipazione rapida, 244 schizzo di un profilo, 213 scorrimenti miscelati, 221

scorrimento basato sul percorso, 220 scorrimento cieco, 221 scorrimento circolare, 220 scorrimento fino-al-successivo, 221 scorrimento infinito attraverso-tutto, 221 scorrimento lineare, 220 vicolare il profilo, 214 visualizzazione del modello, 231 modelli solidi connessi, 200 modello definizione di, 200 descrittivo, 71 in scala, 71 matematico, 71 predittivo, 71 reale, 73f solido, 200 modificatori di condizione di materiale, 485 molle, 546, 547f Monge, Gaspard, 109 N Necker, cubo di, 140f nervatura, 424 allineamento, 427f nodo, 111 norme, 10 numero di posizione, 532 numero identificativo del disegno, 530 NURBS, superficie, 140

O operazioni di scorrimento, 209 ordini di modiﬁche tecniche (Engineering Change Orders, ECO), 532 orientamento dell’oggetto, nella proiezione obliqua, 381 delle quote, 449 tra piano di proiezione e oggetto, 163 tolleranza di, 493 tolleranza di, parallelismo, 493 oscillazione, 497

P parabola, 116 applicazioni nell’ingegneria, 118f paraboloide, 116

parallelismo, tolleranza di orientamento, 493 perpendicolarità, orientamento, 494 PERT, Project Evaluation and Review Technique, 66 pianificazione nella modellazione basata su vincoli, 206 piano, 127 anteriore, viste fondamentali per la visualizzazione di, 295 di proiezione, 162-163, 265, 385 di sezione, 156 di taglio, nelle viste in sezione, 405, 406f inclinato, viste fondamentali per la visualizzazione di, 295 isometrico, 363, 365 laterale di proiezione, 268 nelle rappresentazioni a più viste, 297 non isometrico, 365 obliquo nelle viste isometriche, 372374 obliquo, viste fondamentali per la visualizzazione di, 295 orizzontale di proiezione, 267 orizzontale, viste fondamentali per la visualizzazione di, 295 parallelo, viste fondamentali per la visualizzazione di, 295 principale, viste fondamentali per la visualizzazione di, 291 verticale di proiezione, 267 piramide, 135 planarità, 492 polare mobile, 122-124 poliedro, 135 poligono, 131 posizione orizzontale, 445 verticale, 445 tolleranza di, 496 principio di inviluppo, 486 prisma poligonale, 135 processo di progettazione tradizionale, 89 Product Data Management, PDM, 62 product design, 57 produttività, strumenti, 61 profilo di una linea, orientamento, 494 di una superficie, orientamento, 495 schizzo di un, modellazione solida 3-D, 213 progettazione basata sul Web, 95

Indice analitico basata sulla conoscenza (KnowledgeBased Engineering, KBE), 95 bottom-up, 243 collaborativa, 60, 61f concorrente, 59, 60f degli assemblaggi (Design For Assembly, DFA), 60 e ingegneria simultanea, 9-10 fase di controllo del disegno, 90-95 fase di ideazione, 64-70 fase di ideazione, idee preliminari, 67 fase di ideazione, identificazione del problema, 65 fase di ideazione, progetto preliminare, 67 fase di implementazione, pianificazione, 80 fase di implementazione, 80-90 fase di implementazione, amministrazione, 83 fase di implementazione, assistenza, 84 fase di implementazione, attività finanziaria, 83 fase di implementazione, documentazione, 85 fase di implementazione, marketing, 82 fase di implementazione, produzione, 82 fase di perfezionamento, analisi del progetto, 76 fase di perfezionamento, simulazione al calcolatore, 75 fase di perfezionamento, 70-79 fase di perfezionamento, modellazione, 71-75 fase di revisione di progetto, 79-80 geometria per, 102 gruppi di, 62 industriale, processo, 58-64 per la fabbricazione (Design For Manufacturability, DFM), 95 per la produzione (Design For Manifacturability, DFM), 60 top-down, 243 tradizionale, 8-9, 59 tradizionale, fasi, 8f progetto, tipo di, 64 proiezione assonometria, 360 del terzo diedro, 275 in assonometria isometrica, 363-366 isometrica, teoria della, 363f metodi di, 264f obliqua, 382f, 380-383 ortogonale, 265

parallela, 265 piano laterale di, 268 piano orizzontale di, 267 piano verticale di, 267 prospettica, 265, 384 prospettica, classiﬁcazione, 388 prospettica, terminologia della, 385387 studio delle, visualizzazione, 307 tecniche di, 361f teoria della, 265-267 proiezioni parallele, 163 proporzione, 37 prototipazione, 61 modellazione solida 3-D, 244 rapida, 74 rapida, modellazione solida 3-D, 244 punta di freccia, rappresentazione della, 444f punteria, nei disegni di fabbricazione, 548 punto, 109 di fuga, 386 di fuga, posizione del, 387f nelle rappresentazioni a più viste, 295

Q quadrante, 116 quadrato, schizzo, 39 quadrilatero, 131 quota, 442 angolare, 445 ausiliaria, 442 collocamento della, 446 concetti di base (vedi anche quotatura), 444 di grandezza, 444 di orientamento, 445 di posizione (vedi anche posizione), 445 di riferimento, 442 esatta, 442 fuori scala, 450 linea di riferimento, 447 linea di, 443 lunghezza, 448 nominale, 442 orientamento, 449 posizionata all’esterno della vista, 450f raggruppamento, 447 ripetuta, 450 spaziatura, 447 superﬁcie limitata, 448

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quotatura alternativa, tecnica di, 470f, 471f associativa, 482 concetti di base (vedi anche quota), 444 degli smussi, 451 dei dettagli, 450-456 del contorno di una caratteristica, 457f del contorno, 456 della vista, 450 delle cave, 452f delle filettature, 456 delle scalanature, 456 di archi, 454f di cerchi concentrici, 453f di diametri, 453 di fori con allargatura, 454 di fori passanti, 454 di raggi, 453 di scalanature, 456 di un foro cieco, 451 di una lamatura, 454 direttive per la, 460-461 foro cieco, 454 funzionale, 468, 469f fuori scala, 450 in coordinate, 446 in un’assonometria isometrica, esempio di, 366f linea direttrice interrotta, 454f mediante scomposizione geometrica, 456 nei disegni isometrici, 365 processo di, 458-460 regole unificate ASME, 461-463 riferimento, 486 secondo la tecnica di scomposizione geometrica, 458f tecniche di, 456 tecniche unificate, 446 unificazioni introdotte dai costruttori, 456

R raccordo, nelle rappresentazioni a più viste, 302 raggio, 115 quotatura del, 453 raggio, raggruppamento delle quote, 447 rapporti tecnici, 88 rappresentazione, 29 a facce, 205 delle saldature, 554 ellittica di un cerchio, 300f

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Indice analitico

isometrica di cerchi, 369f creazione, 2 ray tracing, 244 del contorno, 30-32 realtà virtuale, 175f dello spazio negativo, 32 regioni adiacenti, nelle rappresentazioni a di quadrati uguali, 39 più viste, 310 di un’ellisse, 37f regola di una circonferenza, 36f del cilindro, 382f illustrativo, esempio, 25f della mano destra, 105 isometrico in semisezione, 379f reprografia, 520, 557-559 isometrico in sezione, 379f tecniche digitali, 558 isometrico, 366 rettilineità dell’asse, 491 isometrico, creazione di uno, 366 ribaltamenti, convenzioni particolari di obliquo, creazione di uno, 383 rappresentazione, 317 ombreggiato, 26f riferimento, 444 proporzionato, creazione, 38f e assemblaggio, 487 rappresentazione a più viste per gli, impiego del, 487 295 primario, 488 rovesciato, 33 quotatura, 486 strumenti per la creazione, 27-28 secondario, 487 tecniche per la creazione, 29-37 struttura di, 487 tecnico, creazione, 24-29 terziario, 487 tecnico, esempio, 25f riquadro scorrimenti miscelati, modellazione solida con descrizione delle modifiche, 532 3-D, 221 delle iscrizioni secondo la norma UNI scorrimento 8187, 530 basato sul percorso, modellazione solirondelle, 544 da 3-D, 220 rosette, 544 cieco, modellazione solida 3-D, 221 ruletta, 122-124 circolare, modellazione solida 3-D, 220 ruota dentata, nei disegni di fabbricazione, fino-al-successivo, modellazione solida 547 3-D, 221 infinito attraverso-tutto, modellazione solida 3-D, 221 S lineare, modellazione solida 3-D, 220 scostamento, 444, 471 saldatura, fondamentale, 472 simboli di, 554-556 scrittura dei caratteri, 40-42 rappresentazione, 554 secante, 115 scala segmento, 116 di disegno, 16 segni, 168 di ingrandimento, 16 complessi, 168 di riduzione, 16 semicerchio, 115 nel disegno di fabbricazione, 533 semi-ellisse, schizzo di, 370 scalimetro, 16, 17f semisezione, 416 scanalatura, quotatura, 456 settore, 115 scansione, 558 sezionamento schizzo concetti di base, 405-410 a due viste, 281 delle anime, regole convenzionali, 425f a due viste, creazione di uno, 284f tecniche CAD, 408 a due viste, posizionamento, 284f sezione a più viste, 281-287 ausiliaria, 423f, 424 a tre viste, 285 con piani concorrenti, 425 a tre viste, creazione di uno, 285 con piani paralleli, 418, 420f, 421f a una vista, 281 con un solo piano, 415, 416f CAD, esempio, 27f convenzioni per la realizzazione di, classificazione, 26f 424-426

di complessivi, 418 di diametro, 444 di parete sottile, 415 di raggio, 444 di un motore a combustione, 407f di un ponte a travate, 407f in scala, 419f in vicinanza, 418, 419f indicazione del materiale nella, 412 locale, 417 parziale, 417 ribaltata in luogo, 417, 418f successive su una biella, 419f tipi di viste in, 415-424 visualizzazione, 408, 410f simmetria, 159 sistema albero base, 472 foro base, 472, 476 smussi, quotatura degli, 451 smusso, nelle rappresentazioni a più viste, 302 solidi sottrazione di, 155f unione di, 155f solido caratteristiche di un oggetto, 153-154 negativo, 154 spaziatura tra le quote, 447 spigolo, 153 nelle rappresentazioni a più viste, 298 nelle viste in sezione, 409f viste fondamentali per la visualizzazione di, 290 spine, 544 spirale, 122 di Archimede, 124f spline, 125 sporgenza di supporto, 424f allineamento di, 426f strumenti CAD per la creazione di schizzi, 28 tradizionali da disegno, 13-22 struttura di riferimento, 487 superﬁcie, 128 a doppia curvatura, 128 a forma libera, 129 a singola curvatura, 128, 133 bidimensionale, 130 curva, nelle rappresentazioni a più viste, 298 di convoluzione, 135 di raccordo tangente a superﬁcie cilindrica, 304f, 305 di rivoluzione, 130

Indice analitico esempi di rappresentazione di una, 174f frattale, 136, 138f generata al calcolatore, tipi di, 130 generata da movimento di una retta, 130 nelle viste in sezione, 409f non sviluppabile, 130 NURBS, 140 obliqua, costruzione di una, in uno schizzo isometrico, 373 planare, 128 svergolata, 129, 136 sviluppabile, 130 sviluppo della, 160 swept (di scorrimento), 130 Sutherland, Ivan, 271 sviluppo della superﬁcie, 160 system design, 58

T tangente, 113-116 tecniche di quotatura, 456 tecnologo, deﬁnizione, 4 tolleranza, 444, 463-464, 465, 472 accumulo di, 470f bilaterale, 465 calcolo della, 500 catena di, 469 costi della, 468 del diametro del foro, 500 di accoppiamento, 465 di calibratura, 489 di forma, 490 di localizzazione, 498f di orientamento, 493 di orientamento, parallelismo, 493 di pezzo, 467 di posizione, 496 dimensione limite, 465 e dimensionamento geometrico (Geometric Dimensioning and Tolerance, GD&T), 482 e dimensionamento geometrico (Geometric Dimensioning and Tolerance, GD&T), regola n. 1, 482 generale, 464 geometrica, 483, 488-499

grado internazionale di (IT), 472 nei sistemi CAD, 481-482 parti complete e definizioni, 466f per i collegamenti fissi, 500 per i collegamenti smontabili, 500 rappresentazione della, 464-481 simmetrica, 465 sistema di, 467 unilaterale, 465 zona di, 472, 489 traccia del piano di sezione, 410-412 rappresentazione della, 411 tratteggio (o campitura), 412-415 di parti non adiacenti, 423f generale, 413 generico, 412 generico di superficie sezionata, 413f lungo il contorno, 415f per materiali solidi, 413 posizionamento delle linee del, 414f tecniche di esecuzione, 414 tipi di, 413f tipi di, per materiali solidi, 414f triangolo, 131 trocoide, 123 tubazioni, nei disegni di fabbricazione, 551-554

U Uccello, Paolo, 384 UNI, 11 utilizzo del modello nella modellazione basata su vincoli, 207

V variabili, tipi di, 169 vertice, 153 vettore, 168 vista (vedi anche viste) (percezione della luce), 151 a volo d’uccello, 387 anteriore, 274 ausiliaria, 319-322, 424 ausiliaria mediante un sistema CAD, 322 metodo della linea di piegatura, 321

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centrale, 277 dal basso, 274 dall’alto, 274 dell’occhio a terra, 387 dell’occhio del verme, 387 dell’occhio umano, 387 di dettaglio, convenzioni particolari di rappresentazione, 318 esplosa, 243 in sezione, 405 in sezione, in un disegno di complessivo, 525 in sezione, tecniche CAD 3-D, 426-428 laterale da destra, 274 laterale da sinistra, 274 parziale, convenzioni particolari di rappresentazione, 316 posteriore, 274 -telecamera, 231 -telecamera, strategia di orientamento, 235 viste (vedi anche vista) adiacenti, 275 collegate, 277 collocamento convenzionale, 274 in sezione, tipi di, 415-424 multiple predeﬁnite su sistema CAD, 286f principali, 270 scelta delle, 166 selezione delle, 287-290 visualizzazione, 6 dei disegni a più viste, 307-316 per due variabili indipendenti, 172-174 per la progettazione, 149-153 per una variabile indipendente, 169172 tecniche di, 154-162 vuotature allineate, 449

X xerograﬁa, 557

Z zona di tolleranza, 489

Finito di stampare nel mese di settembre 2003