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Le tolleranze geometriche di forma

Pubblicato da Enrico Di Daniel Filippini il 28 January 2021

🕓 Tempo di lettura: 8 minuti

Tolleranze di forma

Nei processi di sviluppo prodotto, le tolleranze sono fondamentali e influiscono notevolmente sul time-to-market e costi di fabbricazione.  I simboli delle tolleranze si suddividono in cinque famiglie: tolleranze di forma, tolleranza di profilo, tolleranze di orientamento,  tolleranze di posizione e tolleranze di oscillazione. Il seguente articolo tratta la prima categoria: le tolleranze di forma.

 

Tolleranza di Rettilineità

Descrizione: La tolleranza di rettilineità è una tolleranza di forma, quindi non prevede la definizione del Datum Reference Frame. Si applica a tutte le feature lineari, planari o agli assi derivati dalle feature of size (FOS). La specifica geometrica si presenta come in figura, con la possibilità di applicare i modificatori di materiale Ⓜ e Ⓛ (solo se applicata alla FOS).

- (ɸ)0.X (Ⓜ)

 

Tolleranza di linearità

Figura: a sinistra tolleranza di rettilineità applicata all'asse del cilindro, a destra

applicata alla superficie del cilindro.


Nella figura a sinistra la tolleranza di rettilineità è applicata all’asse dell’albero (superficie cilindrica), invece nella figura a destra la tolleranza di rettilineità è applicata a ciascuna linea longitudinale della superficie (generatrici del cilindro).

Zona di tolleranza: La zona di tolleranza di rettilineità è bidimensionale e permette alla forma reale di giacere tra due rette parallele e distanti il valore della tolleranza.

Misurazione: la procedura per la valutazione della rettilineità prevede, prima di tutto, di acquisire la geometria del componente fabbricato. L’acquisizione può essere fatta indifferentemente con strumenti a contatto o a scansione. La “nuvola di punti” acquisita (digitalizzazione della geometria) viene quindi processata dal software di controllo dimensionale che ne verifica lo scostamento rispetto alla condizione nominale: la linea presa in considerazione (reale e quindi di forma imperfetta) viene “avvolta” da due linee vincolate a restare parallele tra loro alla minima possibile distanza. Tale distanza rappresenta la misura di rettilineità che va confrontata con il valore della tolleranza geometrica riportata a disegno per garantire il rispetto della specifica geometrica.

 

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Tolleranza di planarità

Descrizione: La tolleranza di planarità è una tolleranza di forma, quindi non prevede la definizione del Datum Reference Frame. Si applica a tutte le features planari ed alle coppie di piani paralleli identificate come FOS: in questo caso la planarità è da intendersi applicata al “piano mediano derivato dalla FOS”. La specifica geometrica si presenta come in figura, con la possibilità di applicare i modificatori di materiale Ⓜ e Ⓛ (solo se applicata alla FOS).

⏥ 0.X (Ⓜ)

Tolleranza di planarità

 

Figura: tolleranza di planarità applicata alla feature planare superiore e

alla FOS con distanza tra le due feature planari di 0.5mm

 

Nella figura la tolleranza di planarità con valore 0.1mm è applicata all’intera faccia superiore del componente, invece la tolleranza di planarità con valore 0.05mm è applicata al piano medio tra le tue feature planari distanti 0.5mm.

Zona di tolleranza: la zona di tolleranza è tridimensionale e permette alla forma reale della feature planare di giacere tra due piani paralleli distanti il valore della tolleranza.

Misurazione: la procedura per la valutazione della planarità prevede per prima cosa di acquisire la geometria del componente fabbricato. L’acquisizione può essere fatta indifferentemente con strumenti a contatto o a scansione. La “nuvola di punti” acquisita (digitalizzazione della geometria) viene quindi processata dal software di controllo dimensionale che ne verifica lo scostamento rispetto alla condizione nominale: il piano in considerazione (reale e quindi di forma imperfetta) viene “avvolto” da due piani vincolati a restare paralleli tra loro alla minima possibile distanza. Tale distanza rappresenta la misura di planarità che va confrontata con il valore della tolleranza geometrica riportata a disegno per garantire il rispetto della specifica geometrica.

 

Tolleranza di circolarità

Descrizione: la tolleranza di circolarità è una tolleranza di forma, quindi non prevede la definizione di Datum Reference Frame. Si applica a tutte le feature geometriche la cui sezione è una circonferenza (tipicamente superfici cilindriche e coniche). La specifica geometrica si presenta come in figura, senza la possibilità di applicare i modificatori di materiale Ⓜ e Ⓛ.

○ 0.X

Tolleranza di circolarità

Figura: tolleranza di circolarità applicata ad un pattern di fori a sinistra,

in mezzo tolleranza di circolarità applicata ad una sfera.

particolare circolarità


Nella figura sopra la tolleranza di circolarità è applicata in due casi: nella vista di sinistra ciascun foro è quotato con una tolleranza di circolarità con valore 0.05 mm, nella vista in mezzo la sfera con raggio 0.70 mm è quotata con una tolleranza di circolarità con valore 0.03 mm.

Zona di tolleranza: la zona di tolleranza è bidimensionale e permette alla forma reale della feature circolare di giacere tra due circonferenze concentriche con differenza tra raggio maggiore R e raggio minore r pari al valore della tolleranza (figura a lato).

Misurazione: la procedura per la valutazione della circolarità prevede per prima cosa di acquisire la geometria del componente fabbricato. L’acquisizione può essere fatta indifferentemente con strumenti a contatto o a scansione. La “nuvola di punti” acquisita (digitalizzazione della geometria) viene quindi processata dal software di controllo dimensionale che ne verifica lo scostamento rispetto alla condizione nominale: la circonferenza in considerazione (reale e quindi di forma imperfetta) viene “avvolta” da due circonferenza vincolate a restare concentriche tra loro alla minima possibile distanza. Tale distanza rappresenta la misura di errore di circolarità che va confrontata con il valore della tolleranza geometrica riportata a disegno per garantire il rispetto della specifica geometrica.

 

Tolleranza di cilindricità

Descrizione: la tolleranza di cilindricità è una tolleranza di forma, quindi non prevede la definizione di Datum Reference Frame. Si applica esclusivamente a superfici nominalmente cilindriche. La specifica geometricha si presenta come in figura, senza la possibilità di applicare i modificatori di materiale Ⓜ e Ⓛ.

⌭ 0.X

Tolleranza di cilindricità

Figura: esempio di applicazione della tolleranza di cilindricità per FOS esterne ed interne


particolare cilindricitàNella figura sopra possiamo vedere la tolleranza di cilindricità applicata a diverse FOS. Precisamente la tolleranza di cilindricità con valore 0.05 mm è applicata ai quattro fori con diametro 10.00 mm, mentre la tolleranza di cilindricità con valore 0.1 mm è applicata alla FOS esterna con diametro 50.00 mm.

Zona di tolleranza: la zona di tolleranza è tridimensionale e permette alla forma della feature reale di giacere tra due cilindri coassiali con differenza tra raggio maggiore R e raggio minore r pari al valore della tolleranza (figura a lato).

Misurazione: la procedura per la valutazione della cilindricità prevede per prima cosa di acquisire la geometria del componente fabbricato. L’acquisizione può essere fatta indifferentemente con strumenti a contatto o a scansione. La “nuvola di punti” acquisita (digitalizzazione della geometria) viene quindi processata dal software di controllo dimensionale che ne verifica lo scostamento rispetto alla condizione nominale: il cilindro in considerazione (reale e quindi di forma imperfetta) viene “avvolto” da due cilindri vincolati a restare coassiali tra loro alla minima possibile distanza. Tale distanza rappresenta la misura di cilindricità che va confrontata con il valore della tolleranza geometrica riportata a disegno per garantire il rispetto della specifica geometrica.


Il Dimensional Management è una metodologia ingegneristica che sfrutta alcuni strumenti per gestire in modo sistematico le tolleranze. L’obiettivo è quello di definire ed ottenere il livello di precisione necessario solo dove effettivamente serve per arrivare a produrre ad un livello qualitativo accettabile (dipendente dall’applicazione) minimizzando i costi.

Se vi interessa avere maggiori informazioni su questa metodologia e scoprire i vantaggi che la tua azienda avrebbe nell'integrarla all'interno dei suoi processi di progettazione e produzione contattaci, uno dei nostri esperti risponderà a tutte le tue domande.


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Argomenti: Gestione delle tolleranze

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