{"id":23800,"date":"2025-03-05T03:13:41","date_gmt":"2025-03-05T02:13:41","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2025\/03\/05\/i-segreti-delle-tolleranze-dimensionali\/"},"modified":"2025-03-05T03:13:41","modified_gmt":"2025-03-05T02:13:41","slug":"i-segreti-delle-tolleranze-dimensionali","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2025\/03\/05\/i-segreti-delle-tolleranze-dimensionali\/","title":{"rendered":"I segreti delle tolleranze dimensionali"},"content":{"rendered":"
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La nuova norma ISO 14405-1<\/h2>\n

I disegni tecnici vengono ancora concepiti facendo riferimento a strumenti di misura come calibri, nei quali le misure sono espresse come distanze tra punti. Le tolleranze dimensionali vengono inserite su quasi tutte le quote<\/em>, le cui verifiche conducono molte volte a risultati controversi e dipendenti dalle capacit\u00e0 e dalla sensibilit\u00e0 del metrologo. Sarebbe quindi auspicabile sfruttare i vantaggi delle CMM e\/o altri sistemi di misura a coordinate, che estraggono numerosi punti dalla superficie di un elemento e, allo stesso tempo, definire tecniche pi\u00f9 sofisticate per specificare i controlli dimensionali in modo da soddisfare qualsiasi requisito derivante da numerose applicazioni industriali.<\/strong><\/p>\n

di Stefano Tornincasa<\/em><\/p>\n

Su quali elementi applicare le tolleranze dimensionali?<\/h2>\n
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Fig. 1. Esempi di features con dimensioni lineari (linear sizes) che devono soddisfare almeno due requisiti obbligatori: la feature deve avere dei punti in opposizione e dotata di un elemento di simmetria. L\u2019elemento cilindrico ha due dimensioni lineari, il diametro e la distanza tra le facce. La sfera ha una sola dimensione lineare e il cuboide ha 3 dimensioni lineari. A questi elementi (che possono essere sia esterni che interni) \u00e8 possibile associare delle tolleranze dimensionali.<\/figcaption><\/figure>\n

Per soddisfare queste esigenze e rimuovere qualsiasi ambiguit\u00e0 esistente nelle tradizionali specifiche di tolleranza dimensionale, la norma ISO 14405<\/a> (divisa in 3 parti) ha introdotto nuove definizioni e una ricca serie di modificatori delle specifiche di dimensione, fornendo cos\u00ec nuove opportunit\u00e0 ai progettisti (\u00e8 in corso di pubblicazione una nuova versione della norma ISO 14405-1). Ad esempio, viene introdotto il concetto di elemento con dimensione lineare o angolare<\/em> (feature of size<\/strong>) sul quale \u00e8 possibile applicare una tolleranza dimensionale. La figura 1 mostra alcuni esempi di dimensione lineare (size of feature of size<\/em>) che deve soddisfare tre requisiti (i primi due obbligatori):<\/p>\n

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  1. L\u2019elemento deve essere dotato di punti in opposizione<\/em>. Nel caso della figura 1, il cilindro ha due dimensioni lineari, il diametro e la distanza tra le facce. La sfera ha una sola dimensione lineare e il cuboide ha 3 dimensioni lineari.<\/li>\n
  2. La feature deve essere dotata di un elemento di simmetria<\/em> per verificare la dimensione in modo univoco e ripetibile (punto nel caso della sfera, asse o piano mediano)<\/li>\n
  3. La tolleranza dimensionale deve essere inserita quando l\u2019elemento \u00e8 destinato ad essere accoppiato<\/em> con altri organi. Si consideri ad esempio il montaggio della figura 2, in cui il supporto viene accoppiato nell\u2019apposita scanalatura della guida. Allo spessore e alla larghezza della base \u00e8 possibile associare delle dimensioni lineari con tolleranza<\/em>, poich\u00e9 devono essere considerati come feature of size \u201caccoppiabili<\/em>\u201d. Nel caso del montaggio semplificato della figura 3, non essendoci alcun problema di accoppiamento, allo spessore e alla larghezza della base viene associata la tolleranza geometrica del profilo generale <\/em>(con quote riquadrate), poich\u00e9, pur essendo considerati feature of size, non sono \u201caccoppiabili<\/em>\u201d.<\/li>\n<\/ol>\n
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    Fig. 2. Nello schema di montaggio il supporto viene accoppiato nell\u2019apposita scanalatura della guida: allo spessore e alla larghezza della base \u00e8 possibile associare delle dimensioni lineari con tolleranza, poich\u00e9 devono essere considerati come feature of size \u201caccoppiabili\u201d.<\/figcaption><\/figure>\n
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    Fig. 3. Nel caso del montaggio semplificato del supporto, non essendoci alcun problema di accoppiamento, allo spessore e alla larghezza della base viene associata la tolleranza geometrica del profilo generale (con quote riquadrate TED), poich\u00e9, pur essendo considerati feature of size, non sono \u201caccoppiabili\u201d.<\/figcaption><\/figure>\n

    Il diagramma e gli esempi di figura 4 chiariscono la differenza tra il concetto di dimensione<\/em> e quello di distanza<\/em>. Sar\u00e0 quindi opportuno distinguere in un componente gli elementi dotati di dimensione<\/strong> (lineari e angolari) su cui \u00e8 possibile applicare dei limiti dimensionali<\/em>, dalle distanze<\/strong> lineari e angolari, controllate dalle tolleranze geometriche di posizione <\/em>con quote riquadrate (TED).<\/p>\n

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    Fig. 4. Differenza tra il concetto di dimensione e quello di distanza. Sar\u00e0 quindi opportuno distinguere in un componente gli elementi dotati di dimensione (DML lineari e DMA angolari) su cui \u00e8 possibile applicare dei limiti dimensionali, dalle distanze lineari (DZL) e angolari (DZA), controllate dalle tolleranze geometriche di posizione con quote riquadrate (TED). <\/figcaption><\/figure>\n

    I principi delle 3 normative ISO 14405<\/h2>\n

    Per progettare oggi si usa quasi esclusivamente il software CAD 3D, per la fabbricazione dei particolari si usa il controllo numerico, e per il controllo dei particolari si usano macchine di misura a coordinate (CMM). Pertanto, per comunicare le specifiche tecniche e funzionali dei componenti, bisogna superare i concetti che erano contenuti nelle norme di riferimento redatte nel passato, come la specifica dei limiti dimensionali su ogni tipo di quota.<\/p>\n

    In questa ottica, le 3 normative 14405\/1 del 2016 (Dimensional tolerancing: linear sizes<\/em>), 14405\/2 del 2019 (Dimensions other than linear sizes<\/em>) e \u00a014405\/3 del 2016 (Angular sizes<\/em>) propongono una nuova filosofia per documentare il prodotto, pi\u00f9 adatta alle esigenze della attuale realt\u00e0 produttiva e improntando le norme del disegno tecnico sui principi che sono alla base del modo pi\u00f9 moderno di misurare. In particolare, la norma ISO 14405-1 (nel 2025 uscir\u00e0 una nuova edizione) pone particolare attenzione agli aspetti del controllo, stabilendo la terminologia e alcuni simboli speciali (detti modificatori<\/strong>) per le dimensioni lineari, che possono essere determinanti per l\u2019esito della verifica della conformit\u00e0 alla specifica.<\/p>\n

    La dimensione<\/strong> (size<\/em>) \u00e8 definita sulla geometria nominale di un disegno tecnico ed \u00e8 una caratteristica intrinseca di una feature di size. Il progettista pu\u00f2 anche specificare come verificare i limiti dimensionali<\/em> sulla geometria estratta mediante una dimensione locale<\/strong> (local size<\/em>), una dimensione globale<\/strong> (global size<\/em>) oppure una dimensione calcolata<\/strong> (calculated size<\/em>).<\/p>\n

    Dimensione locale<\/h3>\n
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    Fig. 5. Per ogni feature of size esistono infinite dimensioni locali, che possono essere valutate come: a) distanza tra due punti opposti (LP, default. b) Dimensione sferica (LS), definita come diametro locale della pi\u00f9 grande sfera inscritta. c) Dimensione della sezione ACS (Any Cross Section), definita ad esempio col criterio del pi\u00f9 grande cerchio inscritto nella sezione trasversale. Poich\u00e9 esistono infinite dimensioni locali, per ottenere un\u2019unica dimensione \u00e8 necessario procedere a un calcolo statistico, calcolando ad esempio la media (SA) o la mediana (SM) delle misurazioni locali.<\/figcaption><\/figure>\n

    Per ogni feature of size esistono infinite dimensioni locali, che possono essere valutate come (fig. 5):<\/p>\n

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    1. \u00a0distanza tra due punti<\/strong>, definita come distanza locale diametrale su un elemento cilindrico, o distanza tra due punti di due opposti piani nel caso di una scanalatura. E\u2019 la dimensione che \u00e8 assunta come default<\/em> in mancanza di altre indicazioni nel disegno. Tale scelta \u00e8 coerente con l\u2019approccio tradizionale fino ad oggi adottato.<\/li>\n
    2. dimensione sferica<\/strong>, definita come diametro locale della pi\u00f9 grande sfera inscritta;<\/li>\n
    3. dimensione della sezione<\/strong>, definita ad esempio in modo trasversale (ACS<\/strong>, Any Cross Section<\/em>) o longitudinale (ALS<\/strong>, Any Longitudinal Section<\/em>) col criterio del pi\u00f9 grande cerchio inscritto nella sezione. Su una feature estratta, \u00e8 possibile definire un numero infinito di sezioni;<\/li>\n<\/ol>\n

      La dimensione locale per definizione non \u00e8 un valore \u201cunico\u201d e quindi per ottenere la dimensione di una feature estratta \u00e8 quindi necessario definire matematicamente l\u2019ordine di grandezza della dimensione della feature, prendendo ad esempio la media o la mediana delle misurazioni locali.<\/p>\n

      Dimensione globale<\/h3>\n
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      Fig. 6. La dimensione globale di una feature estratta \u00e8 un unico valore che definisce la dimensione della feature of size, e pu\u00f2 essere ottenuta a) col criterio del minimo inviluppo circoscritto (GN), b) col criterio del massimo inviluppo inscritto (GX), c) col metodo dei minimi quadrati (GG), e infine d) con la funzione obiettivo minimax (o Chebyshev, GC) che minimizza il valore massimo dell\u2019insieme di distanze rispetto ai punti reali.<\/figcaption><\/figure>\n

      La dimensione globale di una feature estratta \u00e8 un unico valore che definisce la dimensione della feature of size. Pu\u00f2 essere ottenuta in modo indiretto<\/strong> (es. media delle dimensioni locali), oppure in modo diretto<\/strong>, con uno dei metodi della figura 6:<\/p>\n

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      1. criterio del massimo<\/strong> inviluppo inscritto (GX), applicabile soprattutto a singolarit\u00e0 interne, denominata anche mating size<\/em>;<\/li>\n
      2. criterio del minimo<\/strong> inviluppo circoscritto (GN), applicabile soprattutto a singolarit\u00e0 esterne;<\/li>\n
      3. dimensione globale ottenuta col metodo dei minimi quadrati<\/strong> (GG), diametro del cilindro i cui punti minimizzano la somma dei quadrati delle distanze rispetto ai punti reali.<\/li>\n
      4. dimensione globale ottenuta con la funzione obiettivo minimax<\/strong> (o Chebyshev, <\/strong>GC) che minimizza il valore massimo dell\u2019insieme di distanze rispetto ai punti reali.<\/li>\n<\/ol>\n

        Dimensione calcolata<\/h3>\n

        La dimensione calcolata proviene da una formula matematica che associa le dimensioni di una feature. Ad esempio il diametro d della circonferenza \u00e8 ottenuto dividendo la lunghezza L della linea estratta (in una sezione normale all\u2019asse di un cilindro ideale ottenuto col metodo dei minimi quadrati) per p :<\/p>\n

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        Con le stesse modalit\u00e0 \u00e8 possibile ottenere il diametro dall\u2019area di una sezione e dal volume.<\/p>\n

        Dimensione ibrida (locale e globale)<\/h3>\n
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        Fig. 7. Metodologia di verifica ibrida, attraverso l\u2019esigenza di inviluppo, indicata con il simbolo \u24ba equivalente a due specifici operatori. Infatti, per le feature interne, il modificatore \u24ba ha lo stesso significato di un operatore GX (massimo inviluppo inscritto) per il limite inferiore e di distanza tra due punti LP per il limite superiore. Per la verifica, oltre alle tradizionali macchine CMM, \u00e8 possibile utilizzare due tipi di calibro per il controllo, un micrometro per interni per il limite superiore e un calibro funzionale per il limite inferiore.<\/figcaption><\/figure>\n

        La norma ISO 14405-1 prevede un ulteriore metodologia di verifica ibrida, equivalente all\u2019esigenza di inviluppo<\/strong>, indicata con il simbolo \u24ba. Questa riassume in un solo simbolo due specifici operatori. Infatti, per le feature interne (fig. 7), il modificatore di inviluppo ha lo stesso significato di un operatore GX<\/strong> (massimo inviluppo inscritto) per il limite inferiore e di distanza tra due punti LP<\/strong> per il limite superiore (l\u2019operatore SX<\/strong> determina la misura massima). Per la verifica, oltre alle tradizionali macchine CMM, \u00e8 possibile utilizzare due tipi di calibro per il controllo:<\/p>\n

          \n
        1. per il limite superiore, un micrometro per interni per determinare le dimensioni massime (minimo materiale);<\/li>\n
        2. per il limite inferiore, un calibro funzionale costituito da un elemento cilindrico con le dimensioni esterne equivalenti al massimo materiale.<\/li>\n<\/ol>\n

          Entrambe le prescrizioni equivalgono alla Rule #1 della norma ASME Y14.5:2018<\/a>, che nello standard americano \u00e8 il default.<\/p>\n<\/div>\n

          L’articolo I segreti delle tolleranze dimensionali<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

          Vai alla fonte.<\/a><\/p>\n

          Autore: Roberta Falco<\/p>\n

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