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Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine Disegno di Macchine Lezione n°1 – Nozioni di Base corso per I anno della laurea in ing. meccanica Docente: ing. Francesca Campana

Disegno Macchine: dispense di disegno meccanico

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dispense di disegno meccanico

Text of Disegno Macchine: dispense di disegno meccanico

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n1 Nozioni di Base

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Scopo del corso

    Il corso di Disegno di Macchine ha lo scopo di: insegnare a leggere e redigere i disegni tecnici di progetti relativi allambito

    dellingegneria industriale; spiegare il ruolo del disegno nella progettazione meccanica.

    Al termine del corso lo studente deve essere in grado di rispondere affermativamente alle seguenti domande:

    So interpretare un disegno tecnico capendo cosa rappresenta? So disegnare secondo la normativa tecnica un componente meccanico? Ed un

    assieme? Ho capito a cosa serve un disegno nelliter di progettazione?

    Un disegno tecnico una rappresentazione sintetica realizzata secondo norme specifiche finalizzate a spiegare in modo univoco la forma e le dimensioni di un prodotto o componente, le sue modalit di funzionamento, Il materiale di cui composto e le caratteristiche di fabbricazione.

    Questi elementi rappresentano i risultati del processo di progettazione ovvero di quella serie di ragionamenti e calcoli specifici del lavoro dellingegnere.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    IdeaIdea

    Prodotto Prodotto

    finitofinito

    Progetto di Progetto di massimamassima

    Pianificazione del processo Pianificazione del processo di produzionedi produzione

    ProduzioneProduzione

    Progetto Progetto esecutivoesecutivo

    Il compito della progettazioneDefinizioni di base1. Sistema meccanico (o assieme) = sistema in grado di compiere un Lavoro, assolvendo a

    specifiche funzionalit e requisiti prescritti allinizio della progettazione.2. Componente meccanico = elemento di base che insieme ad altri concorre alla definizione di

    un assieme.

    La realizzazione di un qualsiasi sistema meccanico richiede una serie di passi che delineano con dettagli via via crescenti il sistema, rendendo possibile il passaggio dallidea (o esigenza di mercato) al prodotto finito.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Il compito della progettazioneLattuale organizzazione industriale prevede una vastissima gamma di categorie

    merceologiche che richiedono prodotti meccanici di vario tipo ed impiego la cui progettazione si pu articolare in pi fasi quali:1. La progettazione concettuale: in cui si definisce il principio di funzionamento ed un

    primo schema di massima (arrangiamento) del sistema;2. La progettazione di massima: in cui si procede al dimensionamento ed

    allottimizzazione dellarrangiamento dei componenti;3. La progettazione esecutiva: in cui si indicano e risolvono tutte le problematiche di

    assemblabilit e funzionalit del sistema;4. La progettazione della fabbricazione del sistema: in cui si risolvono tutti i problemi

    legati a come produrre il sistema.Le varie fasi di progettazione implicano documenti differenti e quindi diversi tipi di disegni

    tecnici: disegni di disegni di avamprogettoavamprogetto (schizzi a mano, (schizzi a mano,

    rappresentazioni concettuali)rappresentazioni concettuali) (progetto di massima)(progetto di massima) disegni costruttivi (di complessivi, di gruppo, di sottogruppo, disegni costruttivi (di complessivi, di gruppo, di sottogruppo, di di

    componenti)componenti)(progetto esecutivo)(progetto esecutivo)

    disegni di fabbricazionedisegni di fabbricazione (per chi deve produrre) (per chi deve produrre)

    disegni disegni come costruitocome costruito (per l(per larchiviazione)archiviazione)

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Levoluzione del Disegno TecnicoLabilit di realizzare disegni a mano estremamente utile per catturare le idee e comunicare al volo con i colleghi, rendendo possibile unimmediata valutazione dei pro e dei contro di alcune soluzioni. Per questo la si utilizza molto durante la fase di progettazione concettuale.La stesura dei disegni costruttivi e di fabbricazione un tempo era realizzata al tavolo da disegno con lausilio del tecnigrafo (da qui deriva luso di chiamare i disegni tecnici anche messe in tavola), ora automatizzata al computer mediate luso dei sistemi di Computer Aided Design (CAD).Computer Aided Design = Progettazione assistita dal calcolatoreComputer Aided Drawing = Messa in tavola (o disegno bidimensionale) assistita dal calcolatore Come sar chiarito in seguito i disegni tecnici rappresentano i componenti in forma bidimensionale, disegnandoli cos come sono visibili lungo specifiche direzioni di vista (vedi riquadro 2 in figura).

    Disegno di Disegno di massima a manomassima a mano 2.2. proiezioniproiezioni

    22

    3. sezione3. sezione

    33

    1.1. assonometriaassonometria

    11

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    I programmi di Computer Aided Design mutano la logica di progetto consentendo da subito la formalizzazione e la visualizzazione 3D dei componenti e del loro assieme.

    I disegni al CAD si chiamano per questo modelli solidi dei componenti. Un modello solido navigabile in tutte le direzioni (contrariamente ad un disegno tecnico) ed

    interrogabile per conoscere il centro geometrico o delle masse (se si attribuisce una densit), la superficie, il volume di tutto o di dettagli.

    I sistemi CAD si articolano in almeno 3 ambienti: uno di modellazione solida, uno di messa in tavola in cui si possono realizzare in modo automatico le viste di

    proiezione, le sezioni , e lambiente di assemblaggio in cui si creano prototipi con cui verificare lassemblabilit

    ed il movimento degli assiemi.

    I sistemi CAD meccanici ( ad es. CATIA, Solid Edge, Solid Work, Autodesk Inventor, Pro-E, ) uniti ad altri software di verifica strutturale (calcolo agli elementi finiti = FEM), cinematica e automatizzazione delle lavorazioni meccaniche (sistemi CAM = Computer Aided Manufacturing), formano i sistemi di Computer Aided Engineering ovvero i sistemi di Ingegnerizzazione assistita dal calcolatore.

    Levoluzione del Disegno Tecnico

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Cenni di modellazione solidaI modelli solidi si disegnano aggiungendo e sottraendo tra loro volumi. Questo si pu realizzare in modo intuitivo attraverso: la creazione di primitive di base (parallelepipedi, cilindri, tronchi di cono, ) la traslazione o rotazione di superfici piane lungo un percorso rettilineo o curvo luso di operazioni booleane tra volumiAltre operazioni di rifinitura consentono di raffinare i modelli creando caratteristiche specifiche come i raccordi, gli smussi, i fori o gli sformi.

    Sottrazione di un volume da un altro(operazione di scavo)

    Sottrazione di un volume da un altro(operazione di scavo)

    Sottrazione di un volume da un altro(operazione di scavo)

    Creazione di foro alesato

    (operazione di foratura)SmussaturaRaccordaturaForatura

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Procedendo in questo modo la forma finale si ottiene attraverso una serie di lavorazioni che si susseguono secondo la logica della sgrossatura (= ottenere la forma di massima attraverso scavi successivi su un blocco di materiale) e della rifinitura (forature, raccordi, smussi, ) in modo simile a come si fa con le macchine utensili.

    Questa serie di lavorazioni intuitive corrispondono alla definizione di un database di equazioni e bordi in grado di rappresentare e descrivere i volumi disegnati.

    La struttura dei data-base segue essenzialmente le logiche della rappresentazione CSG (= Constructive Solid Geometry), e B-Rep (= Boundary Representation) ovvero della rappresentazione dei bordi.

    Alla teoria della struttura dati si associano le tecniche di computer grafica per la visualizzazione del solido ed il rendering.

    Cenni di modellazione solida

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n2 Nozioni di disegno tecnico

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Il Disegno Tecnico Lo scopo del disegno tecnico consiste nel rappresentare il componente meccanico

    secondo principi geometrici e regole imposte dalla normativa in modo tale che sia univocamente ed universalmente comprensibili le sue forme, dimensioni e le caratteristiche di fabbricazione.

    La rappresentazione geometrica realizzata nelle cosiddette tavole di disegno una rappresentazione bidimensionale in grado di far ricostruire, mentalmente, al tecnico laspetto tridimensionale del componente o dellassieme. Questa ricostruzione pu avvenire grazie alluso delle proiezioni ortogonali e delle viste in sezione.

    La normativa prescrive le modalit di realizzazione del disegno tecnico cos da unificare e rendere universale il modo di interpretazione del disegno bidimensionale. Esistono due enti unificatori principali: l UNI (Ente Nazionale Italiano di Unificazione) e lISO (International Standard Organization). Lente ISO detta le normative a livello internazionale e lUNI le ratifica e recepisce a livello nazionale. Per ogni settore industriale esistono dei comitati che si occupano di discutere ed aggiornare gli standard del settore.

    La norma UNI EN ISO 5457: 1999 definisce i formati dei fogli, la UNI 938 (norma solo nazionale) spiega come ripiegarli

    La norma UNI EN ISO 128-20:2002 detta le convenzioni di base sulle linee di tracciatura del disegno

    La norma UNI EN ISO 5456: 2001 codifica i metodi di proiezione da adottare

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Il Disegno Tecnico: il formato dei fogliPrima dellavvento del CAD il disegnatore doveva munirsi di matite con punte di varia

    durezza (per tracciare al meglio i vari tratti in funzione della pressione della mano), riga, squadra, curvilinee, compasso, ... oltre che il foglio. Ora con il CAD i tratti si impostano al calcolatore e tracciare linee curve o forme complicate non pi un problema manuale. Tuttavia resta la necessit di preparare il foglio.

    Da normativa si prevedono 5 formati standard di foglio, indicati con le sigle A0, A1, A2, A3, A4.

    Il foglio A0 il pi grande: ha unarea pari da 1 m2 ed i suoi lati sono di 1189 x 841 mm.Le dimensioni degli altri formati derivano dal foglio A0 secondo lo schema riportato in

    figura

    A0

    A2

    A1A4

    A3

    b/2

    a

    b

    Esiste la similitudine:a : b = b/2 : aquindib=1.41 a

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Il Disegno Tecnico: il formato dei fogliViste le dimensioni di un foglio A0 o di A1 si comprende come mai occorrano delle

    regole per ripiegare i fogli.Il contorno del foglio viene squadrato ad indicare la zona entro cui si disegna. I margini

    possono presentare delle maglie rettangolari per localizzare delle aree attraverso coordinate alfanumeriche (questo utile per localizzare i dettagli in disegni molto complessi).

    In basso a destra si predispone il cartiglio, una zona in cui riepilogare i dati identificativi del documento.

    A

    B

    C

    1 2 3

    Un sistema di coordinate alfanumeriche ai bordi permette di localizzare aree diverse del disegno

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per quanto riguarda la grossezza della linea le regole specifiche saranno richiamate volta per volta quando si adotteranno. Al momento basta sapere che esistono le linee continue grosse per disegnare tutti gli spigoli ed i contorni in vista mentre i bordi nascosti, se indicati, si tracciano con linea tratteggiata grossa. Con la linea fine in tratteggio, o meno, si tracciano le linee di costruzione, mentre gli assi di simmetria si tracciano come linee miste (tratto punto) fini.

    La linea fina spessa rispetto alla linea grossa.

    Il Disegno Tecnico: la grossezza delle linee

    continua grossa

    tratteggiata grossa

    continua fine

    mista fine

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le AssonometrieLe viste assonometriche hanno lo scopo di dare unidea tridimensionaledella forma di un componente.Nel disegno meccanico si utilizzano in prevalenza lassonometria isometricae quella cavaliera. Nei rispettivi casi I piani di riferimento dello spazio (xy, yze zx) sono reciprocamente disposti come in figura:

    120120

    x y

    z

    x

    y

    z

    135

    Assonometria isometrica

    Assonometria cavaliera

    Luso di queste viste legato in genere alla creazione delle viste di assiemee delle viste esplose in cui si vuole trasmettere la tridimensionalitdellinsieme.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le proiezioni ortogonali descrivono bidimensionalmente un oggetto reale.Consistono nel proiettare ortogonalmente, sul piano del disegno, da una distanza infinita, le varie vistedelloggetto da rappresentare

    zx

    y

    A AB BC C

    Il Disegno Tecnico: le proiezioni ortogonali

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    zx

    y

    A A

    B B

    C C

    RUOTO IL PIANO XY

    Le diverse proiezioni (una per ciascuna modalit di

    vista delloggetto) vengono rappresentate sul

    foglio come illustrato a destra

    Il Disegno Tecnico: le proiezioni ortogonali

    RUOTO IL PIANO XZ

    PIANO ZY

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Secondo le norme

    Esistono due metodi di rappresentazione:

    1. 1. ilil metodometodo europeoeuropeo

    2. 2. ilil metodometodo americanoamericano

    Si differenziano in base alla posizione delloggettorispetto al piano di proiezione ed allosservatore

    In questo casologgetto appare

    riflesso, come se fosse specchiato!

    Il Disegno Tecnico: le proiezioni ortogonali

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    M N

    OP

    Q

    R

    M N

    OP

    Q

    R

    Piani di Proiezionesecondo il metodo ...

    p

    i

    a

    n

    o

    v

    e

    r

    t

    i

    c

    a

    l

    e

    piano orizzontale

    piano laterale

    Prospetto (vista anteriore)

    Pianta (vista dallalto)

    Vista da sinistra

    Vista da destra

    Vista dal basso

    Vista posteriore

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    M N

    OP

    Q

    R

    Proiezione Ortogonale

    N.B.

    In questo caso, poich loggetto assialsimmetrico bastano due viste per

    definirlo interamente.

    M N

    OP

    Q

    R

    Come si sceglie la vista centrale o prospetto?La vista da collocare in posizione 1 quella considerata come maggiormente rappresentativa del pezzo in esame. Nel caso di una vite o di un albero sar la vista parallela allasse, nel caso di un automobile la vista dal lato. Per essere pi incisivi, ove potrebbero esserci delle ambiguit, lorientamento della vista deve ricalcare quello del suo possibile montaggio/funzionamento (unautomobile dovr avere le ruote verso il basso e non in alto!).

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    M N

    OP

    Q

    R

    Proiezione Ortogonale

    M N

    OP

    Q

    R

    N.B.

    In questo caso, poich loggetto assialsimmetrico bastano due viste per definirlo interamente

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Esempio di svolgimento si parte dalla conoscenza del corpo tridimensionale si sceglie e si realizza la vista centrale

    Si realizzano le altre viste in modo tale che esista la corrispondenza degli spigoli nel passaggio da una vista allaltra.Questa corrispondenza si realizza attraverso le linee di costruzione (indicate nel disegno a tratto fine).N.B. Nei progetti esecutivi le linee di costruzione non si riportano

    45

    In tratteggio si riportano i bordi nascosti relativi ai 3 fori.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Proiezioni ortogonali di oggetti simmetrici

    I solidisolidi assialsimmetriciassialsimmetrici (corpi cilindrici) e le figure simmetriche devono averelindicazione degli assi

    Gli assi dei raccordi non si riportano

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Proiezioni ortogonali di raccordi

    I raccordi hanno lo scopo di eliminare gli spigoli, perch potrebbero essere taglienti oppure perchpossono creare zone critiche per la resistenza del pezzo (vedi in seguito il disegno di alberi ad asse reattilineo). Lassenza dello spigolo fa s che nelle proiezioni larea soggetta a raccordo non venga rappresentata.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Proiezioni di superfici inclinate od obliqueLa perpendicolarit tra la direzione di vista ed il piano di proiezione garantisce la

    rappresentazione reale della forma e delle dimensioni del componente. Capita alle volte che il pezzo sia cos complicato da presentare comunque piani inclinato o obliqui.

    Una superficie inclinatainclinata se perpendicolare ad uno dei piani di proiezione ma inclinata rispetto ai due piani adiacenti.

    Una superficie obliquaobliqua se non parallela a nessuno dei tre piani di proiezione.

    sup. inclinata

    Nelle superfici inclinate le dimensionirimangono invariate solo nella vista

    ortogonale alla superficie.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per ottenere la forma e le dimensioni reali di una superficie inclinata si ricorre: alla vista ribaltata, ovvero alla rotazione della figura fino a renderla

    parallela ad un piano di proiezione (nel caso delle superfici inclinate) ; alla vista ausiliaria (nel caso delle superfici inclinate o oblique).

    Proiezioni di superfici inclinate od oblique

    piano inclinato

    piano di proiezione

    piano ribaltato

    proiezione ribaltata

    Operazione di ribaltamento

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Si ottiene lo stesso scopo anche non ribaltando ilpiano ma realizzando la proiezione su un piano ad esso parallelo.

    piano ausiliario vista ausiliaria

    Proiezioni di superfici inclinate od oblique

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Esempi di viste ausiliarie e ribaltamenti

    Vista Ausiliaria

    Ribaltamento

    indicazioneindicazione del del ribaltamentoribaltamento

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n3 Nozioni di disegno tecnico: le viste in sezione

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineViste in sezioneNei componenti cavi le proiezioni possono essere insufficienti a descrivere in modo chiaro la forma, in questi casi si ricorre alla rappresentazione mediantesezione.sezione.

    La sezione la rappresentazione secondo proiezione ortogonale di una delle due parti che si ottengono dividendo idealmente loggetto secondo uno o pipiani chiamati piani di taglio. La proiezione sar ortogonale al piano di taglio per mettere in evidenza la forma e le dimensioni su tale piano.

    piano di taglio

    Il materiale che interseca il piano di taglio viene evidenziato attraverso un tratteggio in

    linea fine, generalmente inclinato a 45, noto anche come campitura della sezione.

    superfici dietro il piano di taglio

    superficie sul piano di taglio

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Viste in sezioneNella rappresentazione la traccia del

    piano di taglio deve essere mostrata in modo chiaro, cos da comprendere dove posizionare la sezione in esame.

    I piani di taglio si indicano in proiezione ortogonale sottoforma di tracce, attraverso un tratto misto fine e grosso. Con il tratto grosso si marcano di pi gli estremi. A questi estremi si fanno corrispondere due frecce, ad indicare la direzione di proiezione, e una lettera maiuscola identificativa della sezione in esame.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Viste in sezioneLe linee di tratteggio nelle aree sezionate vanno disegnate equidistanti, inclinate

    a 45con tratto fine. Se presente uno spigolo anch esso a 45linclinazione si pu cambiare con un angolo incluso tra i 30e i 60.

    La distanza tra le linee di tratteggio in funzione della dimensione delloggetto (pi loggetto piccolo pi le linee sono vicine). Oggetti di grandi dimensioni possono avere il tratteggio solo in prossimit dei bordi. Oggetti di piccolo spessore (max 2 mm) si anneriscono interamente.

    N.B. Aree diverse dello stesso componente devono avere le linee inclinate nello stesso verso e con la stessa distanza.

    N.B. Componenti contigui rappresentati in sezione devono avere tratteggi ad inclinazioni diverse o diverso intervallo di tratti.

    Errore!Corretta!

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Tipi di sezione

    Le sezioni si possono suddividere in base:

    allelemento secante >> un solo piano, pianiparalleli, piani concorrenti,superfici qualsiasi

    allestensione della sezione >> semisezioni, sezioni parziali o a strappo

    alla posizione >> sezioni ribaltate in loco, sezioni in vicinanza, sezioni successive

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Sezioni con piani paralleli

    Il cambio di piani in sezione reso evidente dallo sfalsamento del tratteggio e da una linea mista ad indicare il cambio di piano.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Sezioni con piani concorrenti

    In questo caso necessario eseguireun ribaltamento

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Semi-Sezioni

    La semisezione rappresenta la vista in sezione di met componente, laltra met si rappresenta in proiezione ortogonale.Questo tipo di rappresentazione particolarmente indicato per corpi assialsimmetrici.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Sezioni a strappo

    In altri casi, se il dettaglio interno piccolo rispetto allinterocomponente si pu ricorrere alla sezione a strappo

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Sezioni ribaltate in loco

    Talvolta, per evidenziare la sezione di travi o parti assimilabili a travi, opportuno rappresentare la sezione con un ribaltamento in loco. In questo modo si ha una visione immediata della sezione risparmiando laggiunta di una vista ulteriore.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Eccezioni nella rappresentazione in sezioneAlcuni componenti meccanici o parti di essi non vengono mai rappresentati in

    sezione ma sempre in proiezione ortogonale anche se inseriti in una sezione di assieme.

    Questi componenti sono gli alberi e gli assi, le spine, le chiavette e le linguette, quando rappresentati in vista longitudinale.

    1. Asse (rappresentato in proiezione)

    2. Montante o staffa3. Rullo tenditore4. Base

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le parti di componenti sono invece: le dentature delle ruote dentate (in vista longitudinale), le razze delle pulegge (in vista longitudinale), gli elementi volventi dei cuscinetti (in ogni vista).

    Le razze possono essere associate a sezioni trasversali con ribaltamento in loco.

    Eccezioni nella rappresentazione in sezione

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n4 Quotatura

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Quotatura dei disegni meccaniciNel disegno meccanico attraverso la quotatura si precisano le dimensioni del componente, rendendo

    possibile la sua realizzazione ed il suo corretto montaggio.

    La norma di riferimento per la sua corretta definizione la UNI 3973.

    Dal punto di vista grafico le quote si riportano avvalendosi di linee di riferimento (in tratto continuo fine) che localizzano gli spigoli a cui si riferisce la quota. Tra le due linee di riferimento si traccia una linea di misura (a tratto continuo fine con due frecce terminali) su cui si riporta la quota nominale.

    La quota da riportare quella effettiva del componente: se il disegno in scala non si riporta il valore della lunghezza della linea di misura ma del componente reale.La disposizione delle linee di riferimento deve essere ordinata in modo tale da semplificare la comprensione del disegno: le linee non si devono intersecare tra loro e con le linee di disegno della parte. Inoltre devono succedersi in modo equi-spaziato, in genere sul basso e verso destra. I bordi nascosti se presenti NON devono essere quotati (per definire i dettagli interni si quota la vista in sezione).

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Lorientamento delle quote parallelo alla linea di misura in modo da consentire la lettura in orizzontale per una rotazione del foglio di 90oraria.

    Oggetti simmetrici possono avere quote con linee di misura incomplete ed una sola linea di riferimento. In questo caso le quote si sfalsano in maniera alternata

    Quote riferite a diametri si riportano con il prefisso O

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per chiarezza di Per chiarezza di rappresentazione alcune rappresentazione alcune

    linee di riferimentolinee di riferimento si si possono fare possono fare obliqueoblique

    Evitare di intersecare le

    linee del disegno

    Non quotare i bordi nascosti

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le quote disposte su un componente possono essere distinte in quote di grandezza se definiscono la dimensione dellentit in esame (ad esempio un raggio o la distanza tra due facce), oppure in quote di posizione, se servono a localizzare la posizione degli assi dei fori.

    14

    4

    20

    R2

    10 18

    R2

    A riguardo si ricorda che la disposizione di quote secondo quanto riportato a destra errata poich non ha alcuna utilit pratica nel localizzare il centro del foro.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Esempi di quotatura disposta in parallelo

    Esempio di quotatura disposta in serie La scelta di una disposizione rispetto allaltra vincola la precisione finale del pezzo e le modalitdi collaudo. Nella quotatura in serie ogni tratto parte dal precedente per cui la lunghezza finale del pezzo affetta dagli errori di lavorazione di ogni singola quota.Nella quotatura in parallelo ogni dimensione riferita ad una specifica faccia, per cui gli errori non si accumulano.

    Alla luce di queste considerazioni occorre chiedersi con quale logica si impostano le quote di un disegno.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    La scelta di quali elementi geometrici quotare deriva dalle necessit di: localizzare tutte le dimensioni necessarie alla definizione del pezzo (come se

    dovesse essere riprodotto) focalizzare i problemi inerenti al montaggio ed al funzionamento della parte aiutare il processo di fabbricazione riducendo gli errori definire i punti di collaudo del pezzo

    Si distinguono cos diversi tipi di quotatura.Nel disegno esecutivo di un componente si riportano tutte le quote necessarie a definire

    ogni dettaglio. Queste volendo possono essere distinte in quote funzionali, non funzionali e, se presenti, ausiliarie.

    Come si imposta una quotatura di un componente? Quali elementi vanno quotati?

    Le quote funzionali sono quelle relative alle superfici di accoppiamento.Quelle non funzionali si riferiscono ad elementi che completano la geometria ma non servono al funzionamento della parte. Quelle ausiliarie sono quote ridondanti per evitare calcoli a chi deve realizzare il pezzo. Le quote ausiliarie si riportano tra parentesi

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Talvolta la quotatura del progetto esecutivo pu coincidere con la quotatura di fabbricazione, altre volte no. In questultimo caso pu essere opportuno creare una versione del disegno con quotatura di fabbricazione. La fabbricazione di un componente, soprattutto se fatta alle macchine utensili, avviene secondo una sequenza di lavorazioniciascuna delle quali porta a misura specifiche parti. A seguire si illustra il problema con un esempio preso dal Manf, Pozza, Scarato.

    Il disegno in figura rappresenta un perno, definito dai diametri A e B e dalle rispettive lunghezze C e D. Questo sistema di quote rispecchia la logica delle quote funzionali poich linserimento del perno in un foro di diametro nominale B consente un corretto funzionamento solo se la misura D rispetta lesigenze di corretto montaggio nel foro.Sulla carta possibile riportare le lunghezze C e D o in serie (come fatto in figura) oppure in parallelo in cui ad esempio D si desume per differenza. La quotatura proposta pu essere una quota di fabbricazione?

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Immaginiamo di ottenere il perno partendo da un semilavorato costituito da una barra circolare di diametro > A e lunghezza >> C+D

    Afferro la barra, creo la superficie 1 facendo s che sia ortogonale allasse della barra (sfacciatura) levo materiale fino ad ottenere il diametro A per un tratto > C+Dlevo materiale per un tratto di lunghezza D in modo che abbia diametro pari a Btronco il perno ad una lunghezza C+D

    Le quote utili alla lavorazione sono: le lunghezze di materiale che via via si asporta e quelle del pezzo finito che poi dovressere verificato in collaudo.In questo caso la quotatura in parallelo pisignificativa.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    semilavorato

    S

    e

    q

    u

    e

    n

    z

    a

    d

    i

    l

    a

    v

    o

    r

    a

    z

    i

    o

    n

    e

    Componente finito con quotatura di fabbricazione

    cerchiato in rosso:moto di avanzamento

    dellutensile cerchiato in blu: quota di

    fabbricazione corrispondente alla

    fase di lavoro riportata a destra

    Quali quote mancano nella rappresentazione? E possibile quotare questo pezzo senza badare alla fabbricazione? Se s, come?

    utensile

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Quali quote mancano nella rappresentazione?I diametri

    E possibile quotare questo pezzo senza badare alla fabbricazione? Se s, come?Ponendo tutte le lunghezze dei perni a diametro variabile in serie

    La quotatura dello smusso sempre una quotatura di fabbricazione, si fa quindi nel modo riportato di seguito perch lo smusso si realizza sempre a partire dalla lunghezza pi esterna con un moto di avanzamento dellutensile longitudinale ad entrare nel pezzo.

    2 x 4540

    2 x 4540

    2 X 30

    2

    X

    3

    0

    Errato!

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Descrizione delle conicit

    R 2

    Simbolo di conicitda disporre nel verso dellinclinazione

    Esempio di quotatura di raggi. Richiedono il prefisso R

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n5 Componentistica di base: alberi

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Introduzione ai componenti di macchine I componenti meccanici di base possiamo distinguerli in funzione del loro scopo oppure in

    base al principio tecnologico di funzionamento. In base allo scopo possiamo distinguere elementi per trasmissione di potenza e di supporto, mentre in base al principio di funzionamento possiamo distinguere elementi meccanici, elettromeccanici, idraulici e pneumatici. Sistemi complessi possono prevedere la coesistenza di pi tecnologie.

    In molti casi il motore primo di tipo elettromeccanico. Attraverso un albero di uscita si connette alla trasmissione meccanica che realizza le opportune variazioni di velocit fino ad azionare lutilizzatore finale.

    La potenza richiesta in uscita dallutilizzatore (Pu) consente di valutare la Potenza motrice iniziale (Pm) attraverso il rendimento () dei meccanismi che compongono il sistema: Pu = Pm con (0, 1) ma generalmente superiore a 0.9.

    La funzione che deve assolvere il sistema assieme ai vincoli di ingombro e fabbricabilitrappresentano i requisiti di base su cui si definisce lo schema di massima della struttura, definendone i componenti e quindi i rendimenti e gli eventuali rapporti di trasmissione.

    Il rapporto di trasmissione = m/u rappresenta il rapporto tra la velocit angolare del componente motore e quello condotto. Con > 1 si realizza una riduzione di velocit dal motore al condotto, con < 1 una moltiplicazione. =1 presuppone costanza di velocit tra i due tratti della trasmissione.

    Tralasciando ad altri corsi lapprofondimento dei criteri specifici di dimensionamento e progettazione a seguire si presentano gli elementi di base per la trasmissione di potenza con lo scopo di inquadrare il loro funzionamento e le modalit di disegno nel contesto della progettazione di assiemi meccanici.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineAlberiAlberiSono gli elementi di base per la trasmissione di potenza. Distinguiamo tra alberi ad asse rettilineo, alberi a gomiti e alberi a camme. I primi si usano per trasmettere potenza attraverso un momento torcente, moltiplicando o demoltiplicando la velocit angolare tramite organi quali ruote dentate, trasmissione per cinghie, catene o ruote di frizione. Gli altri servono a trasformare il moto alternato in rotatorio o viceversa. Gli alberi a gomiti attraverso la manovella si innestano sulla biella che viene mossa dal pistone (elemento che trasla), mentre quelli a camme hanno delle lavorazioni (le camme) il cui profilo comanda lalzata dellelemento che deve scorrere (ad es. una valvola nel caso di alberi di distribuzione).

    Perno di manovella

    Perno di banco

    Manovella

    - albero a gomito -

    Cava per linguetta

    Cava per chiavetta

    Spallamenti o battute

    Estremit dalbero

    - albero ad asse rettilineo -

    albero a cammealbero a camme

    La forma della manovella dettata da esigenze di bilanciamento delle masse dellalbero (masse eccentriche rispetto allasse di rotazione creano sovraccarichi), la forma della camma funzione della legge di moto da imprimere allelemento che deve traslare. Lalbero ad asse rettilineo presenta diverse variazioni di sezione per consentire lalloggiamento nei supporti (frapponendo opportuni cuscinetti per ridurre gli attriti ed aumentare cos il rendimento) ed il montaggio di altri elementi.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Nel caso degli alberi ad asse rettilineo la sezione minima, sia essa piena o cava, definita in base alla potenza trasmessa, gli altri diametri sono legati ad esigenze costruttive per il montaggio di:

    organi di trasmissione (ruote, pulegge, giunti, ); cuscinetti per ridurre gli attriti in corrispondenza dei supporti.Un generico organo di trasmissione montato su un albero, sia esso una ruota dentata o una puleggia o altro,

    si chiama mozzo. Il montaggio di un mozzo sullalbero (detto anche calettamento) pu avvenire per: collegamento con chiavetta o linguetta; forzamento; profilo scanalato.In tutti i casi, per evitare perdite di potenza, non ci deve essere moto relativo quindi dopo il montaggio

    come se il mozzo diventasse un tuttuno con lalbero.I supporti hanno il compito di scaricare le forze a terra, ancorando nello spazio la posizione dellasse

    dellalbero. Le discontinuit di diametro presenti sugli alberi sono chiamati spallamenti (o battute). Essi richiedono una

    raccordatura per migliorare la resistenza del pezzo e garantire leventuale montaggio di cuscinetti e mozzi.

    tratto di albero con supporti e ruota dentata montata

    attraverso linguetta

    supporto supporto distanziale

    Il distanziale ha il compito di bloccare assialmente lo spostamento verso destra della ruota dentata.In corrispondenza dei cambi di sezione (frecce azzurre) necessario raccordare

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Esempi di raccordi per spallamenti di alberi ad asse rettilineo.

    NO! NO!

    Nel montaggio per garantire il contatto tra il mozzo e lo spallamento il mozzo deve essere opportunamente raccordato. Occorre verificare che:R_mozzo R_raccordooppure che il mozzo nel foro di calettamento sia smussato in modo tale da realizzare il contatto con lo spallamento

    assenza di raccordo: montaggio errato!

    Raccordo del mozzo troppo piccolo: montaggio errato!

    assenza di raccordo: montaggio errato!

    Raccordo del mozzo troppo piccolo: montaggio errato!

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per rendere pi preciso il contatto e realizzare un montaggio corretto, sugli spallamenti si possono realizzare delle gole di scarico che migliorano la resistenza perch raccordano le due sezioni e nello stesso tempo localizzano meglio la superficie di spallamento tra albero e mozzo.

    La normativa codifica le dimensioni e le geometrie delle gole di scarico.

    Esempio di albero con profilo scanalato sulla destra e scavo

    per linguetta a sinistra.Notare i dettagli X e Y per le

    gole di scarico e le sezioni A-A e B-B per visualizzare la sezione

    dellalbero in corrispondenza dei calettamenti.

    N.B. Per alberi si ammette il posizionamento disallineato

    delle sezioni.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    In quanto corpi assialsimmetrici obbligatorio riportare semprelasse di simmetria in tratteggio fine

    Le estremit dalbero possono essere di vario tipo, e sono unificate in base alle norme UNI 6397

    vista longitudinale vista frontale

    Direzio

    nedi vis

    ta

    per la p

    roiez

    ione

    frontale

    Nella messa in tavola gli alberi non si sezionano mai (anche se sono cavi), sirealizzano sezioni a strappo solo per evidenziare cave o lavorazioni speciali.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    albero a gomito

    biella

    cava per linguetta

    esempio di supporto

    Albero a camme con ruota per trasmissione potenza

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n6: Giunti cardanici ed innesti

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    I giunti cardanici sono un tipo di giunti mobili usati in genere per alberi ad assi concorrenti (con angolo ). Sia lalbero motore che il condotto sono dotati di una flangia che termina con una forcella. Nella forcella si monta una crociera composta da due perni disposti a 90.

    Giunti cardanici

    La crociera ha un moto relativo rispetto alle forcelle, per questo linterfaccia perno/fori della forcella deve essere ad attrito ridotto per evitare dissipazioni .Tale movimento produce in uscita sul condotto una velocit di rotazione variabile (moto non uniforme). Per rendere il rapporto di trasmissione costante si usa il doppio giunto cardanico (che quindi un giunto omocinetico). Nel caso b di figura gli alberi motore e condotto sono disassati (= paralleli ma non coassiali).

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    InnestiI giunti uniscono solidalmente i due alberi, quando il collegamento va instaurato in modo intermittente si usano gli innesti. Nei giunti meccanici un elemento scorrevole (il manicotto) viene azionato da leve o pattini per fa s che si sospenda o si instauri il collegamento tra le due flange. Il collegamento pu avvenire secondo innesto di denti o per frizione.Nel primo caso linnesto avviene con motrice ferma (altrimenti i sovraccarichi potrebbero danneggiare linnesto), nel secondo pu avvenire anche con velocit diversa da zero. Lazione dellattrito tra i dischi di frizione crea un graduale accoppiarsi man mano che il pacchetto si serra, alla chiusura completa si trasmette la massima potenza possibile (=1). Molle di richiamofanno s che nel disinnesto il contatto tra i dischi si perda istantaneamente.Gli innesti a frizione si distinguono in monodisco (usate negli autoveicoli) o a dischi multipli. Altri tipi di innesti sfruttano principi (ad esempio azione centrifuga) in grado di rendere automatico linnesto, senza richiedere lazione di un operatore. Nelle pagine seguenti si illustrano due esempi costruttivi di innesti: uno a denti frontali ed uno a frizione a dischi multipli. Riconoscere le parti che li compongono spiegando il loro funzionamento.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Schemi di azionamento

    Come si montano le flange sui due alberi? Provare a disegnare il manicotto ed il semi-innesto condotto

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Qual il compito del manicotto 10? Come fatto? Prova a disegnarlo.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n12 Collegamenti per trasmissione di potenza

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le chiavette sono degli elementi prismatici a sezione rettangolare di larghezza costante e spessore

    decrescente

    ChiavetteChiavette

    Il loro montaggio avviene incastrandole in scanalature (cave) create longitudinalmente sia sullalbero che sul mozzo

    conicit

    1:100

    La trasmissione

    del motoavviene per forzamento

    grazie allattrito chesi sviluppa trale superfici a

    contatto

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    La conicit garantisce larresto assiale del mozzo rispetto allalbero

    ChiavetteChiavette

    FR

    cava sullalbero chiavetta con nasello

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le linguette hanno sezione costante

    Linguette Linguette

    La traslazione assiale degli elementi non impedita!

    Il contatto tra le parti avviene sui fianchi della linguetta, che soggetta ad una sollecitazione di taglio

    N.B. chiavette e linguette longitudinalmente non si sezionano

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Si adottano in caso di alberi molto piccoli o se la potenza da trasmettere elevata

    Alberi ScanalatiAlberi Scanalati

    Sono alberi con sporgenze di pezzo disposte in maniera regolare sulla circonferenza, che si impegnano in analoghe

    cave realizzate sul mozzo

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineAlberi ScanalatiAlberi ScanalatiLe sporgenze dei profili scanalati possono essere a fianchi paralleli oppure ad evolvente.

    Il contatto tra il profilo dellalbero e quello dellinterno del mozzo pu avvenire in diversi modi: pu essere centrato sul diametro interno dellalbero, su quelloesterno oppure sui fianchi. La prima soluzione pi economica perch richiedelavorazioni di precisione su aree di pi facile accesso.Il centraggio sui fianchi la soluzione naturale per I profili ad evolvente, cherisultano pi precisi e particolarmente adatti ad elevate velocit di rotazione. Per realizzare tali profili si usa lo stesso utensile adottato per le ruote dentate, mentre per le scanalature a denti dritti si usano frese di forma.

    Esempio di centraggio sui fianchi

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Alberi ScanalatiAlberi Scanalati

    La rappresentazionedei profili scanalati neldisegno avviene in maniera simbolica (UniEN ISO 6413).Il fondo dellescanalature sirappresenta con lineafine. Se il profilo ad evolvente si indica ildiametro primitivo in tratto misto fine.Le rappresentazioni in sezione si riferisconosempre a pianipassanti per le cave (e non per le sporgenze)

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineAlberi ScanalatiAlberi Scanalati

    tratto di scarico per la lavorazione

    Il tipo di accoppiamento (ovvero la sua designazione) pu anche essere indicatocon dicitura semplificata in cui, attraverso linea di richiamo, si riportasimbolicamente il tipo di profilo ( ), ilnumero di cave, laltezza del fianco e la larghezza della cava (se il centraggio tra I fianchi). In questo caso si riportano anche le tolleranze di lavorazione per garantire il montaggio (in genere scostamenti H f con classi di tolleranza da 5 a 7). Se il centraggio sui diametri si riporta il diametro con relativa tolleranza. Nel caso di profili ad evolvente si riporta il modulo m del profilo.

    fianchi rettilinei, fianchi ad evolvente

    che tipo di scanalatura ?

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Le spine sono elementi conici (1/50) impiegati per collegare e

    trasmettere potenza limitata.

    La sollecitazione che li contraddistingue il taglio

    Spine e PerniSpine e PerniI perni sono elementi cilindrici usati come:

    1. fulcri di parti rotanti

    2. elementi di arresto

    3. elementi di centraggio

    N.B. spine e perni longitudinalmente non si sezionano

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n5 Componentistica di base: ruote dentate

    corso per I anno della laurea in ing. meccanica

    Docente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Ruote DentateQuando linterasse tra due alberi non consente luso di trasmissioni per flessibile (perch

    troppo piccolo) si pu trasmettere potenza, variando velocit, attraverso luso di due ruote di frizione. Vincolando il contatto attraverso una forza ortogonale alle ruote, si pu sviluppare un attrito in grado di far trascinare la ruota condotta. Questa soluzione, tuttavia non garantisce continuit perch al crescere della velocit possono esserci degli slittamenti tra le ruote. E quindi opportuno pensare una soluzione alternativa che sia in grado di trascinare la ruota condotta, al girare della motrice. Nascono cos gli ingranaggi (o ruote dentate).

    Sagomando opportunamente la ruota motrice e la ruota condotta, si creano delle zone di contatto in cui si minimizza lattrito tra le due ruote, Il fianco di ogni dente ha un profilo

    sagomato secondo un evolvente di cerchio (vedere sul libro come si realizza!).

    La ruota condotta si ingrana su quella motrice e nella rotazione quando una coppia di denti sta per distaccarsi unaltra si ingrana. La diversit nel numero di denti tra una ruota e la sua condotta definisce il rapporto di trasmissione.

    - Descrizione di ruota con denti ad evolvente di cerchio-

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineRuote Dentate

    Coniche (per alberi ortogonali)

    Le ruote possono essere classificate sulla base dellandamento dei fianchi del dente (ruote cilindriche dritte, cilindriche elicoidali, coniche) oppure su come si posizionano gli assi delle due ruote (paralleli, concorrenti, sghembi)

    Elicoidali

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Nelle viste in sezioneil dente non viene maisezionato. Nelle viste

    frontali e longitudinali I vani non si

    rappresentano ma siindica con linea mista

    leggera la circonferenza

    primitiva.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n10 Cuscinetti radenti e volventi

    corso per I anno della laurea in ing. meccanica

    Docente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Supporti e CuscinettiSupporti e CuscinettiI I supportisupporti sorreggono gli elementi rotanti e vincolano la posizione degli assi di rotazione, scaricando a terra le forze che si esplicano sugli alberi/assi.

    I cuscinetti sono elementi interposti tra albero e supporto con lo scopo di ridurre le perdite di potenza legate allattrito sviluppato dallelemento rotante rispetto al supporto che fermo. Distinguiamo due tipi fondamentali di cuscinetti in base al tipo di attrito che sfruttano nel loro funzionamento: cuscinetti radenti e cuscinettivolventi (o a rotolamento).

    attrito radente >> cuscinetti striscianti

    A sinistra si riporta un esempio di supporto con cuscinetto radente. Questultimo pu essere realizzato in un pezzo unico (boccola) o in due semi-gusci cilindrici chiamati bronzine. Il materiale con cui si realizzano questi componenti caratterizzato da un minore attrito rispetto al contatto acciaio/acciaio, raggiungendo cos lo scopo prefissato dal cuscinetto. Se il materiale non in grado di sopportare i carichi esercitati sul cuscinetto si possono frapporre tra boccola e supporto strati di materiale pi resistente.

    strato a basso attritorinforzosupporto

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    I cuscinetti radenti possono lavorare a secco (e quindi la riduzione dellattrito delegata interamente alla scelta del materiale del cuscinetto (bronzo, leghe antifrizione a base di stagno, ) oppure con lubrificazione. A tal proposito occorre distinguere se il lubrificante serve a ridurre ulteriormente lattrito di strisciamento oppure se ha funzioni di sostentamento dei carichi sostituendosi al contatto tra perno e boccola. In questo caso possiamo distinguere due soluzioni: il cuscinetto idrostatico e quello idrodinamico. Nel primo caso in corrispondenza dei supporti si inietta del lubrificante in pressione. Tale pressione in grado di sollevare e sostenere il perno che gira allinterno del lubrificante. Nel caso dei cuscinetti idrodinamici il gioco tra albero e perno combinato con le condizioni di velocit di rotazione e viscosit del lubrificante crea una distribuzione di pressione tra fluido e perno che in grado di sollevare e sostenere il perno evitando che tocchi il supporto.

    In entrambi i casi occorre prevedere unopportuna gabbia con guarnizioni di tenuta per evitare la fuori uscita del lubrificante, nel caso dei cuscinetti idrostatici servir anche un circuito per mettere il liquido in pressione.

    In funzione del carico agente sullalbero distinguiamo cuscinetti idrodinamici assiali o radiali.

    F

    Cuscinetto radiale idrostatico: v=0

    Cuscinetto radiale idrostatico: v>0

    Meato pieno di fluido

    Zona con distribuzione di pressione in grado di sorreggere F

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    I cuscinetti a rotolamento sono composti da un anello interno, uno esterno con allinterno una serie di elementi volventi (sfere o rulli) equidistanziati da una gabbia. Gli elementi volventi possono scorrere lungo le piste predisposte tra i due anelli. Lanello interno si monta sullalbero e quello esterno nel supporto. Le dimensioni caratteristiche (selezionate attraverso tabelle in base al carico ed al numero di cicli (ore) di funzionamento) sono il diametro esterno (D), il diametro interno (d), la lunghezza assiale (B) e i raggi di raccordo (importanti per il montaggio degli anelli in corrispondenza degli spallamenti).

    I cuscinetti volventi si distinguono in radiali, assiali ed obliqui in base alla direzione dei carichi che possono sopportare. Si distinguono inoltre tra cuscinetti rigidi ed orientabili a seconda se i due anelli sono obbligati alla coassialit oppure se ammettono lievi angolazioni (questo dipende dal tipo di elemento volvente e dalla forma della pista).

    cuscinetto radiale a sfere

    cuscinetti radiali

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    cuscinetti obliqui

    cuscinetti assiali

    Per bilanciare le forze assiali i cuscinetti obliqui a sfere ed a rulli conici vanno

    montati in coppia disponendoli ad X oppuread O, ovvero ad X se la direzione delle forze tra elementi volventi e gli anelli si

    incontrano allinterno dei due cuscinetti, ad O se si incontrano allesterno.

    O X

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Il montaggio dei cuscinetti un aspetto importante ai fini del progetto di un albero di trasmissione. Generalmente un albero guidato da due supporti, tre possono creare sovraccarichi in uno dei punti di supporto soprattutto se con luso di cuscinetti orientabili non si compensano disassamenti o errori di montaggio.

    Per i cuscinetti radiali uno va bloccato assialmente mentre laltro deve essere assialmente libero. Questo comporta che un cuscinetto abbia tutti e due gli anelli bloccati da spallamenti o ghiere mentre laltro ha lanello esterno libero. Se non si ha carico assiale o se di piccola entit e solo in una direzione gli anelli interni dei cuscinetti a sfere possono essere liberi. Se il primo cuscinetto a sfere ed il secondo a rulli cilindrici si possono bloccare tutti gli anelli perch la dilatazione consentita al rullo.

    Per quanto riguarda le tolleranze il foro dellanello interno generalmente h9 o h10, il perno dellalbero pu variare da g6 fino a j6. Le condizioni di gioco si scelgono nei casi di ruote folli. Si sale di classe di scostamento man mano che salgono i carichi assiali e le velocit.

    Per quanto riguarda gli alloggiamenti dei supporti si va da condizioni di tipo H6 fino a P7.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Cuscinetto assiale: schema di montaggio Cuscinetto assiale a doppio effetto (sopporta carichi nelle due direzioni indicate in freccia)

    Nei cuscinetti obliqui importante registrare i giochi di funzionamento attraverso spessori o ghiere filettate.

    Se la disposizione a X si agisce sullanello esterno, se a O sullinterno

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Tenuta strisciante

    Tenuta strisciante

    ad anello

    Altri elementi importante per il corretto funzionamento dei cuscinetti sono le tenute e la lubrificazione. Le tenute sono costituite da guarnizioni striscianti o labirinti e scanalature in grado di non far fluire il lubrificante fuori dai coperchi del supporto.

    La lubrificazione nei cuscinetti volventi ha il compito di abbassare ulteriormente lattrito, preservare dalla ruggine, asportare il calore.

    La lubrificazione pu essere fatta con grasso ed a olio (a bagno, a iniezione, a circolazione o a nebbia)

    Cercare sul Manf, Pozza, Scaratoesempi di applicazione.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n11 Collegamenti filettati e cenni sui dispositivi anti svitamento

    corso per I anno della laurea in ing. meccanica

    Docente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    La vite un elemento impiegato per collegare tra loro parti distinte, costituita da un gambofilettato, ovvero da una diametro di nocciolo su cui si sviluppa secondo un percorso elicoidale un filetto che pu avere sezione triangolare, trapezoidale,

    Viti e BulloniViti e Bulloni

    Il collegamento avviene avvitando il profilo della vite in una sede dotata di filetti analoghi (dado o madrevite). Durante loperazione di serraggio i filetti impegnati nella madrevite mettono in trazione il gambo della vite comprimendo le parti da congiungere che si frappongono tra la madrevite e la testa della vite

    testa

    dado

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineViti e Bulloni Viti e Bulloni La rappresentazione convenzionale dei collegamenti filettati nei disegni tecnici segue la norma UNI EN ISO 6410

    la filettatura NON si disegna nel suo aspetto reale ma, nel caso della vite richiede unalinea continua a tratto fine in corrispondenza del D di nocciolo. Nel caso dellamadrevite il tratto fine continuo rappresenta il D nominale della filettatura.

    rap. di vite mordente

    Le viti in sezione non si tratteggiano!

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Viti e BulloniViti e Bulloni

    bullone

    filettature esterne ed interne

    vite+ da

    do >> bu

    llone

    Nella vista dallalto la filettatura si indica con di un arco in linea continua fine, in corrispondenza del D di nocciolo (gambi filettati) o del D nominali (dadi e madreviti).

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Rosette e Dispositivi AntisvitamentoRosette e Dispositivi Antisvitamento

    Le rosette (o rondelle) sono elementi cilindrici piatti interposti

    tra il dado ed il pezzo da serrareoppure tra la testa della vite ed il pezzo da serrare

    Servono per:

    1. proteggere la superficie in caso di frequenti svitamenti

    2. aumentare la superficie di appoggio

    Rosetta dappoggio

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineRosette e Dispositivi AntisvitamentoRosette e Dispositivi Antisvitamento

    Le vibrazioni, gli urti e le dilatazioni termiche possono portare allallentamento del collegamento

    Le rosette elastiche funzionano come delle molle che spingono assialmente le parti collegate

    Controdado

    vite

    c.dado

    dado

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineRosette e Dispositivi AntisvitamentoRosette e Dispositivi AntisvitamentoCopiglia

    Rosetta di sicurezza

    Piastrina

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n11 Tolleranze dimensionali

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Gli assiemi per svolgere le loro funzioni correttamente possono richiedere condizioni di montaggio con gioco o con interferenza. Nel primo caso tra le due parti esiste un collegamento mobile, nel secondo si ha un collegamento stabile. Alberi e mozzi montati per forzamento richiedono un montaggio con interferenza altrimenti non si eserciterebbero le forze di calettamento, un pistone che scorre nel cilindro deve avere un gioco, altrimenti non potrebbe scorrere con efficienza.In aggiunta a queste considerazioni va sottolineato che la fabbricazione di un componente introduce necessariamente delle imprecisioni, per cui le dimensioni e la forma di un oggetto non sono mai rigorosamente identiche ai valori nominali (una lunghezza pu avere degli scostamenti dimensionali, un piano orizzontale pu essere leggermente inclinato, ). Distinguiamo quindi imprecisioni dimensionali, geometriche e micro-geometriche (ovvero rugosit delle superfici).Le tolleranze prescrivono la variabilit ammissibile per le naturali imprecisioni di fabbricazione affinch gli assiemi funzionino correttamente, garantendo le opportune condizioni di gioco o interferenza. La scelta del tipo di accoppiamento e la precisione di fabbricazione dei pezzi definisce il valore di tolleranza prescrivibile. A seguire si illustra la logica codificata dalla normativa (UNI ISO 286/1) per definire e scegliere le giuste tolleranze in funzione degli accoppiamenti da realizzare.

    Introduzione

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineDefinizioni di base Per convenzione da qui in poi chiamiamo alberi le quote riferite ai pieni (ovvero gli elementi interni) e fori quelle relative agli scavi (o elementi esterni), anche se nella realt non sono corpi cilindrici.Riferiamo inoltre ai fori le grandezze indicate con il carattere maiuscolo, agli alberi quelle minuscole. Nel caso delle tolleranze dimensionali la realt che corrisponde ad una corretta fabbricazione deve far registrare un diametro del valore deffettivo incluso tra [dmin, dmax] per lalbero ed un Deffettivo incluso tra [Dmin, Dmax] per il foro:

    se si verifica sempre che Deffettivo > deffettivo si ha accoppiamento con gioco se si verifica sempre che Deffettivo < deffettivo si ha accoppiamento con interferenza se possono verificarsi entrambi i casi a seconda di dove si trovano i due valori si ha accoppiamento incerto

    Chiamiamo tolleranza dimensionale la differenza tra le dimensioni massime e minime ammissibili:t = Dmax Dmin ovvero t = dmax dmin

    La rappresentazione grafica del valore nominale (D0, d0), definisce una linea di riferimento chiamata linea dello zero. La zona di tolleranza rappresenta graficamente lampiezza della tolleranza, t, e la sua posizione rispetto alla linea dello zero, ovvero alla quota nominale dellaccoppiamento.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    - condizioni ideali -- condizioni con prescrizione di tolleranza -

    Rappresentazione grafica delle zone di

    tolleranza per un caso albero/foro con gioco.

    Rappresentazioni grafiche

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Lampiezza della zona di tolleranza (quindi il valore t) si chiama anche IT (International Tolerance) ed funzione: del tipo di lavorazione con cui si eseguono le superfici di accoppiamento (ad es. lo stampaggio meno preciso di una lavorazione alle macchine utensili) della dimensione nominale a cui si riferisce laccoppiamento (al crescere delle dimensioni nominali t, ovvero IT, cresce)Delle tabelle prescrivono tali valori suddivisi in classi di tolleranza (cercare esempi di tabelle sui libri di testo consigliati!). Lordine di grandezza in cui si trovano tali valori va dal m al mmUsualmente per dimensioni nominali tra 5 e 1000 mm si prescrivono 18 classi di precisione a cui competono 18 gruppi di t al variare della dimensione nominale.IT1, IT1, IT3, IT4 : sono le classi di massima precisione (precisione descrescente al crescere del numero) ovvero hanno intervalli tutti dellordine del m, si ottengono attraverso lavorazioni con macchine di speciali e si adottano per accoppiamenti in strumenti di precisione (ovvero strumenti di misura o macchine utensili).IT5, IT6 e IT7: sono le classi di lavorazione precisa, corrispondente a rettifica (IT5 e IT6) e tornitura(IT7), siamo sullordine della decina di m. Si usano per accoppiamenti precisi (IT7 considerato lo standard per molti accoppiamenti).IT8, IT9, IT10: sono le classi per accoppiamenti medi (IT8 e IT9) e grossolani (IT10). Le operazioniche reallizzano queste precisioni sono le alesature, le forature con trapani, le trafilature.IT11, IT12, IT13, IT14: sono classi dellordine dei decimi o centesimi di mm, si ottengono per stampaggio e fusione e si applicano a corpi che non si accoppiano.

    Le classi di tolleranza

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Scostamenti e modalit di accoppiamentoLa definizione delle classi di tolleranza, sebbene assegni lampiezza dellintervallo di variabilitammesso, non aiuta nella scelta della combinazione pi opportuna di tolleranza di albero e foro, sulla base del tipo di accoppiamento da realizzare (con gioco o interferenza). Per fare ci occorre definire due nuove grandezze: lo scostamento inferiore e quello superiore.Chiamiamo scostamento superiore (Es, es) la differenza algebrica tra il diametro massimo e il valore nominale:

    Es = Dmax - Dnom ovvero es = dmax dnom

    Chiamiamo scostamento inferiore (Ei, ei) la differenza algebrica tra il diametro minimo e il valore nominale:

    Ei = Dmin - Dnom ovvero ei = dmin dnom

    Considerando che gli scostamenti possono essere sia positivi che negativi, se si focalizza per i fori lo scostamento inferiore (Ei) e per gli alberi lo scostamento superiore (es), possiamo definire 27 classi di scostamento rappresentabili per via grafica rispetto alla linea dello zero in modo tale da delineare in modo univoco coppie di classi in grado di fare sempre accoppiamento con interferenza, con gioco o incerto (vedi pagina seguente).Ogni classe di scostamento si indica con una lettera dellalfabeto (maiuscola per i fori, minuscola per gli alberi).La classe H (h) corrisponde ad uno Ei = 0 (es=0). Le classi da A a H accoppiate con una qualsiasi classe da a ad h producono sempre accoppiamento con gioco perch il dmaxdellalbero sempre pi piccolo del nominale mentre il Dmin del foro sempre pi grande del nominale. Cosa accade da p a zc quando si accoppia con una classe da P a ZC?

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    accoppiamenti con interferenzaaccoppia

    menti incerti

    accoppiamenti con gioco

    Ei > 0

    ei > 0

    es < 0

    Es < 0

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Assegnazione delle tolleranze: sistemi foro base o albero baseAttribuire ad un accoppiamento una coppia di lettere significa definire gli scostamenti fondamentali (Ei ed es) per la tolleranza del foro e del perno. Associando tale conoscenza alla classe di precisione si in grado di ricavare in maniera univoca Es/ei, tramite:

    Per fori: Es= IT + Ei [Sotto la linea dello zero Ei=Es-IT]Per alberi: ei= es IT [Sopra la linea dello zero es=IT+ei]

    Esistono delle tabelle che al variare della dimensione nominale definisco gli scostamenti fondamentali per ciascuna classe di tolleranza. N.B. gli scostamenti fondamentali sono dellordine del m.Per semplificare ancora di pi si fissa la qualit di tutti i fori o di tutti gli alberi al valore H7 / H6(adottando cos il sistema foro base) o h7 / h6 (adottando cos il sistema albero base). In questo modo si riducono le combinazioni possibili tra classi di tolleranza diverse per albero e foro, andando a favore della semplicit di collaudo e/o fabbricazione (riducendo cos i costi).Adottando un sistema foro base tutti i fori prevedono uno scostamento fondamentale (Ei) di classe H (quindi Dmin=Dnom) ed un IT=7 / 6 (lavorazione al tornio di buona / buonissima precisione). Per realizzare gioco gli alberi devono avere prescrizioni di tolleranza di classe inclusa tra a ed h, per avere interferenza invece le classi degli scostamenti devono essere prese tra p e zc. Le classi tra j ed n danno luogo ad accoppiamenti incerti. La classe di precisione usualmente attribuita agli alberi uguale o un grado pi alta dei fori, in considerazione del fatto che le superfici esterne si lavorano con maggiore facilit (e quindi precisione). Cosa accade adottando il sistema albero base? Quando si ha gioco? Quando interferenza?

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    (preso da pag. 354 del ChironeTornincasa, vol. 2)

    es < 0

    ei > 0foro

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Esempi di accoppiamenti di uso comuneA seguire si riportano alcuni esempi di accoppiamento basati sul sistema Foro base (cercare sui libri o sui manuali tabelle analoghe per il sistema Albero

    Base):

    H6/g5: gioco, montaggio libero a mano, per corpi rotanti di alta precisione, ad es. alberi rotanti in acciaio bonificati e rettificati in bronzine, mandrini di rettificatrici

    H6/h5 o H6/h6: gioco, montaggio di scorrimento a mano, per centraggi ed accoppiamenti di alta precisione scorrevoli assialmente e con moto oscillatorio o rotatorio lento, per es. aste di stantuffi e stantuffi, manicotti portamandrini e mandrini per fresatrici, comandi idraulici di alta precisione, spine di posizionamento.

    H6/j5 o H6/j6: accoppiamento incerto, montaggio a mano con leggeri colpi di mazzetta, per accoppiamenti di precisione tra corpi reciprocamente fermi e sfilabili assialmente, per es. ruote di ricambio montate con linguette, perni di centratura

    H6/n5: interferenza, montaggio alla pressa o a caldo con la mazzetta, per accoppiamenti bloccati ma senza bloccaggio assiale, per es. ingranaggi con linguetta da smontare raramente, bronzine nel supporto se da smontare con frequenza.

    H6/p5: interferenza, montaggio alla pressa o a caldo, per organi calettati senza movimento assiale che devono sopportare grandi carichi, es. bronzine nel supporto quando non devono essere smontabili.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Nella quotatura le tolleranze dimensionali si trovano riportate in diversi modi:1. facendo seguire alla quota nominale come pedice gli scostamenti superiori ed inferiori

    seguiti dal valore ;2. facendo seguire alla quota nominale le classi di tolleranza e precisione prescritti.3. Mettendo la classe di tollerenza, di precisione pi gli scostamenti tra parentesi Nel primo caso nulla si dice sulla natura dellaccoppiamento, mentre si illustrano subito i

    valori di fabbricazione accettabili. La quota di tipo 1 quindi pi utile alla fabbricazione (e quindi al progetto esecutivo della singola parte) mentre quella di tipo 2 pi sintetica nello studio degli assiemi, illustrando le condizioni di accoppiamento in corrispondenza delle quote funzionali.

    Tolleranze dimensionali e quotature

    Esempi:

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    albero

    foro

    Accoppiamento con gioco Accoppiamento incerto Accoppiamento con interferenza

    Quando si studiano gli assiemi e si valutano gli accoppiamenti delle parti, le quotature funzionali sono esaminate nei casi limiti di tolleranza per verificare il corretto funzionamento (analisi delle tolleranze). Esempi di base per lanalisi delle tolleranze di un singolo accoppiamento: negli accoppiamenti con gioco importante valutare il gmax ed il gmin, per quelli con interferenza limax e limin, nel caso degli accoppiamenti incerti si ricerca la gmax e la imax.

    Tolleranze dimensionali e quotature

    gmax=Dmax dmingmin=Dmin - dmax

    imax=Dmin dmaximin=Dmax - dmin

    gmax=Dmax dminimax=Dmin - dmax

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    D

    DD + T

    D + TD + T

    D = datoD + T = dato desunto da tabella

    Esempio di calcolo delle condizioni minime e massime di tolleranza a partire dalla prescrizione di accoppiamento

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per quanto riguarda le quotature funzionali si ricorda che a seconda delluso del pezzo si possono avere pi di un modo per disporre le quote. Se si riportano solo le quote nominali le quote derivate, qualunque sia la disposizione sono uguali, se si riportano le tolleranze invece disposizioni diverse portano ad intervalli di tolleranza diversi!

    Tolleranze dimensionali e quotature

    Per avere un esempio si riporta una illustrazione presa da disegno Meccanico di Manf, Pozza, Scarato.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Queste considerazioni introducono il problema dellottimizzazione (o allocazione) delle tolleranze durante la fase di progetto esecutivo.Durante il progetto degli assiemi si stabiliscono le condizioni di gioco necessarie al corretto funzionamento, queste si possono riferire ad una specifica quota funzionale ma non alle altre, resta quindi il problema di allocare al meglio (ovvero nel modo pi economico e in grado di garantire il corretto funzionamento) le altre quote della catena funzionale.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n12 Ancora sulle tolleranze: tolleranzegenerali, geometriche e rugosit superficiale

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Tolleranze (dimensionali) generaliLa designazione delle tolleranze dimensionali mediante gli scostamenti fondamentali,

    secondo la logica definita negli appunti precedenti, si riserva agli accoppiamenti le cui condizioni di funzionamento richiedono specifiche indicazioni di precisione e modalitdi accoppiamento (gioco/interferenza/acc.to incerto).

    Le altre quote non direttamente interessate da tali calcoli rappresentano dei valori nominali che nella realt variano entro scostamenti che sono sempre funzione della precisione di lavorazione. Per questo motivo nellambito dei disegni esecutivi le quote non funzionali vengono associate a 4 classi semplificate di tolleranza scelte e fissate in base alla funzione del componente.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di MacchineTolleranze geometricheLe imprecisioni di fabbricazione non sono solo relative alle dimensioni dei componenti ma anche alla loro geometria: i piani non sono superfici perfette cos come non lo sono i cilindri, gli assi non sono rettilinei e le condizioni di parallelismo o angolazione non sono quindi sempre assicurate. La mancanza di queste certezze pu pregiudicare il corretto funzionamento dellassieme, per cui si rende necessario definire anche delle tolleranze geometriche entro cui il corretto funzionamento rimane garantito. Si pensi ad esempio al caso di guide prismatiche: la mancata precisione della posizione delle superfici e della loro planarit pu pregiudicare il movimento; si pensi alla cilindricit di un perno ed alla condizione di sua coassialit con un foro, Le ricadute industriali legate a questi problemi di tolleranza sono importantissime: se i pezzi non si montano o funzionano male aumentano i costi legati allo scarto della parte (si sprecano materiali, forza lavoro, energia e macchinari e tempo), se si fissano tolleranze troppo strette aumentano i costi di fabbricazione. In aggiunta non bisogna dimenticare che una volta fabbricato il pezzo va collaudato o verificato attraverso il controllo (spesso di tipo passa / non passa) per capire se rientra o meno nelle tolleranze specificate [ sai come si misurano i componenti meccanici? Cerca sui libri i metodi di collaudo]. Ogni tipo di tolleranza prescritta richiede processi di misura diversi (ad es. uso di calibri passa / non passa o strumenti chiamati comparatori, ) il cui iter va protocollato e standardizzato per evitare di misurare in modo errato la tolleranza effettiva, evento che aumenterebbe ancor di pi i costi di fabbricazione.Per ovviare a tutto ci da molto tempo lente ISO sta promuovendo la standardizzazione della definizione delle tolleranze dimensionali, geometriche e di superficie in modo da unificare lapproccio progettuale con quello di misura e collaudo. La commissione che si occupa di ci la TC213 :Dimensional and geometrical product specifications and verification

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Metodi di rappresentazione nei disegni tecnici

    significato

    A seguire si riportano le spiegazioni sintetiche delle tolleranze geometriche pi comuni e la loro rappresentazione.Quelle riportate in questa pagina sono prescrizioni che non richiedono alcuna entit geometrica di riferimento (detta anche datum) rispetto alla quale valutare la geometria

    0.01

    Tipo di prescrizione (rettilineit)

    Valore di prescrizione entro cui compresa la deviazione(0.01 mm)

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Esempi di tolleranze geometriche che richiedono la prescrizione di entit di riferimento (una o pi).

    0.01

    Tipo di prescrizione (parallelismo)

    Valore di prescrizione entro cui compresa la deviazione(0.01 mm)

    A

    A

    Nome dellentit rispetto a cui valutare la deviazione

    Entit di riferimento

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    La rugosit superficialeLe tolleranze dimensionali e geometriche possono essere viste come gli intervalli di imprecisione accettabili

    per gli errori di forma macrogeometrici. La rugosit superficiale invece rappresenta lerrore medio del profilo effettivo della superficie di un pezzo. Anche la rugosit funzione del tipo di lavorazione con cui si realizza la superficie e pi precisa la lavorazione e piccola la rugosit richiesta pi costoso realizzare la lavorazione. Per ridurre i costi di fabbricazione e di collaudo (ovvero di misura per controllare la rugosit) questa indicazione va riportata solo dove strettamente necessario alla funzionalit del pezzo.

    Definiamo il parametro rugosit come:

    dxyL

    RaL

    = 01

    ovvero in termini discreti come:

    =

    =

    n

    iiy

    nRa

    1

    1

    Questo un valore medio delle valli e dei picchi che si registrano nel tratto di misura L.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Si parla di micron!

    Anche qui le applicazioni con rugositminore sono quelle per strumenti di misura

    Superfici levigate a bassa rugositaiutano la tenuta.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Lindicazione sui disegni del grado di rugositsi riporta attraverso i simboli qui riportati.Nel primo caso si prescrive una rugosit maxdi 2 m ottenuta per fresatura.Nel secondo caso lo stato superficiale ottenuto per lavorazione senza asportazione di truciolo (lo indica il simbolo circolare), in particolare attraverso sabbiatura.Nel terzo caso il simbolo prescrive una lavorazione per asportazione di truciolo con max rugosit di 0.2 m.Le prescrizioni 2 e 3 potevano anche essere fatte come segue:

    Ra

    Lavorazione X alla macchina utensile

    dove con Ra si indica la max rugositammissibile

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per semplificare la complessit dei disegni costruttivi la rugosit si pu indicare in modo sintetico nel cartiglio o in basso a destra.

    In questo caso il simbolo posto in basso si ritiene attribuito a tutte le superfici del componente tranne che a quelle dove espressamente indicato sul disegno. Il valore indicato sulle superfici specifiche si riporta anche tra parentesi in basso a destra.

    Nella figura in alto il componente prevede rugosit media di 6.3 m, realizzata alla macchina utensile, su tutte le superfici prive di indicazione, tra parentesi si fa presente che su certe superfici sono possibili altre prescrizioni.

    La figura in basso si interpreta che la rugosit media delle superfici generiche 6.3 m, realizzata alla macchina utensile, ma che su particolari superfici si trovano prescrizioni pari a 3.2 m, 1.6 m e 0.8 m.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n13 I processi di lavorazione per compone nti meccanici. Cenni sui processi di fonderia e di forgiatura.

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Il disegno esecutivo deve prevedere le modalit con cui viene realizzato un componente. La conoscenza delle modalit di fabbricazione aiuta quindi non solo nellimpostazione delle

    quote (si ricordi la distinzione tra quote di fabbricazione e quote funzionali), ma anche nella definizione del corretto disegno delle parti (prevedendo opportuni dettagli che saranno evidenziati in seguito quali ad esempio angoli di sformo, gole di scarico, ).

    In generale il processo di fabbricazione opera su semilavorati o materiali grezzi attraverso una serie di operazioni eseguite da macchine operatrici ed utensili. Esistono diverse categorie di lavorazioni ciascuna caratterizzata da specifiche tecnologie. Questo implica sia specifici campi di applicazione che specifiche richieste progettuali relative alla forma da dare al componente.

    Volendo sintetizzare i fattori che intervengono nella scelta di un processo di fabbricazione si possono elencare i seguenti:

    La natura del materiale Le dimensioni dei pezzi La precisione di lavorazione richiesta La disponibilit aziendale di macchine ed attrezzature La quantit dei pezzi da realizzare

    In progettazione concettuale, quando emerge che una data funzionalit pu essere realizzata, a parit di prestazioni, da organi meccanici realizzabili secondo diverse fabbricazioni tra loro alternative (ad esempio per saldatura profilati o lavorazione alla macchina utensile), la scelta va operata secondo il criterio delleconomicit e della convenienza aziendale.

    Pi in generale possiamo dire che le scelte progettuali relative al disegno della parte, intesa come forme da dare al componente, vanno fatte non solo in base al modo in cui devono sopportare i carichi ma anche in base alle esigenze industriali legate alla sua realizzazione.

    Considerazioni generali

    Know-how dellingegnere

    Strategia aziendale

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Panoramica sui processi di lavorazione

    Immagine presa da Disegno Tecnico Industriale, Chirone, Tornincasa, ed. Il Capitello

    La lavorazione per asportazione con taglienti viene realizzata attraverso le macchine utensili. Attraverso laminatura, estrusione e trafilatura si realizzano molti semilavorati (ad es. barre e profilati) su cui procedere con altre operazioni (lavorazione per asportazione o taglio e saldatura).Ogni lavorazione implica: specifici criteri di progetto per le forme che si possono realizzare, specifiche tolleranze e finiture superficiali (vedi tabelle IT e campi di rugosit), la necessit di progettare/programmare le fasi di lavorazione (ad es. sviluppo e messa a punto stampi per la formatura e la forgiatura, scelta degli utensili per lasportazione, )

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Schema sintetico Forme-LavorazioniImmagine presa da Disegno Tecnico Industriale, Chirone, Tornincasa, ed. Il Capitello

    In questa tabella si illustrano degli esempi di legame forma-lavorazione in modo da iniziare ad inquadrare come si realizzano i pi comuni componenti meccanici.Tecnologia meccanica la disciplina che studia le diverse modalit di fabbricazione e i connessi problemi di progettazione. In generale occorre sapere che al progettista di prodotti si affianca il progettista di processo produttivo. La conoscenza dei problemi di processo comunque necessaria alla formazione del progettista di prodotto per prevenire errori di impostazione che poi farebbero perdere tempo di sviluppo o diminuire la qualit del prodotto.

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Formatura dallo stato liquidoIl processo di fonderia consiste nel creare una cavit (la forma) che ricopia in negativo il pezzo da realizzare. Esso si crea colando nella forma la lega metallica fusa scelta per la realizzazione del pezzo. Il suo utilizzo diffuso per componenti di forma complessa di medie e grandi dimensioni (carburatori, testate di motori, volani, bancali di grandi dimensioni, raccordi, valvolame idraulico, ) .La forma pu essere di tipo transitorio o permanente (utile per produzioni in grande serie) A sinistra si riporta uno schema (preso da Disegno Tecnico Industriale, Chirone, Tornincasa, ed. Il Capitello) relativo al procedimento in forma transitoria. Il modello per poter essere estratto ha bisogno di una forma in due parti facilmente scomponibili per rendere possibile la sformatura del pezzo una volta solidificato. Il piano di divisione consente di diformare pezzi unici a partire da due forme la cui sezione massima coincide con il piano di appoggio delle staffe della forma.Il getto finale un grezzo che richiede lavorazioni di finitura di vario tipo (distacco delle materozze, e dei colatoi, sbavatura, sabbiatura).

    Oggetto da realizzare

    Modell

    o

    scompo

    nibile p

    er

    creare

    la form

    aDa c) a h) creazione della forma tramite sabbia compattata attorno al modello

    Creazione dellanima

    interna per

    fare la

    cavitcentrale

    Estrazione del semi-modello

    Montaggio dellanima

    colata

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Per progettare correttamente componenti realizzati per fusione occorre tener conto del fenomeno del ritiro (diminuzione di volume dovuta alla solidificazione);di sovraspessori per consentire le lavorazioni di finitura successiva;lestraibilit del modello dalla forma.

    Il ritiro crea uno stato di sollecitazione allinterno del pezzo, diminuendo le sue prestazioni. Per ridurlo necessario scegliere forme che uniformino le velocit di raffreddamento

    Valori minimi di spoglia per getti in sabbia

    Confronto processi/tipo di produzione/costi/qualit

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Schema della forma di realizzazione del getto

    Da a) a c) disegno dei modelli (i due semi-modelli scomponibili e lassieme montato). (manca lanima realizzata a parte per ultimo, vedi disegno seconda staffa)

    Pezzo finito dopo la lavorazione alle macchine utensili (sapresti disegnare come fatto il getto?)

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Deformazione plastica

    bramme

    blumi

    profilati

    rotaie

    billette

    tubi

    fili

    barre

    Tubi da saldare

    lamiere

    nastri Le lavorazioni per deformazione plastica si basano sulla possibilitdi deformare permanentemente i metalli. I processi possibili sono diversi (laminazione, estrusione,forgiatura, stampaggio lamiere) .Con la laminazione si ottengono

    diversi semilavorati che poi possono essere adottati come materiale di partenza per altre lavorazioni.Con la laminazione di fonderia si ottengono i primi semilavorati siderurgici (gli sbozzati ovvero i blumi, le bramme e le billette). I blumi attraverso altre laminazioni possono diventare i semilavorati per profilati di varia sezione (sezioni a L, T, doppi T,rotaie, ); le bramme diventano nastri, le billette diventano barre a sezione circolare o rettangolare per lavorazioni alle macchini utensili o di fucinatura

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    ForgiaturaLa forgiatura si distingue in forgiatura a stampo aperto o in forma chiusa. Il primo metodo serve per sbozzare il componente dopo un riscaldamento a temperatura opportuna (1000-1200 C per acciai), il secondo serve, in una o pi riprese, a dare la forma finale del pezzo.Al termine del processo si asporta il materiale in eccesso (bava di stampaggio) attraverso taglio (sbavatura)

    Fucinatura in forma aperta

    Fucinatura in forma chiusaBava di stampaggio da rimuovere successivamente

    semilavorato

    semilavorato

    forma stampata

    forma stampata

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    I criteri di progetto per ottimizzare le forme realizzate per stampaggio sono in parte simili a quelli della fonderia. Occorrono gli sformi (o angoli di spoglia) per lestrazione dagli stampi. In genere si adottano circa 7per le superfici esterne, 10per quelle interne, questi valori sono pi alti d i quelli per la fonderia (circa 5) perch linclinazione serve anche a migliorare landamento del materiale nello stampo durante la deformazione plastica. Anche in questo caso si deve tener conto del ritiro da raffreddamento (circa -1%). Esiste una linea di separazione tra gli stampi che sede di bave di stampaggio e rappresenta la sezione di massima dimensione.

    La norma ISO10135 codifica la possibilit di realizzare disegni semplificati di componenti ottenuti per stampaggio o fusione, attraverso luso di simboli il cui significato riportato nelle figure seguenti.

    Indicazione delle spoglie (verso e angolo)

    Indicazione della linea di separazione e del max disallineamentoammissibile (+1.7 mm)

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Indicazione della linea di separazione e del max disallineamentoammissibile (0.6 mm)

    Indicazione delle spoglie (verso e angolo)

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Disegno di Macchine

    Lezione n14 I processi di lavorazione per compone nti meccanici. Cenni sulle lavorazioni per asportazione di truciolo.

    Collegamenti tramite saldatura

    corso per I anno della laurea in ing. meccanicaDocente: ing. Francesca Campana

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    Lavorazioni per asportazione di truciolo

    La lavorazione per asportazione di truciolo consente di ottenere dei prodotti finiti, asportando dal pezzo grezzo il sovrametallo con lopportuna macchine utensile (funzione del tipo di lavorazione che si deve compiere).

    Il sovrametallo si asporta tramite lutensile che provvisto di un tagliente.Questa operazione prevede un moto di taglio tra pezzo da lavorare ed il tagliente stesso

    (ad es. la lavorazione al tornio prevede il pezzo in rotazione e lutensile fermo, viceversa accade nella fresatura). Una volta asportato il truciolo occorre un moto di alimentazione per procedere ad asportare in una nuova zona (sempre nel tornio il moto di alimentazione dellutensile, viceversa nella fresatura).

    La conoscenza del processo di asportazione da assegnare ad un dettaglio di un componente aiuta nella scelta delle quote di fabbricazione (vedi lezione4).

  • Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine

    La modellazione solida eseguita dai sistemi CAD segue spesso una logica simile ai processi per asportazione di truciolo (ovvero procede per sgrossature e rifiniture sottraendo volumi) per omogeneit con la lavorazione e per verificare il prima possibile la fattibilitfisica della geometria.Le lavorazioni attuali sono realizzate con macchine a controllo numerico che pilotano lesecuzione mediante un programma generabile per traduzione da un file CAD (o da un formato IGES).I sistemi CAM (computer aidedmanufa