Disegno tecnico    Proiezione assonometriche    Rappresentazione di oggetti     Quotatura

DISEGNI   MECCANICI   &   QUOTATURE

I disegni macchine o di meccanismi si distinguono:

a) disegni complessivi o d'assieme;

b) disegno di dettaglio o particolari

Hanno per scopo lo studio della macchina dando una visione completa della posizione reciproca dei vari organi.

Possono portare quote di massima (distanza fra i centri, rasamenti degli alberi, ecc.), quote di montaggio e quote di ingombro (fig.23). Oltre a complessivi raffiguranti una intera macchia si hanno complessivi di gruppi.

  fig.23

 

fig.24

fig.25        

                                         fig.26

Vengono così denominati i disegni dei pezzi singoli che concorrono alla composizione di un complessivo (fig.26)

Essi devono essere completati con tutte le indicazioni (quotature, tolleranze, sezioni, indicazioni delle finiture delle superfici, trattamenti, ecc., atti a consentire la esecuzione pratica in officina. Tutte queste indicazioni, come vedremo, devono essere disposte a coordinate in modo da non generare equivoci od arbitrarie interpretazioni da parte degli operatori. 

Come regola generale si può ritenere che tutti gli organi della serie unificata, ossia quelli contemplati nelle tabelle UNI, si possono trovare in commercio. Non si è costretti a fabbricarli ognuno per proprio conto, evitando così spreco di tempo lavorativo e presenza di un'infinità di particolari diversi: é quindi inutile eseguirne il disegno costruttivo particolareggiato.

La designazione degli elementi unificati si esegue di regola sui disegni complessivi o di montaggio e deve essere sempre completata dal numero tabella UNI nella quale é trattato l'elemento in questione.

Così ad esempio, se in corrispondenza di una rosetta vi é la indicazione: 10,5 UNI 6592-69

significa che é del tipo lavorato per dadi esagonali, considerato nella tabella UNI 6592-69 

(e la sua dimensione principale, il foro, é di 10,5mm). 

Il disegno tecnico serve come s'é visto per rappresentare forma e dimensioni di pezzi da costruire con l'aiuto di strumenti e macchine, anzi si potrebbe dire in ultima analisi che serve proprio per fornire l'indicazione degli spostamenti da far eseguire agli utensili per giungere alla forma voluta. E' chiaro perciò che l'importanza delle indicazioni di dimensioni, le cosiddette quote, é fondamentale in un disegno.

Sarebbe conveniente potere rappresentare nelle dimensioni vere sia i particolari che i complessivo per poterli raffigurare nelle loro reali forme e dimensioni.

In realtà pezzi di grandi dimensioni e di forme relativamente semplici vengono rappresentati con dimensioni inferiori a quella reale, mentre oggetto piccoli sono disegnati molto più grandi di quanto siano in realtà. La scala é il rapporto tra le dimensioni del disegno e le dimensioni reali dell'oggetto e deve essere scelta fra quelle consigliate dalla UNI per i disegni tecnici, che sono le seguenti:

scale di riduzione:

 1:2 - 1:1,25 - 1:5 - 1:10 - 1:20 - 1:25 - 1:50 - 1:100

scale di ingrandimento:

 2:1 - 5:1 - 10:1 - 20:1 - 50:1.

Si consiglia di evitare la scala di riduzione 1:2 poiché può portare a falsare l'interpretazione delle dimensioni (un pezzo in scala 1:2 ha una superficie che é un quarto di quella reale, non la metà).

Su ogni disegno deve essere indicata la scala con la quale é stato rappresentato il pezzo: le quote devono sempre riportare la dimensione vera dell'oggetto.

Qualora, in casi eccezionali e quando non ne derivi scarsa chiarezza di disegno, si abbiano elementi non disegnati in scala, la quota corrispondente dovrà esser sottolineata con tratto pesante (fig.27).

fig.27

E' facile accorgersi come la quotatura di un disegno tecnico sia tutt'altro che semplice, perché si deve quotare non il disegno, ma il pezzo che in realtà si deve costruire. Tutto ciò che richiede conoscenze di tecnologie ed esperienza e quindi una attenzione particolare per supplire alla loro mancanza fin dall'inizio, dai primi disegni che si eseguono.

Prima di illustrare norme e particolarità di quotatura facciamo ancora un esempio.

Il pezzo cilindrico di fig.28 è quotato in modo errato, non in quanto disegno ma in quanto pezzo da eseguire e misurare: le quote a,b,c, differenze di diametri sono mal poste, perché è più facile misurare un diametro che una differenza (è corretta la quotatura fig.29); le quote e,f,g,h di per sé sono esatte ma non tengono conto che per fare il pezzo si partirà da un cilindro di diametro D. La quota g è inutile perché data la lunghezza totale l e le quote parziali e,f,h in fig.28 oppure m,n in fig.29  essa si ottiene necessariamente. La quota g dovrebbe essa se necessaria ì, ad esempio se lo spessore del colletto da essa rappresentato fosse vincolato dall'accoppiamento con un altro pezzo fig.30.

La quotatura delle lunghezze in fig.28 è un esempio di quotatura in serie, in cui le misure si susseguono una all'altra.

fig.31a fig.31b

Le quote vanno apposte prolungando fuori dal disegno del pezzo le linee che individuano gli spigoli o le superfici fra le quali si effettua la misura: queste linee di riferimento tracciate con tratto fine continuo, sono collegate con una linea, fine anch'essa, ad esse perpendicolare e terminante con due frecce, detta linea di quota, al di sopra della quale si scrive la quota o misura, espressa ordinariamente in millimetri.

Le frecce di quota, la cui forma secondo le prescrizioni UNI è quella di fig.34a vengono tracciate ottimamente come un breve ispessimento terminale delle linee di quota ottenuto con un rapido e deciso movimento di va e vieni della punta scrivente (fig.34b); avranno una grandezza proporzionale alle linee del disegno.

Le linee di riferimento si prolungano leggermente oltre le linee di quota, mentre per queste ultime è ammesso un lieve prolungamento solo nel caso di spazio troppo ristretto per la scrittura della misura, caso in cui anche le frecce ed i numeri vengono posti all'esterno dello spazio delimitato dalle linee di riferimento (fig.35a ). Nel caso di serie di distanza molto piccole è costituito sostituire le frecce con i punti (fig.35b).

fig.34a  fig.34b 

                                            fig.35a fig.35b 

Le quote, come in genere tutte le scritturazioni sul disegno, si scrivono se orizzontali rivolte verso il basso, se verticali in modo da essere lette dalla destra del foglio (fig.36a).

Nella fig.36b sono disposte alcune quote a titolo di esempio: si devono evitare per quanto possibile linee di quota nella zona tratteggiata. Nella fig.36c sono esemplificate quotature di angoli.

                           

                         fig.36a                                 fig.36b                          fig.36c

Si è detto che è meglio portare le linee di riferimento e misura fuori dal disegno: naturalmente quando ciò potrebbe anziché una chiarificazione una maggiore confusione si possono tracciare direttamente sul disegno del pezzo (fig.37a).

E' da evitare, per quanto possibile l'incrocio di linee di quota: l'esempio di fig.37b è chiaro di per se, come risulta chiara la preferenza per la quotatura della fig.38a in luogo della fig.38b, notando che la quota l si riferisce proprio alla posizione dell'asse.

 

                             

 fig.37a                                               fig.37b               fig.38a                                   fig.38b  

Analogamente nel caso di un quadrato, la quota può essere preceduta dal segno □ (fig.44).

Se si tratta di una sfera la quota del raggio o del diametro va preceduta dalla parola sfera (fig.45). Le quote di raggi saranno invece precedute dalla lettera R (fig.46).

Per oggetti grandi, simmetrici rispetto ad un asse perpendicolare alle linee di quota, si può ricorrere, nel caso di viste o sezioni parziali, alle quote totali riportate su una linea aperta da una parte (fig.47a). Nel caso di pezzi simmetrici disegnati con vista dimezzata la linea di quota, aperta come s'è detto, deve oltrepassare l'asse (fig.47b).

Sempre riferendoci al caso di pezzi regolari, nel caso che le linee di misura sino tanto numerose da provocare confusione con il loro tracciamento completo è permesso tracciarle incomplete e sfalsate (fig.48).

I raggi vanno indicati con linee fine terminante a freccia: è bene indicare il centro cui il raggio si riferisce e dal quale la linea parte. Se esso si trova fuori dal disegno si può usare una linea spezzata o interrotta a seconda se si debba individuare o no il centro (fig.50a).

Due quote uguali fra loro, di cui si conosca il valore totale, possono essere sostituite dal segno = (fig.50b). Questo simbolo si può usare anche quando si voglia affermare una centralità di una linea o una equidistanza (fig.50c).

Nell'interno di ridurre linee di misure e quote, in alcuni casi di pezzi nei quali compaiano elementi regolarmente disposti ed equidistanti sono consentite delle semplificazioni. Così, nella fig.51a è riportato il sistema per quotare una serie di fori eguali ed equidistanti precisando solamente il diametro dei fori, il numero dei passi, la lunghezza del passo e la distanza fra gli assi estremi.

Per evitare equivoci talora si preferisce indicare direttamente anche il passo (fig.51b).

fig.51afig.51b

Già si sono visti i vari sistemi di quotatura: si noti ancora che la quotatura in parallelo, contrariamente a quella in serie, evita l'accumularsi di errori costruttivi, riferendo ogni misura sempre allo stesso punto di riferimento.

La scelta di quest'ultimo è legata al processo tecnologico di esecuzione o di controllo del pezzo. I riferimenti più comuni sono assi e centri o superficie lavorate e spianate con precisione, esterne o interne al pezzo. Le quote possono essere funzionali, non funzionali o ausiliarie.

Le quote funzionali sono quelle che definiscono le misure essenziali alla funzione di un pezzo.

Le quote non funzionali riguardano elementi le cui dimensioni potrebbero anche essere diverse senza che il pezzo cessi di adempire i compiti per i quali è stato progettato. Nella fig.53 le quote a e b sono funzionali, e su di esse potranno essere indicate le tolleranza di lavorazione come vedremo in seguito, le quote c e d non sono funzionali e non vi saranno su di esse tolleranze.

Le quote ausiliari sono quelle indicate sul disegno al solo scopo di fornire indicazioni utili ed evitare calcoli a chi costruisce il pezzo. La quota e in fig.54 non serve che a dare un idea delle dimensioni d'ingombro del pezzo e ad evitare di sommare le quote parziali per giungere ad essa.

Le quote ausiliarie vanno poste fra parentesi ad indicare che non sono interessate alle indicazioni generali di tolleranza previste per il pezzo.

Altri principi da tener sempre presenti nel disegno tecnico sono i seguenti.

Tutte le quote, tolleranza, ecc. necessarie per assicurare l'attitudine all'impiego dell'elemento devono essere scritte direttamente sul disegno, così come qualsiasi altra informazione necessaria per definire completamente l'elemento allo stato finito, senza dimenticare le esigenze della fabbricazione e della verifica.

Non si deve portare più di una volta una quota sul disegno.

Non si deve deve durre una quota funzionale da altre quote, né rilevare dal il disegno una quota mediante la scale dimensionale.

Si devono disporre le quote sulle viste che rappresentano il più chiaramente l'elemento da quotare.

Tutte le quote di un disegno devono essere date nella stessa unità di misura, per esempio in millimetri; se per qualche quota fosse altrimenti, si deve scrivere l'unità scelta dopo la quota stessa. 

Alcune regole permettono di facilitare la quotatura e adesso parleremo di alcune di esse. Disegnare solo il numero di viste necessario per definire la forma e per quotare il pezzo: ove necessario una semplice indicazione può evitare un disegno; a titolo esplicativo si vedano i seguenti casi:

1) è sufficiente la sezione per definire completamente l'anello grazie alle quote Ø... (fig.55).

2) anche in questo caso il pezzo è completamente definito con al sezione, grazie all'indicazione ausiliaria che determina numero e posizione dei fori (fig.56).

3) la vista A è sufficiente per definire il pezzo: infatti una sezione sarebbe insufficiente per rappresentare i fori e servirebbe solo ad indicare lo spessore dell'anello, il che è fatto con la dicitura (fig.57).

Se un pezzo è simmetrico, indicato l'asse di simmetria, si quotano i vari elementi una sola volta. Così si quotano una sola volta elementi che appaiono più volte sullo stesso pezzo e che appaiono inequivocabilmente eguali.

a) le quote devono servire per costruire il pezzo, non per disegnarlo nuovamente;

b) le quote devono poter essere misurate sul pezzo, non sul foglio.

Nei pezzi meccanici sono necessari smussi e arrotondamenti: i primi per evitare spigoli taglienti e fragili, ad esempio all'estremità di alberi o sui bordi di pezzi prismatici; i secondi, spesso derivanti da esigenze di resistenza, perché non vi siano al passaggio da un elemento ad un altro di un pezzo intagli acuti, che cunei provochino concentrazioni di sforzi e inizi di rotture.

Grandezza caratteristica degli smussi è la lunghezza misurata parallelamente all'asse, accompagnata dal angolo di inclinazione dello  smusso rispetto all'asse stesso (fig.58a). Se lo smusso è a 45° l'indicazione può essere semplificata come in fig.58b.

Nella pratica quotidiana si trova spesso, per lo smusso a 45°, l'indicazione di fig.58c, con la sigla sm seguito o meno dal valore della lunghezza o la dicitura smussare.

Per gli arrotondamenti e raccordi grandezze caratteristiche e il raggio di curvatura, indicato con R come già s'é visto.

I valori più comunemente usati per gli smussi sono: 0,2 - 0,5 - 1 - 2 - 3 - 5 mm.

Per gli arrotondamenti: 0,2 - 0,4 - 0,6 - 1 - 1,6 - 2,5 - 4 - 6 - 10 mm

fig.59

La conicità, cioè la variazione costante di diametro di un corpo cilindrico lungo il suo asse può essere espressa in tre modi diversi:

a) in gradi: si indica l'ampiezza dell'angolo al vertice del cono, reale od ideale, oppure l'ampiezza del semiangolo  (α oppure α/2 di fig.60.

Si indicano in questo modo i coni con ampiezze eguali o superiori ai 30° (vedi fig.61).

Qualora di un tronco di cono fossero noti il diametro maggiore D, il diametro minore d e la lunghezza L (misurata parallelamente all'asse del tronco di cono, fig.60) si può ricavare facilmente l'inclinazione di esso applicando la relazione  tangα/2=(D-d)/2 x L

in cui tangα/2 è la tangente del semiangolo del cono, il cui valore, espresso in gradi, si deduce dalle tabelle trigonometriche relative alle tangente.

Così, dovendo quotare in gradi un tronco di cono le cui dimensioni sono:

D= 1800mm       d= 110mm     L= 30mm        applicando la suddetta formula avremo:

tang α/2 = (180-110) /2 x 50 = 0,700

e consultando le tabelle tangenti troveremo che il numero più prossimo a 0,700 corrisponde ad un angolo di 35° e quindi si avrà un semiangolo di 35° e pertanto un angolo al vertice        α =70°

Se invece di un tronco di cono si ha un cono (fig.61) per il calcolo dell'inclinazione è sempre valida la relazione precedente, tenendo però presente che il diametro minore è uguale a zero.

b) con il rapporto I/k: il valore di k si ottiene dividendo la lunghezza del tronco di cono per la differenza fra il diametro maggiore ed il diametro minore del tronco di cono, cioè:

k= L/(D-d) e i/k = D-d / L

In altri termini ciò significa che sulla lunghezza k, misurata lungo l'asse del cono subisce una variazione di diametro di 1 mm (fig.62)

Conoscendo tre dei quattro dati L, D, d e k si ricava facilmente la grandezza incognita.

Altrettanto semplice è il passaggio all'indicazione in gradi:    tang α/2=1/2 x k

E' questo il metodo applicato internazionalmente ed è usato per conicità con angoli inferiori ai 30°.

c)come percentuale: viene indicata dal numero p che si ricava moltiplicando per 100 il rapporto fra la differenza dei diametri delle basi e la lunghezza del cono (fig.64).

La formula è la seguente:      p= 100 x (D-d) / L

il che significa che sulla lunghezza di 100mm (misurata lungo l'asse del cono) il cono stesso subisce la variazione di diametro di p mm.

Nel caso di una spina conica le cui dimensioni siano:     D= 7,2mm     d= 6mm     L= 60mm

otterremo:     p= 100 x (7,2 - 6) /60 =2

e dovendo quotare percentualmente la spina in questione indicheremo la conicità nel seguente modo:                 con. 2%     come si può vedere nella fig.65

fig.65

Facciamo notare come nella quotatura di pezzi conici non sia sempre necessario indicare tutti gli elementi che caratterizzano il cono (ossia: l'inclinazione, la lunghezza ed i due diametri, ove esistano entrambi), ma come si possa omettere una dimensione ed il cono sia esattamente definito.

In genere la quota che non viene indicata è quella che offre maggiori diffcoltà di misurazione nell'esecuzione pratica in officina. Così nel pezzo fig.65 appare evidente  come la quota di più difficile misurazione sia il diametro minore, del quale si può non indicare la quotatura, senza che perciò sorgano difficoltà esecutive per incompleta quotatura.

Ciò che è stato detto sopra può anche essere utile per evitare calcoli, i quali, per quanto non difficili, possono dare origine di misure con parecchi decimali che potrebbero indurre l'operatore a complesse ed inutili operazioni.