TOLLERANZE LAVORAZIONE-LEZIONE4
Il sistema di tolleranze ISO
II sistema di tolleranze ISO è utilizzato negli accoppiamenti e definisce la tolleranza mediante l'impiego di tabelle.
Si considera:
1. la dimensione nominale di fori e alberi, compresi tra 1 e 500 mm, suddivisi in 13 gruppi di dimensioni a loro volta divisi in sottogruppi come da tabella accanto;
2. la qualità o il grado di precisione dei vari tipi di lavorazione; sono previste 19 qualità di lavorazione, classificate con la sigla IT (International Tolerance) seguita da un numero 01,0,1,2 fino a 17, dove con IT 01 si stabilisce il campo di tolleranza delle lavorazioni di massima precisione e con IT17 il campo di tolleranza delle lavorazioni più grossolane. Per ogni qualità di lavorazione in corrispondenza di un dato gruppo di dimensioni è assegnato un campo di tolleranza, valido sia per gli alberi che per i fori, il cui valore è espresso in micrometri (µm).
Come si può verificare consultando la tabella sottostante, l'ampiezza del campo di tolleranza non aumenta soltanto col progredire del grado di precisione da IT 01 a IT 1, ma anche col crescere della dimensione nominale da 1 a 500 mm. Si noti ad esempio che il campo di tolleranza di 10µm può corrispondere alle:
• qualità IT 7 per un pezzo di dimensione nominale da 1 a 3 mm;
• qualità IT 4 per un pezzo di dimensione nominale da 80 a 120 mm;
• qualità IT 2 per un pezzo di dimensione nominale da 400 a 500 mm.
La tolleranza minima si avrà per IT 01 in corrispondenza del primo gruppo di dimensioni, la massima per IT 17 per l'ultimo gruppo di dimensioni (fori e alberi da 450 a 500 mm).
NB : Vedi tabella qualità in "Materiale utile per esercitazione"
Campi di applicazione delle qualità di lavorazione
Le qualità IT 01, IT 0 e IT 1 sono adottate solo in particolari settori della meccanica di altissima precisione, ad esempio ottica, orologeria, ecc.
Le qualità da IT 2 a IT 4, per gli alberi e da IT 2 a IT 5 per i fori, sono adottate per la lavorazione degli strumenti di misura, dei calibri di controllo e per realizzare accoppiamenti di alta precisione.
Le qualità che più frequentemente vengono adottate per i più comuni accoppiamenti meccanici sono quelle che vanno da IT 5 a IT 11 per gli alberi e da IT 6 a IT 12 per i fori.
Le qualità da IT 12 a IT 16 per gli alberi e da IT 13 a IT 17 per i fori sono adottate per lavorazioni grossolane (laminazione, trafilatura, stampaggio) e per la produzione di pezzi non destinati a un accoppiamento .
Accoppiamenti nel sistema di tolleranze ISO
Al fine di ridurre il numero di accoppiamenti possibili tra alberi e fori, presi ognuno con la sua tolleranza e la sua posizione, il sistema di tolleranze ISO prevede per gli accoppiamenti:
• di mantenere costante la posizione della tolleranza di uno dei due elementi, l'albero
o il foro;
• di far variare la posizione della tolleranza dell'altro elemento per ottenere il tipo di accoppiamento voluto (mobile, stabile o incerto).
A seconda che l'elemento scelto come base sia l'albero o il foro, si ha per gli accoppiamenti il sistema di lavorazione ad albero base o il sistema di lavorazione a foro base.
Nel sistema albero base la posizione costante del foro è quella designata con la lettera h.
Nel sistema foro base la posizione costante del foro è quella designata con la lettera H.
Scostamenti degli alberi ISO
In figura sono rappresentate graficamente le diverse posizioni previste dall'ISO per gli alberi, per una generica qualità di tolleranza IT. Ogni rettangolo rappresenta una posizione diversa, designata con una lettera minuscola. La distanza tra la linea dello zero e il lato più vicino alla linea dello zero rappresenta lo scostamento fondamentale, il cui valore, espresso in mm, è riportato nella tabella degli scostamenti ISO per gli alberi.
Il valore dello scostamento varia a seconda del gruppo di dimensioni cui appartiene la dimensione nominale che interessa e, per certe posizioni, a seconda del grado di qualità IT adottato.
• Posizioni a, b, e, ed, d, e, ef, f, fg, g
Gli scostamenti delle posizioni da a fino a g sono negativi, cioè sono situati al di sotto dello zero e individuano quindi una tolleranza unilaterale per difetto. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello superiore, ed è negativo.
• Posizione h
Lo scostamento fondamentale (superiore) della posizione h è uguale a 0. Lo scostamento inferiore è negativo e coincide con il campo di tolleranza:
es = 0 ei = - IT
La posizione h è quella adottata nel sistema di lavorazione ad albero base.
• Posizioni k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc
Gli scostamenti delle posizioni da k fino a zc sono positivi, cioè sono situati al di sopra della linea dello zero, individuano quindi una tolleranza unilaterale per eccesso. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello inferiore, ed è positivo.
• Posizione j
Lo scostamento fondamentale della posizione j è negativo, mentre l'altro scostamento è positivo, cioè la posizione j è attraversata dalla linea dello zero, e individua quindi una tolleranza bilaterale.
• Posizione js
La posizione js si trova centrata sulla line dello zero: individua quindi una tollerar bilaterale simmetrica. I valori degli scostamenti della posizione js sono:
es = + IT/2 e ei = - IT/2.
Scostamenti dei fori ISO
Nella figura sono rappresentate graficamente le diverse posizioni previste dall'ISO per i fori, per una generica qualità di tolleranza IT.
Ogni rettangolino rappresenta una posizione diversa, designata con una lettera maiuscola. La distanza tra la linea dello zero e il lato più vicino alla linea dello zero rappresenta lo scostamento fondamentale il cui valore, espresso in mm, è riportato nella tabella degli scostamenti ISO per i fori a pagina 123. Il valore varia a seconda del gruppo di dimensioni cui appartiene la dimensione nominale che interessa e, per certe posizioni, a seconda del grado di qualità IT adottato.
• Posizioni A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G
Gli scostamenti delle posizioni da A fino a G sono positivi, cioè sono situati al di sopra della linea dello zero. Individuano quindi per i fori una tolleranza unilaterale per eccesso. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello inferiore, ed è positivo.
• Posizione H
Lo scostamento fondamentale (inferiore) della posizione H è uguale a 0. Lo scostamento superiore è positivo e coincide con il campo di tolleranza:
Ej = 0 ES = + IT.
La posizione H è quella adottata nel sistema di lavorazione a foro base.
• Posizioni M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC
Gli scostamenti delle posizioni da M a ZC sono negativi, cioè sono situati al di sotto della linea dello zero. Individuano quindi una tolleranza unilaterale per difetto. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello superiore ed è negativo.
• Posizioni J e K
Lo scostamento fondamentale delle posizioni J e K è positivo, mentre l'altro scostamento è negativo, cioè le posizioni J e K sono attraversate dalla linea dello zero e individuano quindi una tolleranza bilaterale.
• Posizione Js
La posizione Js si trova centrata sulla linea dello zero: individua quindi una tolleranza bilaterale simmetrica. I valori degli scostamenti della posizione Js sono quindi:
Es = + IT/2 e E = - IT/2
NB : Vedi tabelle scostamenti in "Materiale utile per esercitazione"
Accoppiamenti raccomandati
In pratica, pur adottando il sistema albero base o quello foro base, non è conveniente utilizzare tutti gli accoppiamenti che tali sistemi consentono.
La norma UNI 7218 raccomanda l'adozione di un numero abbastanza ristretto di accoppiamenti di pratica applicazione.
Ad esempio non sarebbe conveniente un accoppiamento foro base H5/b12 formato da un foro H5 lavorato con altissima precisione e quindi con costi elevati, e da un albero b12, lavorato grossolanamente, con il risultato di avere un gioco effettivo fra i due organi molto variabile a causa della larga tolleranza assegnata all'albero.
II sistema di tolleranze ISO è utilizzato negli accoppiamenti e definisce la tolleranza mediante l'impiego di tabelle.
Si considera:
1. la dimensione nominale di fori e alberi, compresi tra 1 e 500 mm, suddivisi in 13 gruppi di dimensioni a loro volta divisi in sottogruppi come da tabella accanto;
2. la qualità o il grado di precisione dei vari tipi di lavorazione; sono previste 19 qualità di lavorazione, classificate con la sigla IT (International Tolerance) seguita da un numero 01,0,1,2 fino a 17, dove con IT 01 si stabilisce il campo di tolleranza delle lavorazioni di massima precisione e con IT17 il campo di tolleranza delle lavorazioni più grossolane. Per ogni qualità di lavorazione in corrispondenza di un dato gruppo di dimensioni è assegnato un campo di tolleranza, valido sia per gli alberi che per i fori, il cui valore è espresso in micrometri (µm).
Come si può verificare consultando la tabella sottostante, l'ampiezza del campo di tolleranza non aumenta soltanto col progredire del grado di precisione da IT 01 a IT 1, ma anche col crescere della dimensione nominale da 1 a 500 mm. Si noti ad esempio che il campo di tolleranza di 10µm può corrispondere alle:
• qualità IT 7 per un pezzo di dimensione nominale da 1 a 3 mm;
• qualità IT 4 per un pezzo di dimensione nominale da 80 a 120 mm;
• qualità IT 2 per un pezzo di dimensione nominale da 400 a 500 mm.
La tolleranza minima si avrà per IT 01 in corrispondenza del primo gruppo di dimensioni, la massima per IT 17 per l'ultimo gruppo di dimensioni (fori e alberi da 450 a 500 mm).
NB : Vedi tabella qualità in "Materiale utile per esercitazione"
Campi di applicazione delle qualità di lavorazione
Le qualità IT 01, IT 0 e IT 1 sono adottate solo in particolari settori della meccanica di altissima precisione, ad esempio ottica, orologeria, ecc.
Le qualità da IT 2 a IT 4, per gli alberi e da IT 2 a IT 5 per i fori, sono adottate per la lavorazione degli strumenti di misura, dei calibri di controllo e per realizzare accoppiamenti di alta precisione.
Le qualità che più frequentemente vengono adottate per i più comuni accoppiamenti meccanici sono quelle che vanno da IT 5 a IT 11 per gli alberi e da IT 6 a IT 12 per i fori.
Le qualità da IT 12 a IT 16 per gli alberi e da IT 13 a IT 17 per i fori sono adottate per lavorazioni grossolane (laminazione, trafilatura, stampaggio) e per la produzione di pezzi non destinati a un accoppiamento .
Accoppiamenti nel sistema di tolleranze ISO
Al fine di ridurre il numero di accoppiamenti possibili tra alberi e fori, presi ognuno con la sua tolleranza e la sua posizione, il sistema di tolleranze ISO prevede per gli accoppiamenti:
• di mantenere costante la posizione della tolleranza di uno dei due elementi, l'albero
o il foro;
• di far variare la posizione della tolleranza dell'altro elemento per ottenere il tipo di accoppiamento voluto (mobile, stabile o incerto).
A seconda che l'elemento scelto come base sia l'albero o il foro, si ha per gli accoppiamenti il sistema di lavorazione ad albero base o il sistema di lavorazione a foro base.
Nel sistema albero base la posizione costante del foro è quella designata con la lettera h.
Nel sistema foro base la posizione costante del foro è quella designata con la lettera H.
Scostamenti degli alberi ISO
In figura sono rappresentate graficamente le diverse posizioni previste dall'ISO per gli alberi, per una generica qualità di tolleranza IT. Ogni rettangolo rappresenta una posizione diversa, designata con una lettera minuscola. La distanza tra la linea dello zero e il lato più vicino alla linea dello zero rappresenta lo scostamento fondamentale, il cui valore, espresso in mm, è riportato nella tabella degli scostamenti ISO per gli alberi.Il valore dello scostamento varia a seconda del gruppo di dimensioni cui appartiene la dimensione nominale che interessa e, per certe posizioni, a seconda del grado di qualità IT adottato.
• Posizioni a, b, e, ed, d, e, ef, f, fg, g
Gli scostamenti delle posizioni da a fino a g sono negativi, cioè sono situati al di sotto dello zero e individuano quindi una tolleranza unilaterale per difetto. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello superiore, ed è negativo.
• Posizione h
Lo scostamento fondamentale (superiore) della posizione h è uguale a 0. Lo scostamento inferiore è negativo e coincide con il campo di tolleranza:
es = 0 ei = - IT
La posizione h è quella adottata nel sistema di lavorazione ad albero base.
• Posizioni k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc
Gli scostamenti delle posizioni da k fino a zc sono positivi, cioè sono situati al di sopra della linea dello zero, individuano quindi una tolleranza unilaterale per eccesso. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello inferiore, ed è positivo.
• Posizione j
Lo scostamento fondamentale della posizione j è negativo, mentre l'altro scostamento è positivo, cioè la posizione j è attraversata dalla linea dello zero, e individua quindi una tolleranza bilaterale.
• Posizione js
La posizione js si trova centrata sulla line dello zero: individua quindi una tollerar bilaterale simmetrica. I valori degli scostamenti della posizione js sono:
es = + IT/2 e ei = - IT/2.
Scostamenti dei fori ISO
Nella figura sono rappresentate graficamente le diverse posizioni previste dall'ISO per i fori, per una generica qualità di tolleranza IT.Ogni rettangolino rappresenta una posizione diversa, designata con una lettera maiuscola. La distanza tra la linea dello zero e il lato più vicino alla linea dello zero rappresenta lo scostamento fondamentale il cui valore, espresso in mm, è riportato nella tabella degli scostamenti ISO per i fori a pagina 123. Il valore varia a seconda del gruppo di dimensioni cui appartiene la dimensione nominale che interessa e, per certe posizioni, a seconda del grado di qualità IT adottato.
• Posizioni A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G
Gli scostamenti delle posizioni da A fino a G sono positivi, cioè sono situati al di sopra della linea dello zero. Individuano quindi per i fori una tolleranza unilaterale per eccesso. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello inferiore, ed è positivo.
• Posizione H
Lo scostamento fondamentale (inferiore) della posizione H è uguale a 0. Lo scostamento superiore è positivo e coincide con il campo di tolleranza:
Ej = 0 ES = + IT.
La posizione H è quella adottata nel sistema di lavorazione a foro base.
• Posizioni M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC
Gli scostamenti delle posizioni da M a ZC sono negativi, cioè sono situati al di sotto della linea dello zero. Individuano quindi una tolleranza unilaterale per difetto. Per queste posizioni lo scostamento fondamentale è quello superiore ed è negativo.
• Posizioni J e K
Lo scostamento fondamentale delle posizioni J e K è positivo, mentre l'altro scostamento è negativo, cioè le posizioni J e K sono attraversate dalla linea dello zero e individuano quindi una tolleranza bilaterale.
• Posizione Js
La posizione Js si trova centrata sulla linea dello zero: individua quindi una tolleranza bilaterale simmetrica. I valori degli scostamenti della posizione Js sono quindi:
Es = + IT/2 e E = - IT/2
NB : Vedi tabelle scostamenti in "Materiale utile per esercitazione"
Accoppiamenti raccomandati
In pratica, pur adottando il sistema albero base o quello foro base, non è conveniente utilizzare tutti gli accoppiamenti che tali sistemi consentono.
La norma UNI 7218 raccomanda l'adozione di un numero abbastanza ristretto di accoppiamenti di pratica applicazione.
Ad esempio non sarebbe conveniente un accoppiamento foro base H5/b12 formato da un foro H5 lavorato con altissima precisione e quindi con costi elevati, e da un albero b12, lavorato grossolanamente, con il risultato di avere un gioco effettivo fra i due organi molto variabile a causa della larga tolleranza assegnata all'albero.
