Disegno meccanico

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

Scopo del corso
Il corso di Disegno di Macchine ha lo scopo di:
• insegnare a leggere e redigere i disegni tecnici di progetti relativi all’ambito
dell’ingegneria 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 nell’iter di progettazione?
Un disegno tecnico è 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 modalità di funzionamento,
– Il materiale di cui è 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 dell’ingegnere.

IdeaIdea
ProdottoProdotto
finitofinito
Progetto diProgetto di
massimamassima
Pianificazione del processoPianificazione del processo
di produzionedi produzione
ProduzioneProduzione
ProgettoProgetto
esecutivoesecutivo
Il compito della progettazione
Definizioni di base
1. Sistema meccanico (o assieme) = sistema in grado di compiere un Lavoro, assolvendo a
specifiche funzionalità e requisiti prescritti all’inizio 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 dall’idea (o esigenza
di mercato) al prodotto finito.

Il compito della progettazione
L’attuale organizzazione industriale prevede una vastissima gamma di categorie
merceologiche che richiedono “prodotti meccanici” di vario tipo ed impiego la cui
progettazione si può articolare in più 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
all’ottimizzazione dell’arrangiamento dei componenti;
3. La progettazione esecutiva: in cui si indicano e risolvono tutte le problematiche di
assemblabilità e funzionalità 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 didisegni 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, didi
componenti)componenti)
(progetto esecutivo)(progetto esecutivo)
•• disegni di fabbricazionedisegni di fabbricazione (per chi deve produrre)(per chi deve produrre)
•• disegnidisegni ““come costruitocome costruito”” (per l(per l’’archiviazione)archiviazione)

L’evoluzione del Disegno Tecnico
L’abilità di realizzare disegni a mano è estremamente utile
per “catturare” le idee e comunicare al volo con i colleghi,
rendendo possibile un’immediata 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 l’ausilio del
tecnigrafo (da qui deriva l’uso di chiamare i disegni tecnici
anche “messe in tavola”), ora è automatizzata al computer
mediate l’uso dei sistemi di Computer Aided Design
(CAD).
Computer Aided Design = Progettazione assistita
dal calcolatore
Computer Aided Drawing = Messa in tavola (o
disegno bidimensionale) assistita dal calcolatore
Come sarà chiarito in seguito i disegni tecnici
rappresentano i componenti in forma bidimensionale,
disegnandoli così come sono visibili lungo specifiche
direzioni di vista (vedi riquadro 2 in figura).
Disegno diDisegno di
massima a manomassima a mano 2.2. proiezioniproiezioni
22
3. sezione3. sezione
33
1.1. assonometriaassonometria
11

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 è navigabile in tutte le direzioni (contrariamente ad un disegno tecnico) ed
è interrogabile per conoscere il centro geometrico o delle masse (se si attribuisce una
densità), 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 l’ambiente di assemblaggio in cui si creano prototipi con cui verificare l’assemblabilità
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.
L’evoluzione del Disegno Tecnico

Cenni di modellazione solida
I modelli solidi si disegnano aggiungendo e sottraendo tra loro volumi. Questo si può
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
• l’uso di operazioni booleane tra volumi
Altre 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)
da un altro
da un altro
Creazione di foro
alesato
(operazione di foratura)SmussaturaRaccordaturaForatura

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

Disegno di Macchine
Lezione n°2 – Nozioni di disegno tecnico

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 è una
rappresentazione bidimensionale in grado di far ricostruire, mentalmente, al
tecnico l’aspetto tridimensionale del componente o dell’assieme. Questa
ricostruzione può avvenire grazie all’uso delle proiezioni ortogonali e delle viste
in sezione.
La normativa prescrive le modalità di realizzazione del disegno tecnico così 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 l’ISO (International Standard Organization). L’ente ISO
detta le normative a livello internazionale e l’UNI 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

Il Disegno Tecnico: il formato dei fogli
Prima dell’avvento 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 è più un
problema manuale. Tuttavia resta la necessità 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 è il più grande: ha un’area 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
A1
A4
A3
b/2
a
b
Esiste la
similitudine:
a : b = b/2 : a
quindi
b=1.41 a

Il Disegno Tecnico: il formato dei fogli
Viste 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 è 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

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 è spessa ¼ rispetto alla linea grossa.
Il Disegno Tecnico: la grossezza delle linee
continua grossa
tratteggiata grossa
continua fine
mista fine

Le Assonometrie
Le viste assonometriche hanno lo scopo di dare un’idea tridimensionale
della forma di un componente.
Nel disegno meccanico si utilizzano in prevalenza l’assonometria isometrica
e quella cavaliera. Nei rispettivi casi I piani di riferimento dello spazio (xy, yz
e zx) sono reciprocamente disposti come in figura:
120°120°
x y
z
x
y
z
135°
Assonometria
isometrica
Assonometria
cavaliera
L’uso di queste viste è legato in genere alla creazione delle viste di assieme
e delle viste esplose in cui si vuole trasmettere la tridimensionalità
dell’insieme.

Le proiezioni ortogonali descrivono bidimensionalmente un
oggetto reale.
Consistono nel proiettare ortogonalmente, sul piano
del disegno, da una distanza infinita, le varie viste
dell’oggetto da rappresentare
z
x
y
A A’
B B’
C C’
Il Disegno Tecnico: le proiezioni ortogonali

z
x
y
A A’
B B’
C C’
RUOTO IL PIANO XY
Le diverse proiezioni (una
per ciascuna modalità di
vista dell’oggetto)
vengono rappresentate sul
foglio come illustrato a
destra
RUOTO IL PIANO XZ
PIANO ZY

Secondo le norme
Esistono due metodi di rappresentazione:
1.1. ilil metodometodo europeoeuropeo
2.2. ilil metodometodo americanoamericano
Si differenziano in base alla posizione dell’oggetto
rispetto al piano di proiezione ed all’osservatore
In questo caso
l’oggetto appare
riflesso, come se
fosse specchiato!

M N
OP
Q
R
M N
OP
Q
R
Piani di Proiezione
secondo il metodo ...
pianoverticale
piano orizzontale
piano
laterale
Prospetto (vista anteriore)
Pianta (vista dall’alto)
Vista da sinistra
Vista da destra
Vista dal basso
Vista posteriore

M N
OP
Q
R
Proiezione Ortogonale
N.B.
In questo caso, poiché l’oggetto è
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 è quella considerata
come maggiormente rappresentativa del pezzo in
esame. Nel caso di una vite o di un albero sarà la vista
parallela all’asse, nel caso di un automobile la vista dal
lato. Per essere più incisivi, ove potrebbero esserci delle
ambiguità, l’orientamento della vista deve ricalcare
quello del suo possibile montaggio/funzionamento
(un’automobile dovrà avere le ruote verso il basso e non
in alto!).

M N
OP
Q
R
Proiezione Ortogonale
M N
OP
Q
R
N.B.
In questo caso, poiché l’oggetto
è assialsimmetrico bastano due
viste per definirlo interamente

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 all’altra.
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.

Proiezioni ortogonali di oggetti simmetrici
I solidisolidi assialsimmetriciassialsimmetrici (corpi cilindrici) e le figure simmetriche devono avere
l’indicazione degli assi
Gli assi dei raccordi non si riportano

Proiezioni ortogonali di raccordi
I raccordi hanno lo scopo di eliminare gli spigoli,
perchè potrebbero essere taglienti oppure perché
possono creare zone critiche per la resistenza del
pezzo (vedi in seguito il disegno di alberi ad asse
reattilineo).
L’assenza dello spigolo fa sì che nelle proiezioni
l’area soggetta a raccordo non venga
rappresentata.

Proiezioni di superfici inclinate od oblique
La perpendicolarità 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 così complicato da presentare comunque piani
inclinato o obliqui.
Una superficie è inclinatainclinata se è perpendicolare ad uno dei piani di proiezione ma
inclinata rispetto ai due piani adiacenti.
Una superficie è obliquaobliqua se non è parallela a nessuno dei tre piani di proiezione.
sup. inclinata
Nelle superfici inclinate le dimensioni
rimangono invariate solo nella vista
ortogonale alla superficie.

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).
piano inclinato
piano di proiezione
piano ribaltato
proiezione ribaltata
Operazione di ribaltamento

Si ottiene lo stesso scopo anche non ribaltando il
piano ma realizzando la proiezione su un piano ad
esso parallelo.
piano ausiliario vista ausiliaria

Esempi di viste ausiliarie e ribaltamenti
Vista Ausiliaria
Ribaltamento
indicazioneindicazione deldel
ribaltamentoribaltamento

Disegno di Macchine
Lezione n°3 – Nozioni di disegno tecnico: le
viste in sezione

Viste in sezione
Nei componenti cavi le proiezioni possono essere insufficienti a descrivere in
modo chiaro la forma, in questi casi si ricorre alla rappresentazione mediante
sezione.sezione.
La sezione è la rappresentazione secondo proiezione ortogonale di una delle
due parti che si ottengono dividendo idealmente l’oggetto secondo uno o più
piani chiamati piani di taglio. La proiezione sarà 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

Viste in sezione
Nella rappresentazione la traccia del
piano di taglio deve essere
mostrata in modo chiaro, così 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 più 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.

Viste in sezione
Le linee di tratteggio nelle aree sezionate vanno disegnate equidistanti, inclinate
a 45°con tratto fine. Se è presente uno spigolo anch ’esso a 45°l’inclinazione
si può cambiare con un angolo incluso tra i 30°e i 60°.
La distanza tra le linee di tratteggio è in funzione della dimensione dell’oggetto
(più l’oggetto è piccolo più le linee sono vicine). Oggetti di grandi dimensioni
possono avere il tratteggio solo in prossimità 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!

Tipi di sezione
Le sezioni si possono suddividere in
base:
all’elemento secante >> un solo piano, piani
paralleli, piani concorrenti,superfici qualsiasi
all’estensione della sezione >> semisezioni,
sezioni parziali o a strappo
alla posizione >> sezioni ribaltate in loco,
sezioni in vicinanza, sezioni successive

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

Sezioni con piani concorrenti
In questo caso è necessario eseguire
un ribaltamento

Semi-Sezioni
La semisezione rappresenta la vista in
sezione di metà componente, l’altra metà si
rappresenta in proiezione ortogonale.
Questo tipo di rappresentazione è
particolarmente indicato per corpi
assialsimmetrici.

Sezioni a strappo
In altri casi, se il dettaglio interno è piccolo rispetto all’intero
componente si può ricorrere alla sezione a strappo

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

Eccezioni nella rappresentazione in sezione
Alcuni 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 staffa
3. Rullo tenditore
4. Base

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

Disegno di Macchine
Lezione n°4 – Quotatura

Quotatura dei disegni meccanici
Nel 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 è 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 è quella effettiva del
componente: se il disegno è 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).

L’orientamento delle quote è parallelo alla linea di misura in modo da consentire
la lettura in orizzontale per una rotazione del foglio di 90°oraria.
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 “

Per chiarezza diPer chiarezza di
rappresentazione alcunerappresentazione alcune
linee di riferimentolinee di riferimento sisi
possono farepossono fare obliqueoblique
Evitare di
intersecare le
linee del
disegno
Non quotare i
bordi nascosti

Le quote disposte su un componente possono essere distinte in quote di grandezza se
definiscono la dimensione dell’entità 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
R
2
10 18
R
2
A riguardo si ricorda che la disposizione di
quote secondo quanto riportato a destra è
errata poiché non ha alcuna utilità pratica
nel localizzare il centro del foro.

Esempi di quotatura disposta in parallelo
Esempio di quotatura disposta in serie
La scelta di una disposizione rispetto all’altra
vincola la precisione finale del pezzo e le modalità
di collaudo.
Nella quotatura in serie ogni tratto parte dal
precedente per cui la lunghezza finale del pezzo è
affetta dagli errori di lavorazione di ogni singola
quota.
Nella quotatura in parallelo ogni dimensione è
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.

La scelta di quali elementi geometrici quotare deriva dalle necessità 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 così 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

Talvolta la quotatura del progetto esecutivo può coincidere con la quotatura di
fabbricazione, altre volte no. In quest’ultimo caso può 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 lavorazioni
ciascuna delle quali porta “a misura” specifiche parti. A seguire si illustra il problema con
un esempio preso dal Manfè, 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
poiché l’inserimento del perno in un foro di diametro nominale B consente un corretto
funzionamento solo se la misura D rispetta l’esigenze di corretto montaggio nel foro.
Sulla carta è 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 può essere una quota di fabbricazione?

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 sì che sia
ortogonale all’asse della barra
(sfacciatura)
•levo materiale fino ad ottenere il
diametro A per un tratto > C+D
•levo materiale per un tratto di
lunghezza D in modo che abbia
diametro pari a B
•tronco 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 dovrà
essere verificato in collaudo.
In questo caso la quotatura in parallelo è più
significativa.

semilavorato
Sequenzadilavorazione
Componente finito
con quotatura di
fabbricazione
cerchiato in rosso:
moto di avanzamento
dell’utensile 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 sì,
come?
utensile

•Quali quote mancano nella rappresentazione?
I diametri
•E’ possibile quotare questo pezzo senza badare alla fabbricazione? Se sì, come?
Ponendo tutte le lunghezze dei perni a diametro variabile in serie
La quotatura dello smusso è sempre una quotatura di fabbricazione, si fa quindi nel modo
riportato di seguito perché lo smusso si realizza sempre a partire dalla lunghezza più esterna
con un moto di avanzamento dell’utensile longitudinale ad entrare nel pezzo.
2 x 45°
40
2 x 45°
40
2 X 30 °
2X30°
Errato!

Descrizione delle conicità
R
2
Simbolo di conicità
da disporre nel
verso
dell’inclinazione
Esempio di quotatura di raggi.
Richiedono il prefisso R

Disegno di Macchine
Lezione n°5 – Componentistica di base: alberi

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 più tecnologie.
• In molti casi il motore primo è di tipo elettromeccanico. Attraverso un albero di uscita si
connette alla trasmissione meccanica che realizza le opportune variazioni di velocità fino ad
azionare l’utilizzatore finale.
• La potenza richiesta in uscita dall’utilizzatore (Pu) consente di valutare la Potenza motrice
iniziale (Pm) attraverso il rendimento (η) dei meccanismi che compongono il sistema: Pu =
ηPm con η ∈ (0, 1) ma generalmente superiore a 0.9.
• La funzione che deve assolvere il sistema assieme ai vincoli di ingombro e fabbricabilità
rappresentano 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 τ = ωm/ωu rappresenta il rapporto tra la velocità angolare del
componente motore e quello condotto. Con τ > 1 si realizza una riduzione di velocità dal
motore al condotto, con τ < 1 una moltiplicazione. τ=1 presuppone costanza di velocità tra i
due tratti della trasmissione.
• Tralasciando ad altri corsi l’approfondimento 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 modalità di disegno nel contesto della
progettazione di assiemi meccanici.

AlberiAlberi
Sono 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 velocità 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 l’alzata
dell’elemento 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
Estremità d’albero
- albero ad
asse rettilineo -
albero a cammealbero a camme
La forma della manovella è dettata da esigenze di
bilanciamento delle masse dell’albero (masse eccentriche
rispetto all’asse di rotazione creano sovraccarichi), la forma
della camma è funzione della legge di moto da imprimere
all’elemento che deve traslare.
L’albero ad asse rettilineo presenta diverse variazioni di
sezione per consentire l’alloggiamento nei supporti
(frapponendo opportuni cuscinetti per ridurre gli attriti ed
aumentare così il rendimento) ed il montaggio di altri elementi.

Nel caso degli alberi ad asse rettilineo la sezione minima, sia essa piena o cava, è 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 sull’albero (detto anche calettamento) può 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 è
come se il mozzo diventasse un tutt’uno con l’albero.
I supporti hanno il compito di scaricare le forze a terra, ancorando nello spazio la posizione dell’asse
dell’albero.
Le discontinuità di diametro presenti sugli alberi sono chiamati spallamenti (o battute). Essi richiedono una
raccordatura per migliorare la resistenza del pezzo e garantire l’eventuale montaggio di cuscinetti e
mozzi.
tratto di albero con supporti e
ruota dentata montata
attraverso linguetta
supporto supportodistanziale
•Il distanziale ha il compito di bloccare
assialmente lo spostamento verso destra della
ruota dentata.
•In corrispondenza dei cambi di sezione
(frecce azzurre) è necessario raccordare

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_raccordo
oppure 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!

Per rendere più preciso il contatto e realizzare un
montaggio corretto, sugli spallamenti si possono
realizzare delle gole di scarico che migliorano la
resistenza perché 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
dell’albero in corrispondenza dei
calettamenti.
N.B. Per alberi si ammette il
posizionamento disallineato
delle sezioni.

In quanto corpi assialsimmetrici è obbligatorio riportare sempre
l’asse di simmetria in tratteggio fine
Le estremità d’albero possono essere di vario tipo, e sono unificate in
base alle norme UNI 6397
vista longitudinale vista frontale
Direzione di vista
per la proiezione
frontale
Nella messa in tavola gli alberi non si sezionano mai (anche se sono cavi), si
realizzano sezioni a strappo solo per evidenziare cave o lavorazioni speciali.

albero a gomito
biella
cava per linguetta
esempio di supporto
Albero a camme con ruota per
trasmissione potenza

Disegno di Macchine
Lezione n°6: Giunti cardanici ed innesti

I giunti cardanici sono un tipo di giunti mobili usati in genere per alberi ad assi concorrenti
(con angolo α). Sia l’albero 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 l’interfaccia
perno/fori della forcella deve
essere ad attrito ridotto per
evitare dissipazioni .
Tale movimento produce in
uscita sul condotto una
velocità di rotazione variabile
(moto non uniforme). Per
rendere il rapporto di
trasmissione costante si usa
il doppio giunto cardanico
(che è quindi un giunto
omocinetico).
Nel caso b di figura gli alberi
motore e condotto sono
disassati (= paralleli ma non
coassiali).

Innesti
I 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 sì che si sospenda o si instauri il collegamento tra le due
flange. Il collegamento può avvenire secondo innesto di denti o per frizione.
Nel primo caso l’innesto avviene con motrice ferma (altrimenti i sovraccarichi potrebbero
danneggiare l’innesto), nel secondo può avvenire anche con velocità diversa da zero. L’azione
dell’attrito 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 (τ=1). Molle di richiamo
fanno sì 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 l’innesto, senza richiedere l’azione 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.

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

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

Disegno di Macchine
Lezione n°12 – Collegamenti per trasmissione di
potenza

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 sull’albero che sul mozzo
conicità 1:100
La
trasmissione
del moto
avviene per
forzamento
grazie
all’attrito che
si sviluppa tra
le superfici a
contatto

La conicità garantisce l’arresto assiale del mozzo
rispetto all’albero
ChiavetteChiavette
F
R
cava sull’albero chiavetta con nasello

Le linguette hanno sezione costante
LinguetteLinguette
La traslazione assiale degli
elementi non è impedita!
Il contatto tra le parti avviene sui fianchi della linguetta,
che è soggetta ad una sollecitazione di taglio
N.B. chiavette e linguette longitudinalmente non si sezionano

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

Le sporgenze dei profili scanalati possono essere a fianchi paralleli oppure ad
evolvente.
Il contatto tra il profilo dell’albero e quello dell’interno del mozzo può avvenire in
diversi modi: può essere centrato sul diametro interno dell’albero, su quello
esterno oppure sui fianchi. La prima soluzione è più economica perchè richiede
lavorazioni di precisione su aree di più facile accesso.
Il centraggio sui fianchi è la soluzione naturale per I profili ad evolvente, che
risultano più precisi e particolarmente adatti ad elevate velocità 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

La rappresentazione
dei profili scanalati nel
disegno avviene in
maniera simbolica (Uni
EN ISO 6413).
Il fondo delle
scanalature si
rappresenta con linea
fine. Se il profilo è ad
evolvente si indica il
diametro primitivo in
tratto misto fine.
Le rappresentazioni in
sezione si riferiscono
sempre a piani
passanti per le cave (e
non per le sporgenze)

tratto di scarico per la
lavorazione
Il tipo di accoppiamento (ovvero la sua designazione) può anche essere indicato
con dicitura semplificata in cui, attraverso linea di richiamo, si riporta
simbolicamente il tipo di profilo ( ), il
numero di cave, l’altezza del fianco e la larghezza della cava (se il centraggio è
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 è 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 è?

Le spine sono elementi conici
(1/50) impiegati per collegare e
trasmettere potenza limitata.
La sollecitazione che li
contraddistingue è il taglio
Spine e PerniSpine e Perni
I 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

Disegno di Macchine
Lezione n°5 – Componentistica di base: ruote dentate

Ruote Dentate
Quando l’interasse tra due alberi non consente l’uso di trasmissioni per flessibile (perché
troppo piccolo) si può trasmettere potenza, variando velocità, attraverso l’uso di due
ruote di frizione. Vincolando il contatto attraverso una forza ortogonale alle ruote, si può
sviluppare un attrito in grado di far trascinare la ruota condotta. Questa soluzione,
tuttavia non garantisce continuità perché al crescere della velocità 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 così gli ingranaggi
(o ruote dentate).
Sagomando opportunamente la ruota motrice e la ruota condotta, si creano delle zone di
contatto in cui si minimizza l’attrito 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
un’altra si ingrana. La diversità 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-

Ruote Dentate
Coniche (per alberi ortogonali)
Le ruote possono essere classificate sulla base dell’andamento dei fianchi del dente (ruote
cilindriche dritte, cilindriche elicoidali, coniche) oppure su come si posizionano gli assi delle
due ruote (paralleli, concorrenti, sghembi)
Elicoidali

Nelle viste in sezione
il dente non viene mai
sezionato. Nelle viste
frontali e longitudinali I
vani non si
rappresentano ma si
indica con linea mista
leggera la
circonferenza
primitiva.

Disegno di Macchine
Lezione n°10 – Cuscinetti radenti e volventi

Supporti e CuscinettiSupporti e Cuscinetti
II 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 all’attrito sviluppato dall’elemento rotante rispetto al
supporto che è fermo. Distinguiamo due tipi fondamentali di cuscinetti in base al
tipo di attrito che sfruttano nel loro funzionamento: cuscinetti radenti e cuscinetti
volventi (o a rotolamento).
attrito radente >> cuscinetti striscianti
A sinistra si riporta un esempio di supporto
con cuscinetto radente. Quest’ultimo può
essere realizzato in un pezzo unico
(boccola) o in due semi-gusci cilindrici
chiamati bronzine. Il materiale con cui si
realizzano questi componenti è
caratterizzato da un minore attrito rispetto
al contatto acciaio/acciaio, raggiungendo
così lo scopo prefissato dal cuscinetto. Se
il materiale non è in grado di sopportare i
carichi esercitati sul cuscinetto si possono
frapporre tra boccola e supporto strati di
materiale più resistente.
strato a basso attrito
rinforzosupporto

I cuscinetti radenti possono lavorare a secco (e quindi la riduzione dell’attrito è 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 l’attrito 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 è in grado di sollevare e sostenere il perno che gira all’interno del lubrificante.
Nel caso dei cuscinetti idrodinamici il gioco tra albero e perno combinato con le condizioni
di velocità di rotazione e viscosità del lubrificante crea una distribuzione di pressione tra
fluido e perno che è in grado di sollevare e sostenere il perno evitando che tocchi il
supporto.
In entrambi i casi occorre prevedere un’opportuna gabbia con guarnizioni di tenuta per evitare
la fuori uscita del lubrificante, nel caso dei cuscinetti idrostatici servirà anche un circuito
per mettere il liquido in pressione.
In funzione del carico agente sull’albero 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

I cuscinetti a rotolamento sono composti da un anello interno, uno esterno con all’interno 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. L’anello interno si monta sull’albero 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 coassialità oppure se ammettono lievi angolazioni (questo
dipende dal tipo di elemento volvente e dalla forma della pista).
cuscinetto radiale a sfere
cuscinetti radiali

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 oppure
ad O, ovvero ad X se la direzione delle
forze tra elementi volventi e gli anelli si
incontrano all’interno dei due cuscinetti, ad
O se si incontrano all’esterno.
“O” “X”

Il montaggio dei cuscinetti è un aspetto importante ai fini del progetto di un albero di trasmissione. Generalmente un albero è
guidato da due supporti, tre possono creare sovraccarichi in uno dei punti di supporto soprattutto se con l’uso di cuscinetti
orientabili non si compensano disassamenti o errori di montaggio.
Per i cuscinetti radiali uno va bloccato assialmente mentre l’altro deve essere assialmente libero. Questo comporta che un
cuscinetto abbia tutti e due gli anelli bloccati da spallamenti o ghiere mentre l’altro ha l’anello esterno libero. Se non si ha carico
assiale o se è di piccola entità e solo in una direzione gli anelli interni dei cuscinetti a sfere possono essere liberi. Se il primo
cuscinetto è a sfere ed il secondo è a rulli cilindrici si possono bloccare tutti gli anelli perché la dilatazione è consentita al rullo.
Per quanto riguarda le tolleranze il foro dell’anello interno è
generalmente h9 o h10, il perno dell’albero può 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 velocità.
Per quanto riguarda gli alloggiamenti dei supporti si va da
condizioni di tipo H6 fino a P7.

Cuscinetto assiale: schema di montaggio
Cuscinetto assiale a doppio effetto (sopporta
carichi nelle due direzioni indicate in freccia)
Nei cuscinetti obliqui è
importante registrare i giochi di
funzionamento attraverso
spessori o ghiere filettate.
Se la disposizione è a X si
agisce sull’anello esterno, se è a
O sull’interno

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
l’attrito, preservare dalla ruggine,
asportare il calore.
La lubrificazione può essere fatta con
grasso ed a olio (a bagno, a iniezione, a
circolazione o a nebbia)
Cercare sul Manfè, Pozza, Scarato
esempi di applicazione.

Disegno di Macchine
Lezione n°11 – Collegamenti filettati e cenni sui
dispositivi anti svitamento

La vite è un elemento impiegato per collegare tra loro parti distinte, è costituita da un gambo
filettato, ovvero da una diametro di nocciolo su cui si sviluppa secondo un percorso elicoidale
un filetto che può 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
l’operazione 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

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 una
linea continua a tratto fine in corrispondenza del D di nocciolo. Nel caso della
madrevite il tratto fine continuo rappresenta il D nominale della filettatura.
rap. di vite mordente
Le viti in sezione non si tratteggiano!

bullone
filettature esterne ed interne
vite + dado >> bullone
Nella vista dall’alto la
filettatura si indica con ¾ di
un arco in linea continua
fine, in corrispondenza del
D di nocciolo (gambi
filettati) o del D nominali
(dadi e madreviti).

Rosette e Dispositivi AntisvitamentoRosette e Dispositivi Antisvitamento
Le rosette (o rondelle) sono elementi cilindrici piatti
interposti
tra il dado ed il pezzo da serrare
oppure 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
d’appoggio

Le vibrazioni, gli urti e le dilatazioni termiche
possono portare all’allentamento del collegamento
Le rosette elastiche funzionano
come delle molle che spingono
assialmente le parti collegate
Controdado
vite
c.dado
dado

Copiglia
Rosetta di
sicurezza
Piastrina

Disegno di Macchine
Lezione n°11 – Tolleranze dimensionali

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 può avere degli scostamenti dimensionali, un piano orizzontale
può essere leggermente inclinato, …). Distinguiamo quindi imprecisioni
dimensionali, geometriche e micro-geometriche (ovvero rugosità delle superfici).
Le tolleranze prescrivono la variabilità ammissibile per le naturali imprecisioni di
fabbricazione affinché 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

Definizioni 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 realtà 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 realtà che corrisponde ad una corretta
fabbricazione deve far registrare un diametro del valore deffettivo incluso tra [dmin, dmax]
per l’albero 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 l’ampiezza della tolleranza, t, e la sua
posizione rispetto alla linea dello zero, ovvero alla quota nominale dell’accoppiamento.

- condizioni ideali - - condizioni con prescrizione di tolleranza -
Rappresentazione
grafica delle zone di
tolleranza per un caso
albero/foro con gioco.
Rappresentazioni grafiche

L’ampiezza della zona di tolleranza (quindi il valore t) si chiama anche IT (International Tolerance)
ed è funzione:
• del tipo di lavorazione con cui si eseguono le superfici di accoppiamento (ad es. lo stampaggio è
meno preciso di una lavorazione alle macchine utensili)
• della dimensione nominale a cui si riferisce l’accoppiamento (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!). L’ordine di grandezza in cui si trovano tali valori va dal µm al mm
Usualmente 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 dell’ordine del µm, 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 sull’ordine della decina di µm. Si usano per accoppiamenti precisi (IT7 è considerato lo
standard per molti accoppiamenti).
IT8, IT9, IT10: sono le classi per accoppiamenti medi (IT8 e IT9) e grossolani (IT10). Le operazioni
che reallizzano queste precisioni sono le alesature, le forature con trapani, le trafilature.
IT11, IT12, IT13, IT14: sono classi dell’ordine 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

Scostamenti e modalità di accoppiamento
La definizione delle classi di tolleranza, sebbene assegni l’ampiezza dell’intervallo di variabilità
ammesso, non aiuta nella scelta della combinazione più opportuna di tolleranza di albero e foro,
sulla base del tipo di accoppiamento da realizzare (con gioco o interferenza).
Per fare ciò 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 dell’alfabeto (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 perché il dmax
dell’albero è sempre più piccolo del nominale mentre il Dmin del foro è sempre più grande del
nominale. Cosa accade da p a zc quando si accoppia con una classe da P a ZC?

accoppiamenti con interferenza
accoppia
menti
incerti
accoppiamenti con
gioco
Ei > 0
ei > 0
es < 0
Es < 0

Assegnazione delle tolleranze: sistemi foro base o albero base
Attribuire 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 è 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
dell’ordine del µm.
Per semplificare ancora di più si fissa la qualità di tutti i fori o di tutti gli alberi al valore H7 / H6
(adottando così il sistema foro base) o h7 / h6 (adottando così 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 semplicità di collaudo e/o fabbricazione (riducendo così 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 è uguale o un grado più alta dei fori, in
considerazione del fatto che le superfici esterne si lavorano con maggiore facilità (e quindi
precisione).
Cosa accade adottando il sistema albero base? Quando si ha gioco? Quando interferenza?

(preso da pag. 354 del Chirone
Tornincasa, vol. 2)
es < 0
ei > 0
foro

Esempi di accoppiamenti di uso comune
A 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.

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 più gli scostamenti tra parentesi
Nel primo caso nulla si dice sulla natura dell’accoppiamento, mentre si illustrano subito i
valori di fabbricazione accettabili. La quota di tipo 1 è quindi più utile alla fabbricazione
(e quindi al progetto esecutivo della singola parte) mentre quella di tipo 2 è più sintetica
nello studio degli assiemi, illustrando le condizioni di accoppiamento in corrispondenza
delle quote funzionali.
Tolleranze dimensionali e quotature
Esempi:

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 l’analisi delle tolleranze di un singolo accoppiamento: negli
accoppiamenti con gioco è importante valutare il gmax ed il gmin, per quelli con interferenza l’imax e
l’imin, nel caso degli accoppiamenti incerti si ricerca la gmax e la imax.
gmax=Dmax – dmin
gmin=Dmin - dmax
imax=Dmin – dmax
imin=Dmax - dmin
gmax=Dmax – dmin
imax=Dmin - dmax

D
D
D + T
D + T
D + T
D = dato
D + T = dato desunto da tabella
Esempio di calcolo delle condizioni minime e massime di
tolleranza a partire dalla prescrizione di accoppiamento

Per quanto riguarda le quotature funzionali si ricorda che a seconda dell’uso del pezzo si
possono avere più 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!
Per avere un
esempio si riporta
una illustrazione
presa da “disegno
Meccanico” di
Manfè, Pozza,
Scarato.

Queste considerazioni introducono il problema dell’ottimizzazione (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 più economico e in grado di garantire il corretto funzionamento) le altre
quote della catena funzionale.

Disegno di Macchine
Lezione n°12 – Ancora sulle tolleranze: tolleranze
generali, geometriche e rugosità superficiale

Tolleranze (dimensionali) generali
La 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 modalità
di accoppiamento (gioco/interferenza/acc.to incerto).
Le altre quote non direttamente interessate da tali calcoli rappresentano dei valori
nominali che nella realtà variano entro scostamenti che sono sempre funzione della
precisione di lavorazione. Per questo motivo nell’ambito dei disegni esecutivi le quote
non funzionali vengono associate a 4 classi semplificate di tolleranza scelte e fissate
in base alla funzione del componente.

Tolleranze geometriche
Le imprecisioni di fabbricazione non sono solo relative alle dimensioni dei componenti ma anche
alla loro geometria: i piani non sono superfici perfette così 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” può pregiudicare il corretto funzionamento dell’assieme, 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 planarità può pregiudicare il movimento; si pensi alla
cilindricità di un perno ed alla condizione di sua coassialità 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
più i costi di fabbricazione.
Per ovviare a tutto ciò da molto tempo l’ente ISO sta promuovendo la standardizzazione della
definizione delle tolleranze dimensionali, geometriche e di superficie in modo da unificare
l’approccio progettuale con quello di misura e collaudo. La commissione che si occupa di ciò è la
TC213 :Dimensional and geometrical product specifications and verification

Metodi di rappresentazione nei
disegni tecnici
significato
A seguire si riportano le spiegazioni
sintetiche delle tolleranze geometriche
più comuni e la loro rappresentazione.
Quelle riportate in questa pagina sono
prescrizioni che non richiedono alcuna
entità geometrica di riferimento (detta
anche datum) rispetto alla quale
valutare la geometria
0.01
Tipo di prescrizione (rettilineità)
Valore di prescrizione entro cui è
compresa la deviazione(0.01 mm)

Esempi di tolleranze geometriche che richiedono
la prescrizione di entità di riferimento (una o
più).
0.01
Tipo di prescrizione (parallelismo)
Valore di prescrizione entro cui è
compresa la deviazione(0.01 mm)
A
A
Nome dell’entità rispetto a
cui valutare la deviazione
Entità di riferimento

La rugosità superficiale
Le tolleranze dimensionali e geometriche possono essere viste come gli intervalli di imprecisione accettabili
per gli errori di forma macrogeometrici. La rugosità superficiale invece rappresenta l’errore medio del
profilo effettivo della superficie di un pezzo. Anche la rugosità è funzione del tipo di lavorazione con cui si
realizza la superficie e più è precisa la lavorazione e piccola la rugosità richiesta più è costoso realizzare
la lavorazione. Per ridurre i costi di fabbricazione e di collaudo (ovvero di misura per controllare la
rugosità) questa indicazione va riportata solo dove strettamente necessario alla funzionalità del pezzo.
Definiamo il parametro rugosità come:
dxy
L
Ra
L
∫=
0
1
ovvero in termini discreti come:
∑=
=
n
i
iy
n
Ra
1
1
Questo è un valore medio delle valli e dei
picchi che si registrano nel tratto di misura L.

Si parla di
micron!
Anche qui
le
applicazion
i con
rugosità
minore
sono quelle
per
strumenti di
misura
Superfici
levigate a
bassa
rugosità
aiutano la
tenuta.

L’indicazione sui disegni del grado di rugosità
si riporta attraverso i simboli qui riportati.
Nel primo caso si prescrive una rugosità max
di 2 µm ottenuta per fresatura.
Nel secondo caso lo stato superficiale è
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 rugosità di 0.2 µm.
Le prescrizioni 2 e 3 potevano anche essere
fatte come segue:
Ra
Lavorazione X alla macchina utensile
dove con Ra si indica la max rugosità
ammissibile

Per semplificare la complessità dei disegni
costruttivi la rugosità si può 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
è 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
rugosità media di 6.3 µm, 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
rugosità media delle superfici
generiche è 6.3 µm, realizzata alla
macchina utensile, ma che su
particolari superfici si trovano
prescrizioni pari a 3.2 µm, 1.6 µm e
0.8 µm.

Disegno di Macchine
Lezione n°13 – I processi di lavorazione per compone nti
meccanici. Cenni sui processi di fonderia e di forgiatura.

Il disegno esecutivo deve prevedere le modalità con cui viene realizzato un componente.
La conoscenza delle modalità di fabbricazione aiuta quindi non solo nell’impostazione 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 disponibilità aziendale di macchine ed attrezzature
– La quantità dei pezzi da realizzare
In progettazione concettuale, quando emerge che una data funzionalità può essere
realizzata, a parità 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 dell’economicità e della
convenienza aziendale.
Più 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 dell’ingegnere
Strategia aziendale

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 rugosità),
• la necessità 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 l’asportazione,
…)

Schema sintetico Forme-Lavorazioni
Immagine 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 più comuni
componenti meccanici.
Tecnologia meccanica è la disciplina che studia le
diverse modalità 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 è comunque necessaria alla formazione
del progettista di prodotto per prevenire errori di
impostazione che poi farebbero perdere tempo di
sviluppo o diminuire la qualità del prodotto.

Formatura dallo stato liquido
Il processo di fonderia consiste nel creare una
cavità (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 è 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 può 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 di
formare pezzi unici a partire da due forme la cui
sezione massima coincide con il piano di
appoggio delle staffe della forma.
Il getto finale è un grezzo che richiede
lavorazioni di finitura di vario tipo (distacco delle
materozze, e dei colatoi, … sbavatura,
sabbiatura).
Oggetto da
realizzare
Modello
scomponibile per
creare la forma
Da c) a h) creazione della forma tramite sabbia
compattata attorno al modello
Creazione
dell’anim
a
interna
per fare
la
cavità
centrale
Estrazione del semi-
modello
Montaggio dell’anima
colata

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;
•l’estraibilità del modello dalla forma.
Il ritiro crea uno stato di sollecitazione
all’interno del pezzo, diminuendo le
sue prestazioni. Per ridurlo è
necessario scegliere forme che
uniformino le velocità di
raffreddamento
Valori minimi di spoglia per getti in sabbia
Confronto processi/tipo di produzione/costi/qualità

Schema della forma di
realizzazione del getto
Da a) a c) disegno dei modelli (i due
semi-modelli scomponibili e l’assieme
montato). (manca l’anima realizzata a
parte per ultimo, vedi disegno seconda
staffa)
Pezzo finito dopo la lavorazione alle
macchine utensili (sapresti disegnare come
è fatto il getto?)

Deformazione plastica
bramme
blumi
profilati
rotaie
billette
tubi
fili
barre
Tubi da
saldare
lamiere
nastri Le lavorazioni per deformazione
plastica si basano sulla possibilità
di 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

Forgiatura
La 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 più 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 chiusa
Bava di stampaggio da
rimuovere successivamente
semilavorato
semilavorato
forma stampata
forma stampata

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
l’estrazione dagli stampi. In genere si adottano circa 7°per le superfici esterne,
10°per quelle interne, questi valori sono più alti d i quelli per la fonderia (circa 5°)
perché l’inclinazione serve anche a migliorare l’andamento 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 è sede di bave di stampaggio e rappresenta la sezione di
massima dimensione.
La norma ISO10135 codifica la possibilità di realizzare disegni semplificati di componenti ottenuti per stampaggio o
fusione, attraverso l’uso di simboli il cui significato è riportato nelle figure seguenti.
Indicazione delle spoglie (verso e angolo)
Indicazione della linea di separazione e del max disallineamento
ammissibile (+1.7 mm)

Indicazione della linea di separazione e del max disallineamento
ammissibile (±0.6 mm)
Indicazione delle spoglie (verso e angolo)

Disegno di Macchine
Lezione n°14 – I processi di lavorazione per compone nti meccanici. Cenni
sulle lavorazioni per asportazione di truciolo.
Collegamenti tramite saldatura

Lavorazioni per asportazione di truciolo
La lavorazione per asportazione di truciolo consente di ottenere dei prodotti finiti,
asportando dal pezzo grezzo il sovrametallo con l’opportuna macchine utensile
(funzione del tipo di lavorazione che si deve compiere).
Il sovrametallo si asporta tramite l’utensile che è 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 l’utensile 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 è dell’utensile, 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).

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 omogeneità con la lavorazione e
per verificare il prima possibile la fattibilità
fisica della geometria.
Le lavorazioni attuali sono realizzate con
macchine a controllo numerico che pilotano
l’esecuzione mediante un programma
generabile per traduzione da un file CAD (o
da un formato IGES).
I sistemi CAM (computer aided
manufacturing) a partire dal modello solido
consentono di simulare/progettare il processo
di asportazione facendo scegliere il tipo di
lavorazione e di utensile, le condizioni di
montaggio e di avanzamento
Nel link (simulazione CAM) proposto sul sito
del corso la tornitura è simulata senza far
vedere il moto di rotazione del pezzo, tuttavia
sono chiaramente visibili le sequenze di
lavorazione (distinte in sgrossatura e finitura)
attraverso l’avanzamento degli utensili. Si noti
come sono direttamente riconducibili a feature
di modellazione solida.

Nelle figure che seguono si evidenziano alcuni accorgimenti da seguire durante la
progettazione di componenti/dettagli realizzati alla macchine utensili (immagini prese
da Chirone, Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale. Edizione il Capitello)
Lasciare sufficiente spazio per
evitare collisioni con la fresa
si
no
Incassare o
rialzare le sedi
dei fori per
offrire una
superficie di
contatto piana
Lasciare sempre lo
spazio aggiuntivo per far
fluire il truciolo

Saldatura
Il processo di saldatura si realizza per congiungere tra loro parti distinte rendendole un corpo unico non
smontabile. Esistono molti processi basati su principi diversi. In figura si illustra una catalogazione
distinguendo tra brasatura e saldatura autogena, nel primo caso la saldatura agisce su un materiale
aggiuntivo, nell’altro si opera direttamente sui lembi da unire.

In basso si riportano le possibili
preparazioni da fare sui lembi per
garantire il risultato della saldatura. Man
mano che cresce lo spessore i lembi
sono lavorati in vario modo per garantire
una giunzione continua lungo lo spessore
Schemi di giunzione
Morfologia del cordone

Nel disegno tecnico il cordone di
saldatura non si disegna ma si
riporta tramite un richiamo associato
a simboli grafici.
A sinistra si elencano i simboli
corrispondenti alle diverse saldature
(rappresentate in modo pittorico)
In basso si riporta il tipo di richiamo
indicato dalla normativa

La linea 2 a in tratteggio rappresenta la parte del giunto opposta a quella puntata dalla freccia (in altri termini
è la parte nascosta del giunto). Se il cordone di saldatura è dalla parte opposta della linea puntata dalla
freccia il simbolo della preparazione dei lembi va dalla parte della linea tratteggiata 2 a.

Saldatura sul lato
della freccia
Saldatura sul lato
opposto della freccia
Saldature sul lato
della freccia

Saldatura sul lato
della freccia e
ripresa sul bordo
opposto
Saldatura ad U sul
lato della freccia
ed a V sul lato
opposto

Esempio: cordone di testa con ripresa al
rovescio
Da cosa si riconosce il dritto del giunto?
Quale simbolo indica il rovescio?
Dove vanno indicate le quote riferite alla
sezione? Alla lunghezza?

Disegno meccanico

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