L09 Flashcards
GD&T: cosa è e in quali step si declina
GD&T sta per “Geometric Dimensioning and Toleracing” ed è una visione globale nella quale i prodotti e i processi di progettazione sono visti come l’integrazione di 3 elementi fondamentali:
1) Progettazione funzionale: mi serve per garantire la prestazione del prodotto e per verificare l’assemblaggio delle varie parti a formare l’assieme
2) Produzione: qui mi chiedo se per ogni parte esiste una tecnologia tale da garantirmi il raggiungimento di quelle caratteristiche e quanto mi costa
3) Controllo qualità: fa riferimento al prodotto (ispezione di controllo) e al processo (i processi utilizzati mi garantiscono la costanza nel tempo delle prestazioni?)
Il punto di convergenza di questi aspetti sono proprio le tolleranze che mi devono consentire di garantire la funzionalità (come progettista), di garantire un adeguato bilanciamento tra la qualità ottenibile ed i costi di produzione (come ingegnere di produzione) ed inoltre come controllo qualità mi devono indicare chiaramente cosa modificare.
La GD&T segue un approccio di tipo top-down, partendo dalla definizione delle tolleranze generali fino a alle tolleranze di dettaglio per le features funzionali.
La GD&T si articola in 5 step:
1) Analisi funzionale delle parti
a) Identificazione features del componente
b) Selezionare un gruppo di features per identificare un datum reference frame (DRF)
2) Dimensionamento geometrico delle features funzionali e dei datum
3) Assegnazione delle tolleranze generali
a) Dimensionali (controllo locale)
b) Geometriche (controllo globale)
4) Assegnazione delle tolleranze alle feature funzionali
5) Utilizzo dei modificatori del principio di indipendenza (opzionale)
a) Principio di massimo/minimo materiale
b) Inviluppo
c) Principio di massimo/minimo materiale virtuale
TED
La TED (Theoretical Excact Dimensions) sono dimensioni nominali assegnate dal progettista a superfici geometricamente ideali. È detto teorico in quanto nella realtà, a causa delle lavorazioni, il valore della quota si discosta dal valore nominale. Vengono attribuite per le sole Feature Of Size (FOS), in particolare per le:
- Quote angolari
- Quote che identificano la posizione di un foro
- Quote che identificano la posizione di profili e superfici
In questa maniera, si demanda l’informazione sull’errore ad una sola quota (ad esempio l’errore legato al posizionamento del foro e non anche il diametro della circonferenza su cui giace) evitando la complicazione del calcolo della somma degli errori.
Proprietà geometriche
Le proprietà geometriche si dividono in:
1) Size deviation: differenza tra il valore reale e quello nominale della parte
2) Geometrical deviation: qui si parla sostanzialmente delle tolleranze geometriche che vengono divise in 5 classi:
a) Forma (deviazione di un elemento dalla forma nominale; errori del primo ordine)
b) Orientamento (deviazione di un elemento dall’orientamento e forma nominale)
c) Posizione (deviazione di un elemento dalla posizione, orientamento e forma nominale)
d) Profilo/superficie
e) Runout (tolleranze di profilo messo in rotazione)
3) Waviness: è la caratteristica di una superficie che presenta delle irregolarità periodiche il cui rapporto tra la distanza tra due picchi successivi e la profondità è dell’ordine di 1000:1 (tipico di errori legati agli utensili o all’eccentricità nella lavorazione di tornitura degli utensili).
4) Rugosità: è la caratteristica di una superficie che presenta delle irregolarità periodiche e non, il cui rapporto tra la distanza tra due picchi successivi e la profondità è dell’ordine di 150:1 (mentre la waviness mi caratterizza la forma della parte, la rugosità mi caratterizza il comportamento microgeometrico della stessa);
5) Discontinuità delle superfici e deviazione dei bordi (dalla forma nominale): sono dei macro-errori geometrici che fanno riferimento ad una frattura, porosità, graffio su una superficie; vengono misurati con dei controlli specifici. La deviazione dei bordi è legata all’esistenza di bave, rotture o abrasioni soprattutto in corrispondenza delle zone dove ci sono spigoli.
Principio di indipendenza
Il principio di indipendenza costituisce la differenza principale tra il sistema ASME e quello ISO. Esso stabilisce, nel sistema ISO, che le tolleranze geometriche e dimensionali sono completamente indipendenti tra di loro. Ciò implica che ogni tolleranza dimensionale e geometrica indicata sul disegno deve essere rispettata in maniera indipendente e in sostanza i loro effetti vanno a sommarsi.
Sono delle eccezioni al principio di indipendenza i seguenti modificatori:
a) Principio di massimo/minimo materiale
b) Inviluppo
c) Principio di massimo/minimo materiale virtuale
Come trasmettere il design intent
Per trasmettere il design intent (volontà progettuale) possiamo seguire 4 principi:
1) Dimensionamento e definizione del sistema di riferimento (datum reference frame)
2) Indicazione/specifica della geometria del prodotto:
a) Tolleranze generali
b) Tolleranze dimensionali
c) Tolleranze geometriche
3) Annotazioni
4) Modellazione CAD (parametrici, uso delle feature corrette, e corretto ordine delle feature nell’albero, nome del file…)
Tolleranze generali
La tolleranza generale può essere riferita alle dimensioni o alle geometrie e deve essere inserita all’interno del cartiglio facendo riferimento alla normativa (ad esempio ISO 2769-mH), se non è indicata allora essa fa riferimento alla capacità normale del fornitore.
Per le tolleranze dimensionali abbiamo 4 classi:
- f: fine;
- m: medium
- c: coarse
- vc: very coarse
Quindi scelta la classe di tolleranza dimensionale, si determina il valore di tolleranza da attribuire attraverso delle specifiche tabelle per le dimensioni lineari, per gli smussi che i raccordi e per le dimensioni angolari (sono tabelle che per righe alle le 4 classi di tolleranza dimensionale e per colonne dei range di dimensione, ad esempio da 3 a 6 mm).
Per le tolleranze geometriche abbiamo 3 classi:
- H: fine;
- K: medium
- L: coarse
Quindi scelto il tipo di controllo, (profilo, run-out…; si parte da quelli più generali), si identifica il typical value (IT, IT/2…), si sceglie la classe di tolleranza geometrica e si determina il valore di tolleranza da attribuire attraverso delle specifiche tabelle per:
- Linearità e planarità
- Perpendicolarità
- Simmetricità
- Oscillazione circolare
Per assegnare il valore di tolleranza (sono tabelle che per righe alle le 3 classi di tolleranza geometrica e per colonne dei range di dimensione, ad esempio da 3 a 6 mm, tranne per l’oscillazione circolare).
