Classi di tolleranza in conformità a ISO 22081 e DIN ISO 2768: Uso ottimizzato delle tolleranze generali

Questo articolo tratta il tema delle tolleranze generali e il loro compito nel processo di progettazione.

Le tolleranze sono un aspetto essenziale per la produzione di parti meccanicamente mobili, in quanto garantiscono la corretta interazione dei componenti. Le tolleranze generali e le relative classi di tolleranza vengono utilizzate per semplificare i disegni.

Lo standard DIN ISO 2768 specifica le tolleranze. Molti ingegneri di progettazione utilizzano le tolleranze generali come variazione semplificata delle tolleranze per facilitare il processo di progettazione.

Cosa sono le tolleranze nella progettazione?

Le tolleranze di progettazione vengono definite generalmente come la deviazione di una dimensione dal suo valore ideale. Questa deviazione è suddivisa in classi di tolleranza che determinano gli effetti della deviazione. DIN ISO 2768 definisce quali tolleranze sono appropriate per quali applicazioni.

I termini più importanti sono:

• Dimensioni nominali
• Dimensione superiore (+/-), chiamata anche dimensione massima
• Dimensione inferiore (+/-), chiamata anche dimensione minima
• Dimensione limite
• Regolazione: È la relazione dimensionale (tipo e modo) di due componenti. Ad esempio, come un cuscinetto e un albero si innestano tra di loro; quanto “spazio di gioco” c’è tra i due componenti.

La tolleranza con la dimensione superiore e quella inferiore è indicata anche come limite di tolleranza.

Per le parti lavorate si applica la norma DIN ISO 2768, che descrive le caratteristiche seguenti:

• per lunghezze, bordi irregolari e diametri
• per gli angoli
• per concentricità ed eccentricità assiale
• per forma e posizione
• per la simmetria
• per la perpendicolarità
• per planarità e rettilineità

In futuro la norma DIN ISO 2768 sarà sostituita dalla nuova ISO 22081.

Tolleranza in conformità a ISO 22081

In qualità di ingegnere progettista, grazie a ISO 22081 è possibile semplificare le specifiche del prodotto e la prova di conformità in modo ottimale, descrivendo tutte le caratteristiche non rilevanti per la funzione in modo chiaro e completo e tenendo conto delle caratteristiche speciali della tecnologia di produzione e della fisica dei materiali. Un’applicazione attenta delle tolleranze generali può aiutare a semplificare la progettazione e a garantire che i risultati soddisfino i requisiti.

I progettisti che utilizzano la norma ISO 22081 devono fare un uso ottimale delle classi di tolleranza generali e delle specifiche geometriche generali. Invece di specificare i valori di tolleranza, ISO 22081 determina solo la caratteristica specificata:

• Caratteristica per la posizione
• Caratteristica per il profilo della superficie
• Caratteristica per il profilo della linea
• Caratteristica per eccentricità totale ed eccentricità assiale
• Caratteristica per la rettilineità
• Caratteristica per la simmetria
• Caratteristica per la perpendicolarità
• Caratteristica per posizione e forma
• Caratteristica per la planarità
• Caratteristica per la distanza
• Caratteristica per il parallelismo
• Caratteristica per la coassialità
• Caratteristica per la concentricità
• Caratteristica per pendenza e angolo
• Caratteristica per la rotondità

Quindi l’utente deve decidere da solo quale valore di tolleranza (costante o variabile) è più adatto per implementare la funzione e deve determinare anche il sistema di riferimento completo obbligatorio con tutti gli elementi geometrici nominali tollerati.

NOTA: La documentazione completa e chiara del prodotto e la conformità del prodotto sono un prerequisito obbligatorio per soddisfare la cooperazione e l’outsourcing crescenti globali. In qualità di ingegnere progettista, è importante conoscere le classi di tolleranza e la norma ISO 22081 per poterle utilizzare in modo ottimale per la progettazione.

Cosa bisogna considerare quando si utilizza DIN ISO 22081?

Se, in qualità di designer, si desidera fare un uso ottimizzato delle classi di tolleranza e della norma DIN ISO 22081, è necessario considerare i criteri di esclusione seguenti per evitare ambiguità. Qui abbiamo elencato le eccezioni più importanti:

• DIN ISO 22081 non si applica a tutti gli elementi geometrici integrali derivati da elementi di misura delle dimensioni integrali che possono essere utilizzati con una specifica geometrica individuale. Questi sono definiti direttamente nella documentazione tecnica del prodotto o indirettamente dagli attributi CAD nel set di dati digitali per la definizione del prodotto.
• DIN ISO 22081 non si applica agli elementi di dimensione lineare o alle regioni parziali di elementi di dimensione lineare che sono soggetti a una specifica di dimensione generale o che hanno una specifica di dimensione individuale che è definita direttamente nella documentazione tecnica del prodotto o indirettamente dagli attributi CAD nel set di dati digitali per la definizione del prodotto.
• È importante sapere che ISO 22081 non si applica agli elementi di riferimento specificati nel campo di riferimento dell’indicatore di tolleranza della specifica geometrica generale.

Tolleranze in conformità a DIN ISO 22081

L’Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) ha sviluppato la norma DIN ISO 22081 per le classi di tolleranza nella progettazione e nell’ingegneria meccanica. DIN ISO 22081 include quattro tolleranze di base: tolleranza di adattamento, tolleranza geometrica, tolleranza dimensionale e tolleranza di posizione e allineamento.

La tolleranza di adattamento definisce le dimensioni e gli adattamenti che devono essere osservati durante l’installazione dei componenti. Determina anche quali possono essere le dimensioni dello spazio tra le parti.

La tolleranza geometrica definisce la forma e le dimensioni di alcuni componenti e garantisce che abbiano la precisione richiesta.

La tolleranza dimensionale riguarda le dimensioni e le tolleranze di un componente e viene utilizzata per ridurre al minimo gli effetti di deviazioni indesiderate durante la fabbricazione dei componenti.

La tolleranza di posizione e di allineamento regolano la direzione e la posizione in cui un componente deve essere installato per ottenere una certa precisione.

Cosa osservare nello standard DIN ISO 2768

Alla fine del 2022 sono stati pubblicati nuovi standard internazionali per le tolleranze generali. DIN ISO 22081 sostituirà presto il vecchio standard DIN ISO 2768.

Il vecchio standard DIN ISO 2768 è ancora valido (a marzo 2023) e quindi può continuare ad essere utilizzato.

Per le nuove progettazioni si consiglia l’uso del nuovo standard DIN ISO 22081.

Come produttore giapponese, MISUMI produce i propri prodotti secondo lo standard giapponese JIS B0401, che è identico allo standard ISO 22081.

Selezione della classe di tolleranza appropriata e di ciò che deve essere osservato

Le tolleranze generali sono suddivise in classi.

Il processo di progettazione deve considerare i fattori seguenti:

• precisione di accoppiamento richiesta
• Costi

IMPORTANTE: La classe di tolleranza definisce anche le spese di produzione o approvvigionamento del componente. Minore è la tolleranza, maggiori sono i costi

Le tolleranze generali sono suddivise in:

• f (f) fine – ad es. ingegneria di precisione
• m (m) media – ad es. ingegneria meccanica (precisione di lavorazione tipica)
• c (c) grossolana – per es. fusioni
• v (v) molto grossolana - non utilizzata oggi, perché i metodi moderni di produzione consentono una maggiore precisione

Come vengono richiamate e mostrate le tolleranze e le classi di tolleranza nei disegni tecnici?

Il blocco del titolo di un disegno tecnico definisce la tolleranza per l’intero disegno con un’abbreviazione. La specifica esatta è descritta negli standard DIN 406-10 e DIN 406-11.

Per esempio:

• DIN ISO 2768-m (per media)
• Tolleranza generale DIN ISO 2768-c (per grossolana)

I programmi CAD visualizzano automaticamente le impostazioni di tolleranza, che pertanto non devono essere inserite manualmente.

Quali tolleranze devono ancora essere osservate?

DIN ISO 2768 o ISO 22081 si applica alle parti lavorate.

Altri standard si applicano ad altri processi di produzione, ad esempio:

• DIN 16742 per parti stampate a iniezione
• DIN 12020 per la produzione di profili in alluminio
• ISO 20457 per parti in plastica

Controllo qualità per tolleranze e componenti - Come ottenere risultati precisi

Come produttori, sappiamo quanto sia importante che i componenti che progettiamo e produciamo soddisfino gli standard di qualità più elevati. La misurazione delle tolleranze è una parte importante del nostro controllo qualità.

Utilizzando tolleranze diverse, il componente può essere fabbricato in modo da soddisfare i requisiti di progettazione.

Come produttore giapponese, MISUMI produce i propri prodotti secondo JIS B0401, che è identico a ISO 22081.

MISUMI utilizza tolleranze particolarmente precise h5/g6 per molti componenti. Per ulteriori informazioni utilizzare le nostre tabelle di tolleranza in conformità a JIS B04011, 2 (1998).

Tabelle di tolleranza per le dimensioni in conformità a DIN ISO 2768-1

DIN ISO 2768-1 specifica le tolleranze dimensionali.

Tabelle di tolleranza per la forma e per la posizione in conformità a DIN ISO 2768-2

DIN ISO 2768-2 definisce le tolleranze di forma e di posizione.

Oltre alle tolleranze generali è possibile limitare ulteriormente le tolleranze di alberi e codoli nelle tabelle delle opzioni qui.