Principi di tolleranza dimensionale e selezione dell’adattamento

Le tolleranze dimensionali svolgono un ruolo decisivo nella progettazione meccanica e influenzano direttamente la funzionalità e la qualità di macchine, dispositivi e altri prodotti meccanici. Nella progettazione meccanica, le tolleranze si riferiscono alle deviazioni consentite dalle dimensioni ideali di un componente o di un gruppo di montaggio. Esistono diversi sistemi di raccordo, come il foro standard e l’albero standard. Per ulteriori informazioni sulle classi di tolleranza, consulta il nostro articolo del blog Classi di tolleranza secondo ISO 22081 e DIN ISO 2768.

Perché le tolleranze dimensionali sono importanti?

Nel processo di produzione, è quasi impossibile produrre componenti precisi al 100% senza deviazioni. Soprattutto nella produzione di massa, ci saranno sempre alcune deviazioni minime. Se queste deviazioni non venissero prese in considerazione, i componenti non sarebbero più compatibili tra loro. Le tolleranze dimensionali vengono utilizzate per considerare queste deviazioni in anticipo in modo che i componenti si adattino insieme in base al tipo di adattamento desiderato. Esse costituiscono la base per la determinazione precisa delle deviazioni ammissibili dalle dimensioni nominali di un oggetto. I seguenti aspetti sono influenzati dalle tolleranze dimensionali:

• Funzionalità e precisione di adattamento: Solo con tolleranze definite correttamente è possibile garantire che i componenti si adattino insieme e non siano troppo stretti o allentati. Un adattamento errato può compromettere significativamente la funzione.
• Processi di montaggio e produzione: Nel processo di produzione possono verificarsi fluttuazioni in caso di produzione di grandi quantità, ma queste sono meno significative a causa delle tolleranze.
• Costi: Più precisamente vengono prodotti i componenti, più costosa diventa la produzione. Le tolleranze possono mantenere bassi i costi, poiché nella maggior parte dei casi non è necessaria una precisione inutilmente elevata.

Vari standard definiscono, ad esempio, tolleranze generali (DIN ISO 2768-1, ISO 22081) o principi di tolleranza diversi (DIN ISO 8015).

Selezione adatta

La selezione corretta dell’adattamento è fondamentale per garantire che i componenti e i gruppi di montaggio funzionino correttamente. Esistono tre tipi di tolleranze di adattamento:

• Adattamento libero: si desidera una tolleranza di adattamento libera, ovvero un movimento tra i componenti.
• Adattamento con interferenza: un componente è più grande dell’altro. Un montaggio a pressione assicura una connessione stabile.
• Adattamento di transizione: si tratta di una misto di adattamento libero e adattamento con interferenza, dove rimane una certa quantità di spazio libero, ma l’unione dei componenti può anche richiedere una minore forza.

La selezione deve considerare i seguenti aspetti:

• Requisiti funzionali, ad es. che tipo di movimento, trasmissione della forza o coppia sono necessari?
• L’accuratezza e la precisione desiderate devono anche considerare i costi associati alla produzione precisa. L’obiettivo è un buon equilibrio.
• I materiali, ad es. il coefficiente di espansione termica dei materiali, devono essere considerati.
• Condizioni ambientali, ad es. temperatura e umidità.
• Montaggio e smontaggio, ad esempio per componenti che spesso devono essere smontati. Un adattamento con interferenza troppo stretto non sarebbe adatto a questo scopo.
• Norme e standard che possono essere vincolanti per alcuni settori e influire sulla qualità dei componenti fabbricati.

In MISUMI troverai una panoramica di altri elementi fondamentali della selezione dell’adattabilità. La tabella seguente confronta tolleranze dimensionali e tipi di adattamento diversi e mostra esempi di applicazioni:

Foro standard e albero standard

Il foro standard è un sistema di raccordo con tolleranze ISO nell’ingegneria meccanica. Il foro che fa parte di una particolare tolleranza di adattamento viene realizzato in modo uniforme mentre la tolleranza corrispondente viene spostata sull’albero. D’altra parte, con l’albero standard, la tolleranza viene spostata nel foro e l’albero viene prodotto uniformemente. I fori standard sono più comuni perché è generalmente più facile e conveniente standardizzare un foro.

Calcolo delle tolleranze di adattamento

Per il calcolo delle tolleranze di adattamento, i nomi del foro standard e dell’albero standard forniscono informazioni importanti. I fori e gli alberi standard sono contrassegnati secondo le norme e gli standard internazionali. Le designazioni garantiscono una comunicazione uniforme e precisa sulle dimensioni e le tolleranze specifiche dei fori e degli alberi nel settore manifatturiero.

• [1] Foro alesato H
• [3] Linea zero
• [4] Dimensione nominale
• [5] Adattamento libero
• [6] Adattamento di transizione
• [7] Montaggio a pressione/adattamento con interferenza

I fori alesati standard sono descritti, per esempio, in una combinazione di lettere maiuscole e numeri nonché in un diametro (anche dimensione nominale), per esempio diametro 50 H9.

• [2] Albero h
• [3] Linea zero
• [4] Dimensione nominale
• [5] Adattamento libero
• [6] Adattamento di transizione
• [7] Montaggio a pressione/adattamento con interferenza

Alberi standard con una combinazione di lettere minuscole, numero e diametro, per esempio diametro 50 h9. H9 è indicato come classe di tolleranza; la lettera è la dimensione di base e il numero è il grado di tolleranza.

Questo può anche essere utilizzato per assegnare una tolleranza di base secondo ISO 286-1 a un foro o albero. Esistono le tolleranze di base IT1-IT17. Nell’esempio fornito, H9 e h9 verrebbero assegnati alla tolleranza di base IT9. Le dimensioni del limite superiore e inferiore possono quindi essere prese dalle tabelle corrispondenti. Con queste dimensioni limite, le dimensioni massime e minime del foro possono quindi essere calcolate come segue:

• Dimensione massima G _oB = dimensione nominale + dimensione limite superiore
• Dimensione minima G _ub = dimensione nominale + dimensione limite inferiore

Le dimensioni massima e minima descrivono l’intervallo entro il quale le dimensioni effettive di un foro o di un albero possono trovarsi e essere ancora accettabili.

Fori alesati standard e alberi standard comunemente utilizzati

Le seguenti tabelle forniscono una panoramica dei fori e degli alberi standard comunemente utilizzati, nonché delle loro tolleranze di adattamento.