Lezione 6 - Errori geometrici

Lezione 6

Errori Geometrici

Rugosità e tolleranze geometriche

Errori di lavorazione:

Errori geometrici:

La separazione tra errori micro- e macro-geometrici era convenzionale

prima della normativa ISO 1302:2004, che ne fornisce una distinzione su

basi metrologiche.

In genere gli errori macrogeometrici sono dovuti alle imperfezioni delle

macchine e quelli microgeometrici all’azione degli utensili.

Gli errori macrogeometrici, ovvero gli errori di forma, sono le

irregolarità della superficie depurate dagli errori microgeometrici.

Gli errori microgeometrici sono l’ondulazione e la rugosità.

L’ondulazione è l’insieme delle deviazioni microgeometriche di lunghezza

d’onda dell’ordine di 1÷10 mm della superficie reale rispetto a quella

teorica.

La rugosità è l’insieme delle deviazioni microgeometriche di lunghezza

d’onda dell’ordine di 10÷100 μm della superficie reale rispetto a quella

teorica.

Le irregolarità superficiali vengono prodotte durante il processo di

lavorazione per:

Azione degli utensili da taglio e da abrasione;

➔ Azione delle forme e degli stampi nella preparazione dei grezzi e/o

➔ da altri fattori influenti (per esempio disomogeneità del materiale,

presenza di vibrazioni, etc.)

Errori geometrici: topologia delle superfici

Scala degli errori:

Errori microgeometrici:

Tra le varie irregolarità che diversificano le superfici reali da quelle ideali

rappresentate sui disegni ci sono gli errori microgeometrici, costituenti la

rugosità delle superfici.

La valutazione di questi difetti si effettua mediante misure che consentono

una loro definizione in termini qualitativi.

Per rugosità si intende un insieme di irregolarità superficiali, che si

ripetono con passo relativamente piccolo, lasciate dal processo di

lavorazione e/o da altri fattori influenti.

Nei componenti ottenuti per asportazione di truciolo la rugosità ha

un’orientazione determinata (il luogo geometrico delle valli) ed un passo

pressoché costante. In quelli ottenuti per fusione le irregolarità hanno

invece un carattere casuale.

Per difetti locali si intende, invece, difetti accidentali a carattere non

ripetitivo, non inclusi nella rugosità e negli errori microgeometrici.

La rugosità ha notevole influenza su:

durata;

➔ resistenza a fatica;

➔ resistenza alla corrosione;

➔ lubrificazione;

➔ aspetto estetico.

➔

Importanza della rugosità:

La rugosità è importante per:

superfici di contatto che richiedono precisione elevata; ad

➔ esempio guarnizioni, sigilli, utensili e stampi richiedono o rugosità

bassissime (sfere cuscinetti, superfici interne stampi) o rugosità

elevate (superfici guarnizioni, freni a tamburo).

per considerazioni sull’attrito e usura;

➔ per fatica e sensibilità all’intaglio (meglio superfici lisce);

➔ per conducibilità termica ed elettrica per contatto (meglio

➔ superfici lisce);

resistenza alla corrosione (superfici rugose trattengono i

➔ composti corrosivi);

processi di verniciatura (intervallo ottimale di rugosità),

➔ rivestimenti (meglio superfici rugose);

apparenza superficiale (che dipende spesso dalla rugosità);

➔ considerazioni sui costi: bassa rugosità richiede costi maggiori.

➔

Definizioni: superfici e profili

Superficie geometrica o ideale o nominale: Superficie teorica

➔ rappresentata sul disegno;

Superficie reale: Superficie effettiva ottenuta con la lavorazione

➔ che delimita il corpo e lo separa dall’ambiente;

Piano di rilievo: Piano ortogonale alla superficie nominale del

➔ pezzo; se non è specificata una direzione diversa deve essere anche

normale all’orientamento delle irregolarità (sezione normale

trasversale);

Profilo ideale o nominale: Linea risultante dall’intersezione del

➔ piano di rilievo con la superficie geometrica;

Profilo reale: Linea risultante dall’intersezione del piano di rilievo

➔ con la superficie reale;

Profilo misurato: Approssimazione del profilo reale rilevato con

➔ opportuni strumenti di misura microgeometrici (rugosimetri es.

palpatori con punte sferiche dell’ordine del micron);

Profilo tecnico: Approssimazione del profilo reale rilevato con

➔ opportuni strumenti di misura macrogeometrici (palpatori con punte

sferiche dell’ordine del millimetro) (vecchia normativa UNI 3963,

ora coincide con l’ondulazione).

Misura della rugosità:

Una vecchia normativa prevedeva una valutazione a vista della rugosità

superficiale eseguita per confronto con campioni.

Attualmente la rugosità viene misurata mediante i rugosimetri (anche

denominati profilometri).

Altri strumenti sono, ad esempio, interferometri, microscopi forza

atomica, microscopi elettronici a scansione, microscopi stereoscopici.

Stato superfi