Disegno tecnico industriale

Disegno industriale

Lezione I: Introduzione e strumenti

Il disegno

Disegno è un mezzo di comunicazione basato sull'uso di segni. È una rappresentazione su un piano bidimensionale, per mezzo di linee e segni, di un oggetto, reale o immaginario.

Disegno tecnico è la rappresentazione dell'oggetto finalizzata ad utilizzazioni pratiche, alla trasmissione di informazioni. Serve nella progettazione a definire le ipotesi costruttive e di utilizzo del prodotto.

La rappresentazione grafica svolge sia il ruolo di mezzo di comunicazione che di modello di prodotto. Può avvenire sulla base di un codice e per questo motivo richiede una "grammatica", che stabilisce le regole di rappresentazione, ed una "sintassi", con la funzione di integrare i processi di modellazione.

Classificazione dei disegni tecnici

• Disegno preliminare
• Disegno di definizione
• Disegno di fabbricazione
• Disegno di complessivo (di assieme): insieme dei gruppi in condizioni di montaggio, non riporta quote se non quelle complessive
• Disegno di gruppo (di sottoassieme): rappresenta in modo completo un gruppo funzionale, può riportare quote soggette a controllo
• Disegno di sottogruppo: come il disegno di sottogruppo, ma ha maggiore livello di dettaglio
• Disegno di particolare: rappresenta un singolo componente e ne riporta tutte le indicazioni, anche quelle per la fabbricazione
• Disegno di dettaglio: rappresenta parti di un componente, normalmente ingrandite, con indicazioni geometriche e costruttive

Enti e norme per il disegno

Norma è una regola che fissa le condizioni di esecuzione di un oggetto o di elaborazione di un prodotto di cui si vogliano unificare l'impiego o associare l'intercambiabilità.

La normativa è l'azione che stabilisce e fa applicare le regole per mettere ordine in un determinato campo. Dalla normazione seguono specifiche, cioè indicazioni precise di un insieme di condizioni che devono essere soddisfatte da un determinato prodotto.

L'unificazione è una forma di normazione che riunisce diverse prescrizioni. Esistono enti di unificazione in tutto il mondo e per ogni nazione, ma a livello mondiale i più importanti sono l'ISO (International Standards Organization) e l'IEC (International Electrotechnical Commission). In Italia c'è l'UNI.

Si possono incontrare i documenti seguenti:

• Specifica tecnica: prescrive i requisiti richiesti a prodotti, processi o servizi;
• Codice di pratica: raccomanda regole e procedure;
• Norma: può comprendere un codice di pratica o coincidere con esso;
• Regola tecnica: emanata da una Pubblica Autorità e va obbligatoriamente osservata.

La scrittura

Per tutte le scritture (dritte o inclinate di 15° verso destra) si utilizzano dei normografi in modo da avere scritte conformi. Inoltre, i caratteri devono essere:

• Distinguibili fra di loro;
• La spaziatura deve avere spessore doppio rispetto a quello delle linee;
• La grossezza tra caratteri maiuscoli e minuscoli deve essere la stessa;
• Le altezze dei caratteri sono normalizzate (1.8; 2.5; 3.5; 5; 7; 10; 14; 20 mm);
• Opportuno contrasto tra scritte e fondo.

È previsto:

• Carattere leggero (tipo A) rapporto 1:14
• Carattere pesante (tipo B) rapporto 1:10

Linee

Le linee sono definite dalla UNI EN ISO 128 e distinguono per spessore in grosso e fine, in rapporto 2:1 fra loro (es: 0.5 mm - 0.25 mm) ed in valore assoluto proporzionali alle dimensioni del disegno.

La forma e il tipo di linea si riconoscono nella lettura della ISO:

• Linea ISO 128-20 - 05(tipo) x 0.25(spessore in mm) / bianca(colore se necessario)

Interspazio tra linee parallele: > 2 x spessore linea grossa; comunque > 0.7 mm

Fino ad oggi spigoli e contorni nascosti si tracciavano con linea a tratti grossa, si utilizzava la linea mista grossa per indicare un oggetto che subiva un particolare trattamento e quella mista sottile con estremità grosse per indicare la posizione di piani di taglio e di sezione.

Nel caso si dovessero sovrapporre diversi tipi di linea bisogna procedere come segue:

• Contorni e spigoli in vista;
• Contorni e spigoli nascosti;
• Tracce dei piani di sezione;
• Assi di simmetria o tracce dei piani di simmetria;
• Linee per applicazioni particolari;
• Linee di riferimento.

Strumenti per il disegno

Scale

La scala dimensionale o scala di rappresentazione è data dal rapporto: Dd/Dr dove:

• Dd: dimensione dell'oggetto sul disegno;
• Dr: dimensione reale dell'oggetto.

Esso rappresenta il rapporto tra una dimensione (lineare) sul disegno e il valore della dimensione corrispondente sull'oggetto reale.

Fogli

I formati principali sono la serie A seguita dal numero delle operazioni di divisione in due del lato maggiore del foglio, fatte a partire dal formato base A0, foglio avente area di 1 m² e i lati nel rapporto √2.

Riquadro delle iscrizioni

È dettato dalla UNI EN ISO 7200:07. Si colloca nell'angolo inferiore destro nei formati da A0 ad A3 e in tutta la parte inferiore nei fogli A4. Larghezza: 180 mm.

Mine

La scala di durezza delle mine le contraddistingue dalle lettere o da una scala numerica. Le più usate sono le HB, B e 2B. Gli artisti usano le B, i tecnici usano le H. Il portamine è uno strumento diverso dalla matita perché la mina può scorrere in un telaio grazie alla pressione di un pulsante a molla. Esistono micromine diverse con diametro di 0.3, 0.5 e 0.7 mm. La gomma è usata per cancellare i tratti della matita. Esistono di tipo naturale e artificiale. Per i disegni tecnici è preferibile una gomma bianca dura.

Righe e squadre

Con il cui uso singolo e combinato si possono tracciare le linee.

Compasso e balaustrino

Con cui ci si tracciano le circonferenze, gli archi e si riportano le misure.

Lezione II: Proiezioni

Il disegno e la geometria

Il disegno richiede di poter costruire figure geometriche. L'introduzione della geometria proiettiva permise di approfondire i metodi di rappresentazione caratteristici della geometria descrittiva. La geometria descrittiva trasforma i problemi della geometria dello spazio in quelli della geometria piana.

Concetto di proiezione si definisce proiezione di un punto P su un piano π, secondo la direzione di una retta s, non parallela a π, l'intersezione P′ di π con la retta passante per P′ parallela a s. Inoltre, le proiezioni sono:

• Proiezione centrale o prospettiva: I raggi proiettanti partono da un unico centro di proiezione posto a distanza finita dal piano di proiezione; si usa maggiormente per contenuti estetici e culturali;
• Proiezioni parallele: I raggi proiettanti provengono tutti da un punto posto a distanza infinita e quindi paralleli fra di loro. Si possono distinguere in:
  • Ortogonali: Quando le rette sono perpendicolari al piano di proiezione;
  • Oblique: Quando le rette non sono perpendicolari al piano di proiezione.

Ulteriore suddivisione si fa solo se si parla di oggetti tridimensionali:

• Assonometriche: Si deve pensare di proiettare su un piano un insieme di tre segmenti ortogonali uscenti da un punto.
• Ortografica: Consiste nel proiettare ortogonalmente, da distanza infinita, l'oggetto da rappresentare.

Gli elementi di riferimento sono:

• Due piani di proiezioni con giacitura rispettivamente orizzontale (P.O.) e verticale (P.V.), la cui retta di intersezione è detta linea di terra (L.T., divide i piani in semipiano anteriore e posteriore, semipiano superiore ed inferiore). Così lo spazio è diviso in quattro diedri (I, II, III, IV, primo in alto a destra gli altri in senso orario ordinato)
• Due centri di proiezione impropri con direzione, rispettivamente, perpendicolare ai piani di proiezione.

La proiezione nelle norme

Sono dettate da:

• UNI EN ISO 5456-1/3:2001 (disegni tecnici-metodi di proiezione);
• UNI ISO 128-30:2006 (principi generali di rappresentazione: convenzioni fondamentali per le viste);
• UNI ISO 128-34:2006 (principi generali di rappresentazione: viste nei disegni di meccanica ed ingegneria industriale).

Proiezione ortogonale o mongiane

Il sistema delle proiezioni ortogonali consiste nel proiettare da distanza infinita, sul piano del disegno, l'oggetto da rappresentare. I punti nei quali i raggi proiettanti intersecano tale piano definiscono le proiezioni dell'oggetto. Quando l'oggetto viene disposto con una faccia parallela al piano si parla di proiezioni ortografiche.

Differenza fra il sistema europeo ed il sistema americano

Quando l'oggetto si trova tra l'osservatore e i piani di proiezione si parla di "metodo europeo" o del primo diedro. Quando invece i piani di proiezione si trovano tra l'oggetto e l'osservatore si parla di "metodo americano" o del terzo diedro. In questo caso l'oggetto appare riflesso. I simboli sulla destra delle due disposizioni vanno posti nel riquadro delle iscrizioni.

La proiezione degli oggetti

Le linee di vista hanno tre significati: intersezione di superfici, contorno di un pezzo, traccia di una superficie, piana o non, perpendicolare ai piani di proiezione.

Una superficie inclinata è una superficie perpendicolare ad uno dei piani di proiezione, ma inclinata rispetto ai due piani adiacenti. Una superficie obliqua è tale se non parallela a nessuno dei tre piani di proiezione. Quando si vuole rappresentare una superficie del genere su un piano bisogna immaginare di far ruotare il piano su cui giace la figura, finché non sia sovrapposto a uno dei tre piani. Questa operazione prende il nome di ribaltamento del piano scelto.

Una proiezione su un piano diverso da quello orizzontale, verticale o laterale prende il nome di vista ausiliaria sul piano ausiliario. Si può tracciare ad una distanza qualsiasi la linea inclinata che rappresenta la linea di piegatura l del solido in cui era posizionato l'oggetto. Ciascun punto della vista ausiliaria dovrebbe avere la stessa distanza dalla linea di piegatura l di quella misurata nella vista dall'alto.

L'asse di simmetria è una retta che divide la figura stessa in due parti specularmente uguali e rappresenta la traccia del piano di simmetria perpendicolare al piano della figura. Quando si rappresenta un cerchio o un semicerchio, è opportuno disegnare i due assi perpendicolari. Un oggetto simmetrico può essere rappresentato per metà o un quarto della loro vista complessiva.

Quando si vuole rappresentare una vista parziale essa deve essere limitata da una linea continua fine irregolare, oppure con zig zag. Questo metodo può servire in rappresentazioni di grandi lunghezze, rappresentando sue parti vicine. Quando invece la scala della rappresentazione è troppo piccola o la quotatura non è ben visibile, il particolare di un oggetto può essere cerchiato da un'ellisse o un cerchio con linea fine continua ed identificata con una lettera maiuscola, per poi essere rappresentato con scala più grande, indicata fra parentesi, e con la lettera di identificazione. In questo caso si parla di dettaglio.

Nei disegni di produzione si può rappresentare il contorno di un elemento prima della lavorazione con linea fine a due tratti brevi. La rappresentazione semplificata di elementi si effettua rappresentando un paio di volte gli elementi ripetuti e mettendo in evidenza almeno gli assi di simmetria.

Quando una superficie curva è tangente a una superficie piana non bisogna disegnare alcuna linea corrispondente alla tangenza; se interseca un piano bisogna disegnare lo spigolo. Se due superfici si raccordano con due punti non si vedrà alcuna linea; se il raccordo produce una superficie verticale, l'intersezione della superficie col piano di proiezione sarà visibile in pianta. Gli spigoli arrotondati si rappresentano con piccoli archi. I raccordi non devono essere segnati con alcun asse di simmetria. Per facilitare la lettura del disegno le intersezioni di superfici raccordate possono essere rappresentati da spigoli convenzionati tracciati con una linea continua fine, che però non deve raggiungere la linea di contorno.

Proiezione assonometrica

Proiezione assonometrica ortogonale

La prima proietta l'oggetto da un centro di proiezione posto all'infinito (centro improprio) su di un piano detto quadro assonometrico. È una proiezione parallela che si caratterizza per il fatto di avere un centro di vista improprio e dunque i raggi visuali paralleli tra di loro.

La seconda consente di rappresentare anche la terza dimensione sulla bidimensionalità del piano, come per una oggetto piano inclinato di un certo angolo diverso da 90°, il quale viene attraversato dai raggi proiettanti, paralleli al piano e formanti l'angolo di inclinazione dell'oggetto. Per una figura tridimensionale i raggi proiettanti sono ortogonali al piano di proiezione, ma obliqui rispetto alle superfici della figura. Le dimensioni subiscono comunque una variazione.

Assonometria isometrica

Qui il piano assonometrico π forma con gli assi cartesiani x, y, z rispettivamente gli angoli α, β, γ sfasati di 120°. Le unità assonometriche sono uguali, il triangolo fondamentale è equilatero, gli angoli che gli assi assonometrici formano tra loro sono uguali e il rapporto di riduzione assume il valore di 0.816.

Lezione III: Sezioni

Sezioni e tagli: convenzioni di rappresentazione

Si ricorre alle viste di pezzi in sezione quando in una normale rappresentazione vi è una difficoltà visiva per via della ricchezza di spigoli nascosti e cavità nel pezzo.

Sezione: rappresentazione, secondo il metodo delle proiezioni ortogonali, di una delle due parti in cui viene diviso l'oggetto da un taglio ideale eseguito secondo uno o più piani o su altre superfici. Il piano di sezione è un piano ideale col quale si immagina di tagliare il pezzo che in realtà rimane integro.

La sezione si ottiene immaginando di asportare la parte di pezzo compresa tra piano di sezione ed osservatore e proiettando sul piano di proiezione scelto la rimanente parte del pezzo; quando si effettua un taglio si deve rappresentare tutta la parte dell'oggetto che rimane dopo il taglio ideale.

Ove nel disegno esistano viste, la traccia del piano di sezione su di esse va indicata con una linea mista a tratto e punto, e il senso e la direzione mediante frecce da porsi in base allo sguardo dell'osservatore. Al lato delle frecce si collocano due lettere maiuscole uguali, che rappresentano la denominazione del piano di sezione. Esse dovranno poi essere riportate in alto sulla rappresentazione della sezione e separate da un trattino. La linea mista del tratteggio deve essere grossa alle estremità della traccia stessa. Se il piano cambia direzione la traccia si evidenzia solo alle estremità ed in corrispondenza dei cambi di direzione.

Nella sezione la parte tagliata direttamente deve essere segnata da un tratteggio a linee fine continue (campitura) che devono stare a 45° parallelamente fra loro. I piani di sezione devono essere scelti in funzione della forma del pezzo e devono dare luogo a sezioni che siano le più significative possibili. Quando si disegna un pezzo in sezione, gli spigoli nascosti devono essere rappresentati solo se indispensabili alla comprensione.

Classificazione dei tagli/sezioni

Li possiamo classificare:

• Secondo l'elemento secante:
  • Con un solo piano;
  • Con due o più piani paralleli;
  • Con piani concorrenti;
  • Secondo una superficie di forma qualsiasi.
• Secondo l'estensione:
  • Semisezioni;
  • Sezioni parziali.
• Secondo la posizione:
  • Sezioni ribaltate in luogo;
  • Sezioni in vicinanza;
  • Sezioni successive.

Sezioni con un solo piano

Ogni piano deve essere individuato dalla sua traccia con linea mista, e dalle due frecce, orientate nel senso della proiezione e puntate sugli estremi della linea, contraddistinte con la stessa lettera maiuscola orientata nel senso di lettura dal lato inferiore del foglio. La proiezione della sezione è contraddistinta dalle stesse lettere, separate tra loro da un trattino, collocate sopra la rappresentazione.

Si denomina sezione longitudinale la sezione effettuata con un piano passante per l'asse longitudinale del pezzo e parallelo al piano verticale di prospetto, mentre è detta sezione trasversale la sezione fatta con un piano normale al precedente e parallelo al piano laterale, e sezione orizzontale o pianta sezionata la sezione giacente in un piano parallelo ai piani di pianta.

Sezioni con piani paralleli

Nelle sezioni con più piani il cambio del piano di sezione è evidenziato dall'ingrossamento dei tratti all'intersezione delle tracce dei piani di sezione. In passato si usava un tratteggio con uno sfalsamento in corrispondenza del cambiamento del piano di sezione; ad oggi non si usa più perché questa regola veniva raramente usata.

Sezioni con piani consecutivi o concorrenti

Un pezzo può essere sezionato con due o più piani consecutivi. Se il pezzo è assialsimmetrico si usano due piani concorrenti; il piano di proiezione parallelo ad uno dei due piani di sezione e la parte del pezzo che risulterebbe di scorcio nella rappresentazione ortografica deve essere rappresentato ribaltato sullo stesso piano. La sezione è ottenuta pensando di proiettare su due piani di proiezione e ruotare la figura ottenuta in modo da allineare il piano obliquo con quello principale. Si ingrossano i tratti estremi delle tracce di ciascun piano dove essi si intersecano. Nel caso di più piani consecutivi, per ulteriore chiarezza, si possono contrassegnare i punti dove la traccia cambia orientamento mediante lettere maiuscole uguali o diverse e progressive. Se non vengono alterate