Metodi di rappresentazione tecnica

Metodi di rappresentazione tecnica

Martedì 7 dicembre 2021 09:11

Cosa è un disegno tecnico?

Esso è un documento che permette al progettista/disegnatore di tradurre graficamente le sue idee, fornire indicazioni all'operatore per la realizzazione del pezzo. Un disegno tecnico quindi permette la ricostruzione mentale del modello dell'oggetto permette di diffondere informazioni.

Esso deve essere:

• Completo;
• Univoco;
• Chiaro.

Nel disegno tecnico si segue un linguaggio tecnico standard per tutti, definito da enti internazionali di normazione ed unificazione (UNI EN ISO).

Classificazione dei disegni tecnici

In base al livello di strutturazione possiamo avere:

• Disegni di complessivi = definisce una macchina o un oggetto completo.
• Disegni di gruppo = rappresenta un insieme di particolari con funzioni proprie autonome.
• Disegni di sottogruppo = rappresenta insiemi di particolari senza funzione specifica.
• Disegni di particolare = rappresenta un pezzo non ulteriormente scomponibile.

In base alla classificazione nel ciclo di fabbricazione si ha:

• Disegno di concepimento o avanprogetto;
• Disegno costruttivo = riporta tolleranze, rugosità, materiali, lavorazioni.
• Disegno di fabbricazione = riporta le indicazioni per fabbricarlo;
• Disegno del pezzo costruito = illustra il pezzo finito.

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Rappresentazioni e metodi di disposizione delle viste

In generale le rappresentazioni ortografiche (che sarebbero le proiezioni ortogonali) sono quelle che si usano, anche se ho bisogno di più viste perché mi permettono una rappresentazione solo parziale del pezzo.

Quelle assonometriche hanno il difetto di distorcere angoli e curve.

Metodi di disposizione delle viste:

• Metodo europeo o del primo diedro (fig. a);
• Metodo americano o del terzo diedro (fig. b.);
• Metodo delle frecce (fig. c.).

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(a)

(b)

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(c)

I disegni devono essere eseguiti utilizzando solo due tipi di linee, grossa e fine.

Ordine di prevalenza nel caso due linee si sovrappongono:

Sezioni

Definizioni:

• Piano di sezione = Piano immaginario che taglia l'oggetto.
• Traccia del piano di sezione = Linea che indica la posizione del piano o dei piani di sezione;
• Sezione = rappresentazione che mostra solo i contorni dell'oggetto che giacciono su uno o più piani di sezione.
• Taglio = sezione che mostra in aggiunta i contorni disposti posteriormente al piano di sezione (questo è quello che normalmente si adopera).

Nel campo dell'ingegneria meccanica ed industriale si usa il termine sezione per indicare un taglio.

Indicazioni convenzionale:

1. La traccia del piano o della superficie secante deve essere indicata con una linea mista fine (tratto punto) con gli estremi ingrossati;
2. In corrispondenza dei tratti ingrossati vengono poste due frecce perpendicolari alla traccia che si orientano secondo il verso in cui si sta proiettando;
3. A fianco delle frecce devono essere scritte lettere maiuscole uguali;
4. Le zone sezionate vengono messe in evidenza mediante campitura;
5. La campitura deve essere fatta con linee molto sottili e parallele di solito con un inclinazione di 45 gradi, se si cambia il pezzo o si cambia piano di taglio la campitura deve essere fatta in versi opposti così da poter distinguere le diverse parti;
6. Ogni sezione deve essere indicata con una scritta del tipo A-A.

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Quando si fa una sezione gli spigoli nascosti non vanno messi a meno che sono indispensabili per la comprensione del pezzo.

Le sezioni possono sostituire una vista, e per quanto riguarda la disposizione possono essere traslate dove si vuole nel foglio ma Non possono essere ruotate.

Si possono suddividere in:

1 a seconda dell'elemento secante:

• Un solo piano;
• Due o più piani paralleli;
• Piani concorrenti;
• Con una superficie qualsiasi;

2 secondo l'estensione:

• Semisezioni;
• Sezioni parziali;

3 Secondo la posizione:

• In loco;
• In vicinanza;
• Sezioni successive;

Sezioni e tagli di particolari elementi

Devono essere rappresentati in vista esterna anche se il piano di sezione li attraversa:

• Ribattini, chiodi, viti, relative teste, dadi, rosette, alberi di trasmissione.

Elementi che non devono essere sezionati quanto il piano di sezione li interseca longitudinalmente:

• Nervature e parete sottili, chiavette e linguette.

Elementi che non devono essere sezionati quando il piano di sezione passa per il loro asse longitudinale o è ad esso parallelo:

• Sfere, rulli, rullini di cuscinetti a rotolamento, maniglie.

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Particolarità di rappresentazione

L'asse di simmetria di una figura piana è una retta che divide la figura stessa in due parti specularmente uguali, esso si rappresenta con linea mista fine.

Quando una figura (cerchio ad esempio) ammette più assi di simmetria per convenzione se ne rappresentano due ad angolo retto tra loro.

Non si disegnano gli assi in caso di raccordi.

I centri dei cerchi disposti lungo una circonferenza vengono individuati dall'intersezione di una linea d'asse radiale (come il pattern) con una circonferenza su cui stanno i centri stessi

Raccordi e tangenze

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Se in una sezione si mette una x su una parte vuol dire che quella parte è piana e non cilindrica.

Quotatura

Insieme delle informazioni che definiscono le dimensioni di un oggetto o di un componente.

La quotatura può essere diversa in funzione della finalità del disegno:

• Quotatura funzionale (per il montaggio dei particolari);
• Quotatura tecnologica (per la lavorazione dei particolari);
• Quotatura di collaudo (per la verifica dei particolari prodotti).

N.B. gli assi di simmetria e le linee del contorno non devono Mai essere utilizzati come linee di misura, ma possono essere utilizzati come linee di riferimento.

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Evitare intersezioni con linee di contorno e di riferimento e distanziare linee in modo uniforme.

Le linee di quotatura devono essere preferibilmente disposte all'esterno dell'oggetto rappresentato e inoltre si deve evitare di far attraversare zone sezionate (vale anche per frecce terminali).

Nelle viste e tagli di pezzi simmetrici si può avere una rappresentazione del tipo:

Le linee di riferimento Non possono essere riferite a spigoli nascosti.

In presenza di raccordi o di smussi le linee di riferimento sono tracciate con l'origine nell'intersezione dei due elementi adiacenti allo smusso stesso:

Non quotare il pezzo nelle cosiddette viste di scorcio ossia dove la linea di misura non ha la grandezza reale del pezzo da quotare.

Disposizione e leggibilità delle quote

Criterio A

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Criterio B

Se lo spazio per scrivere è poco posso quotare anche in questo modo:

Se invece modifico una quota basta sottolinearla.

Altri modi…

Archi e corde

Cerchi e cilindri

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Quotatura di raggi

Quotatura di smussi

Lo scopo degli smussi è quello di facilitare l'accoppiamento tra superfici cilindriche e di eliminare spigoli vivi.

Quadri

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Elementi ripetitivi

Classificazione delle quotature:

1. Quote di grandezza e posizione;

G = grandezza

P = posizione

2. Quote di accoppiamento

1. quotatura in coordinate

Si mette poi di fianco una tabella con le quote.

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È importante saper riconoscere le quote funzionali che sono quelle essenziali alla funzione del pezzo, quelle non funzionali che invece sono necessarie solamente per definire completamente il pezzo e quelle ausiliarie che si possono ottenere da altre quote.

Elementi di tecnologia meccanica

Dopo aver imparato a dare le dimensioni di un oggetto, bisogna anche imparare a indicare i materiali da costruzione. Un oggetto può essere descritto indicando proprio il materiale di cui è fatto, oppure anche indicando le proprietà che i materiali devono avere. In particolare per il secondo caso si è giunti a una standardizzazione necessaria.

Proprietà dei materiali

In generale, i materiali per le costruzioni meccaniche vengono selezionati in base a caratteristiche fisiche, chimiche, meccaniche e tecnologiche (ad es. conduttività elettrica e termica, dilatazione termica, elasticità, fragilità, colabilità, lavorabilità all'utensile, plasticità, saldabilità etc.).

• Carico unitario massimo a trazione e compressione;
• Carico unitario al limite di snervamento;
• Allungamento percentuale a rottura
• Durezza;
• Resilienza.

Anche nel caso dei collaudi è necessario (per non dover realizzare un numero enorme di prove per controllare un oggetto) definire una prova standard. Ad esempio: realizzo una prova di trazione e, tramite opportune formule sperimentali, ricondurmi alla prova di trazione equivalente.

Caratteristiche meccaniche

Trazione = l'oggetto viene sottoposto a due forze di ugual modulo ma verso opposto e divergenti agli estremi dell'oggetto. Essa viene tipicamente usata per la caratterizzazione di un materiale.

Compressione = il contrario della trazione (forze convergenti).

Flessione = alle estremità vengono applicati dei momenti: in questo caso l'asse del momento è perpendicolare.

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Caso l'asse del momento è perpendicolare.

Torsione = quando sul corpo agiscono momenti di verso opposto.

Taglio = sollecitazione che si ha quando tagliamo.

Vi sono dei criteri che mi permettono di considerare un'azione sul mio oggetto considerato come somma delle caratteristiche meccaniche elencate sopra.

• Limite proporzionale (Rp): è il punto sulla curva sollecitazione-allungamento dal quale essa comincia a deviare dalla proporzionalità.
• Limite elastico = è la massima sollecitazione alla quale può essere sottoposto il materiale, perché se liberato dal carico ritorni alla sua lunghezza originale.
• Limite di snervamento (Rs) = è il punto sulla curva sollecitazione-allungamento nel quale si ha un incremento in allungamento senza un corrispondente incremento nella sollecitazione. (non tutti i materiali hanno questo punto)
• Limite di rottura (R) = è il massimo valore di sollecitazione ottenibile nella curva sollecitazione-allungamento.
• Allungamento percentuale a rottura (A%) = è il rapporto tra l'allungamento del provino a rottura e la sua lunghezza iniziale (moltiplicato per 100) ed è un indice della deformabilità del pezzo.

Le prove di trazione si fanno si fanno con delle macchine. Le estremità sono più grandi per permettere una presenza sollecitazione e dentro vi è il pezzo. Il pezzo è sollecitato fino a un certo grado di trazione, poi si deforma. I corpi metallici hanno un comportamento elastico: al termine della sollecitazione il materiale preso in considerazione torna nella condizione originale. Il limite elastico e il limite di snervamento non coincidono. Nella curva studiata tra i due punti vi è uno stato del materiale il quale ha un comportamento plastico, ma nello stesso tempo per allungarsi nel tempo devo aumentare la forza applicata. Arrivato al limite di snervamento la deformazione è continua nel tempo senza aumentare la forza del carico. Dunque a forza costante il materiale preso in considerazione si allungherà fino ad arrivare al limite di rottura, ossia il massimo valore ottenibile della curva: il materiale si spezza in due parti. Ovviamente se non rompiamo la provetta possiamo ripartire da una forza nulla e nuovamente salire: il materiale avrà comunque la stessa curva allungamento-carico.

Resistenza: è la massima forza che un materiale può resistere prima di arrivare al limite di rottura;

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• Carico unitario (tensione): σ = F/S;0
• Allungamento unitario (deformazione): ΔLξ = / L = (L - L) / L; o U 0 0
• Contrazione trasversale unitaria: ξ = Δd/d; t 0
• Modulo di elasticità o di Young (E) = è il coefficiente di proporzionalità fra il carico unitario e l'allungamento unitario fino al limite di proporzionalità, per sollecitazione di trazione e compressione.
• Coefficiente di Poisson (v) = è il rapporto tra contrazione trasversale unitaria ed allungamento unitario.

Durezza = è la resistenza che un materiale oppone alla penetrazione da parte di un penetratore standard:

1. Durezza brinell = il penetratore è una sfera in acciaio temprato.
2. Durezza Vickers = il penetratore è un diamante a forma di piramide.
3. Durezza Rockwell = il penetratore è una sfera in acciaio o diamante a forma di cono.

In genere i materiali più fragili sono quelli più duri.

Rigidezza: proprietà di un corpo di non deformarsi quando vengono applicate ad esso delle forze esterne (coincide con la mancanza di elasticità);

Resilienza: è la capacità di un materiale di resistere a sollecitazioni dinamiche (gli urti). La resilienza si calcola con il pendolo di Charpy, il quale è una mazza che colpisce il materiale. La prova termina quando si trova la forza minima per cui con un solo colpo il materiale si rompe. Si osserva di quanto risale il pendolo e. La differenza fra l'energia cinetica data al pendolo all'inizio e quella che ha dopo aver agito sul materiale è proprio la resilienza del materiale. I materiali fragili (bassa resilienza) sono quelli che hanno poco snervamento, mentre quelli resilienti sono anche quelli che si snervano di più ma che anche si deformano maggiormente per lo snervamento

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Materiali impiegati nelle costruzioni meccaniche

Gli acciai possono essere classificati in base alle loro caratteristiche fisiche:

• In base alle caratteristiche meccaniche
• In base ad altre caratteristiche

O in base alla composizione chimica:

• Acciai non legati
• Acciai debolmente legati
• Acciai legati

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Designazione convenzionale degli acciai

Esempio S 275 J R H

S = simbolo principale (in questo caso acciai da costruzione);

275 = snervamento minimo in Mpa;

J = indicazione relativa all'energia di resilienza (j è 27 joule e K e 40 joule);

R = temperatura di prova a +20°C

H = questa indica che è un acciaio per profilati cavi;

Processi di lavorazione

• Formatura: processi per dare una forma a un oggetto: prendendo qualcosa allo stato liquido e mettere in stampo e farlo solidificare; oppure partendo allo stato solido ma usando polveri (come un "castello di sabbia") e usando temperatura e pressioni particolari in modo da far creare legami tra polveri; usando degli ioni.
• Deformazione: alcuni materiali superato un certo livello di carico rimangono deformati:
• Asportazione di truciolo: lavorazioni in cui il meccanismo consiste di partire da un blocco pieno e asportare ciò che non serve (come uno "scultore").
• Unione: nelle saldatu