UdA “Controllo dimensionale degli elementi interni di un organo

UdA “Controllo dimensionale degli elementi interni di un organo
meccanico (ingranaggio) prodotto in serie”
Classe 3^Am - A.S. 2011/2012
1° sottogruppo: Masier Tiziano, Dal Bò Marco, Tomasella Edoardo,
Luccon Marco
Il nostro gruppo ha curato la parte teorica dell’esperienza, occupandosi dell’analisi delle proprietà e
caratteristiche degli strumenti di misura e di controllo utilizzati durante lo svolgimento della prova,
e del controllo della precisione e della forma dei pezzi.
CONTROLLO DELLA PRECISIONE E DELLA FORMA DEI PEZZI
Errori nei pezzi lavorati
La forma ideale di un oggetto é quella geometrica definita dal disegno. In pratica, però, non é
possibile ottenere la forma ideale, o meglio “nominale”, per i seguenti motivi:
1) imprecisione della macchina dovuta a difettosa costruzione, a non perfetta installazione, ad
eccessiva usura dei vari organi, a giochi sugli elementi mobili, ad eccentricità delle parti
rotanti;
2) deformazioni elastiche delle macchine sotto carico, degli utensili, dei porta-utensili, del
pezzo in lavorazione e del porta-pezzo;
3) montaggio difettoso del pezzo;
4) usura degli utensili;
5) dilatazione termica del pezzo;
6) irregolarità nella materia prima;
7) incrudimento superficiale del pezzo dovuto all’azione dell’utensile.
Come é noto dal Disegno (vedi Tolleranze e tabelle UNI 7266), possono verificarsi:
1. Errori di dimensione
2. Errori di forma
3. Errori di posizione
1) ERRORI DI DIMENSIONE
Consistono nella differenza tra le dimensioni reali dell’oggetto e quelle teoriche fornite dal
disegno.
2) ERRORI DI FORMA
Consistono nella diversità di forma tra l’oggetto reale e quello illustrato dal disegno. Si
distinguono:
a) Errori macrogeometrici
- Errori di rettilineità
- Errori di planarità (piano reale non coincidente col piano ideale)
- Errori di circolarità (sezioni non centrate rispetto all’asse)
- Errori di cilindricità (generatrici non parallele all’asse del cilindro)
- ……….
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b) Errori microgeometrici
- Errori nel grado di finitura (scabrosità della superficie lavorata derivante dall’azione di
utensili o mole)
- ……….
3) ERRORI DI POSIZIONE
Si presentano quando la posizione reale di una linea o di una superficie dell’oggetto è diversa
dalla linea o dalla superficie ideale scelta come fondamentale (di riferimento). Si distinguono:
-
Errori di normalità (assi o superfici del pezzo non sono perfettamente perpendicolari fra loro)
Errori di parallelismo (superfici o assi non sono perfettamente paralleli tra loro)
Errori angolari (c’è diversità tra la posizione reale di una retta e quella indicata sul disegno)
……….
TOLLERANZE
La moderna industria è basata sulla produzione in serie, cioè sulla produzione di un gran numero
di pezzi uguali (?) come forma e dimensioni in modo da essere intercambiabili fra loro.
Per ottenere l’intercambiabilità, sembrerebbe necessario che gli elementi omologhi avessero
esattamente le stesse dimensioni.
In pratica le lavorazioni non raggiungono mai la precisione assoluta e anche le misure di controllo variano
entro i limiti di approssimazione degli strumenti misuratori.
Affinché sia possibile l’intercambiabilità, le dimensioni effettive del pezzo lavorato devono
essere comprese entro misure limiti, una massima ed una minima, stabilite in funzione delle
condizioni d’impiego e del grado di precisione richiesto.
SI DEFINISCE TOLLERANZA LA DIFFERENZA TRA LE DIMENSIONI LIMITI ENTRO LE
QUALI PUÒ VARIARE UNA QUOTA SENZA COMPROMETTERE LA FUNZIONALITÀ E
L’INTERCAMBIABILITÀ DI UN PEZZO.
L’imprecisione di lavorazione ammissibile non riguarda soltanto le dimensioni di un dato
elemento, ma anche la forma e la dimensione delle superfici che lo delimitano:
- la forma di una superficie lavorata non risulterà mai assolutamente piana o cilindrica o
circolare;
- non sarà possibile ottenere superfici perfettamente parallele o perpendicolari o coassiali.
Di conseguenza si dovranno ammettere:
- Tolleranze dimensionali
- Tolleranze geometriche, che a loro volta si distinguono in:
- Tolleranze di forma
- Tolleranze di posizione
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PROCEDIMENTI DI CONTROLLO
In una azienda meccanica è compito del “Servizio Controllo e Collaudo” accertarsi che i singoli
elementi siano conformi ai disegni e che il prodotto finito abbia i requisiti funzionali fissati dalle
norme di collaudo.
I moderni procedimenti di controllo, fondati sull’impiego di metodi statistici, sono detti “Metodi
di controllo statistico di qualità”.
Distinguiamo:
a) Metodi che si basano sul controllo della misura delle quote o delle caratteristiche in esame
(Controllo per variabili);
b) Metodi che utilizzano solo il giudizio di idoneità o conformità dei pezzi alle prescrizioni
(es.: funzionamento o meno di una lampadina …). (Controllo per attributi).
L’attività è stata svolta da noi studenti con il supporto dell’azienda metalmeccanica “Nuova
Trasmissione” di Susegana (TV), che ha fornito gli organi meccanici in numero sufficiente per
poter effettuare un controllo statistico ed i necessari strumenti di controllo.
L’organo meccanico, prodotto in serie in azienda, ha codice SLG-0216 ed é denominato
“Ingranaggio di sblocco”. Tale ingranaggio, avente modulo m = 2 e n° denti z = 27, fa parte del
“Sistema di apertura/chiusura di cancelli a battente” e lavora con la vite senza fine del motore.
Tale
organo
meccanico
è
prodotto in lotti
minimi di 1000
pezzi ed è in ghisa
EN-GJS-500-7 UNI
EN
1563
con
durezza
HBS
187÷191.
Noi
abbiamo
ipotizzato un lotto
di 2000 pezzi e, per
questo motivo, dalla
tabella UNI 4842,
considerato
un
piano
di
campionamento
semplice con grado
di severità normale,
abbiamo effettuato
il controllo del foro
e della cava su 115.
In base a tale
tabella i pezzi non
conformi
non
dovevano
essere
superiori a 5.
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GLI STRUMENTI UTILIZZATI
Lo studio degli strumenti comprende le caratteristiche generali e specifiche del singolo strumento;
gli strumenti da noi utilizzati sono i blocchetti piano paralleli, i dischi ottici, piani di riscontro,
calibri fissi, micrometro centesimale per esterni e per interni a tre punte.
Di seguito spieghiamo il loro utilizzo e caratteristiche.
Blocchetti piano-paralleli.
Sono dei prismi rettangolari con due
superfici perfettamente piane e parallele
con una rugosità molto bassa. Sono
strumenti campione in quanto vengono
usati per la taratura di strumenti di
precisione. Sono costruiti in serie con
valori di spessore diversi che permettono
di comporre qualsiasi misura fino al
millesimo di millimetro. Essi devono
avere le seguenti caratteristiche: elevata
durezza e resistenza superficiale
all’usura, inalterabilità nel tempo,
indilatibilità, planarità delle superfici
entro determinati valori, parallelismo
delle superfici di misura, elevato grado
di precisione e di finitura.
Dischi ottici.
Sono dischi costruiti in vetro speciale ad alta
trasparenza, che sfruttano la rifrazione delle onde
luminose per rilevare difetti di planarità e
parallelismo inferiori al micron. Se posti sulla
superficie da controllare ed esposti alla luce, nel
caso in cui si verifichi la comparsa di frange chiare
e scure in alternanza, in base al numero di frange
comparse si può risalire al valore dell’errore.
Piani di riscontro.
Sono utilizzati come piani di riferimento nelle officine per
controllare planarità, parallelismo e ortogonalità nei pezzi
lavorati. Possono essere costruiti in ghisa, acciaio temprato,
granito o diabase. Essi hanno: elevata durezza e resistenza
all’usura, insensibilità alle variazioni di temperatura, stabilità nel
tempo, inossidabilità, amagneticità. In ogni caso i piani devono
avere una buona finitura e una elevata resistenza all’usura.
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Calibri a tampone.
Sono dei calibri fissi composti da due cilindri
uniti da un manico centrale. Vengono usati per
controllare fori con tolleranze definite ISO, e i
due cilindri da cui sono composti hanno uno la
misura minima accettata dalla tolleranza, e
l’altro il valore massimo. Questi si chiamano
rispettivamente lato PASSA e lato NON
PASSA, infatti per controllare se il foro è in
tolleranza, si prova a far passare i due cilindri
attraverso il foro, ed il lato con la misura più
piccola (passa) deve attraversare il foro
mentre il lato con la misura massima (non passa) non deve entrare. Le due estremità si riconoscono
poiché portano la sigla min (o P) e max (o NP) e sul lato NP si trova una fascia rossa, oltre ad essere
più corto. Questi calibri devono avere una buona finitura superficiale ed una buona resistenza
all’usura, oltre ad una lavorazione molto precisa.
Micrometro centesimale per esterni.
Le parti principali da cui è composto sono un’incudine e un’asta mobile tra le quali viene inserito il
pezzo da misurare, un tamburo graduato, una scala fissa e una vite interna. Il pezzo viene posto tra
le facce di misura e stretto tramite la frizione, che permette di avere una pressione costante e non
troppo forte. Sulla linea di fede si leggerà il valore in millimetri della misura, mentre sul tamburo
graduato, la linea di fede mostrerà i centesimi. Le portate massime dei micrometri vanno di 25 mm,
che è il valore massimo per garantire un errore accettabile del filetto della vite interna. La vite ha un
passo di 0,5 mm, e la suddivisione in 50 parti del tamburo dà un’approssimazione di 0,01 mm.
Micrometro per interni a tre punte.
Il concetto di base è quello del micrometro per esterni, ma
invece che un’asta mobile, per misurare fori sfrutta
l’espansione di 3 punte spinte da un cono posto su una vite
micrometrica, sempre di passo 0,5 mm.
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