Tolleranza (ingegneria): differenze tra le versioni

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{{F|ingegneria|febbraio 2024}}

La '''tolleranza''' nelle apparecchiature meccaniche è lo scostamento ritenuto accettabile tra le dimensioni di progettazione di un componente e le dimensioni reali dello stesso ai fini del suo corretto funzionamento in relazione con altro pezzo, ossia in '''accoppiamento dimensionale'''.

{{W|ingegneria|maggio 2023}}

Con '''tolleranza''' si intende il limite o i limiti accettabili delle variazioni di una [[dimensione]] fisica, una [[proprietà fisica]] di un oggetto [[Attività manifatturiera|manufatto]], di un sistema, o di un servizio o altri valori misurati quali [[temperatura]], [[umidità]] o [[tempo]].

Le dimensioni, proprietà, o le condizioni, durante la procedura di [[misurazione]], possono variare entro certi limiti senza interferire considerevolmente con gli strumenti, con il [[misurando]] o il sistema di misurazione.

La tolleranza è specificata per permettere all'operatore di stabilire una misura con un relativo [[intervallo di fiducia]], anche in presenza di imperfezioni e variabili dovute a [[grandezze di influenza]], senza che la misura sia compromessa.

La '''tolleranza''' nelle apparecchiature meccaniche è lo scostamento ritenuto accettabile tra le dimensioni di progettazione di un componente e le dimensioni reali dello stesso ai fini del suo corretto funzionamento in relazione con altro pezzo, ossia in '''accoppiamento dimensionale'''. per esempio in un pezzo che dovrà essere di 10 mm le tolleranze sono di +0,10 e -0,10

== Notizie storiche ==

Nel [[1903]] la ditta [[Loewe (elettronica)|Loewe]] di [[Berlino]], per ridurre i pezzi di scarto dopo le lavorazioni alle [[macchina utensile|macchine utensili]], {{Chiarire|creò un proprio sistema di tolleranze dimensionali di lavorazione con addirittura una specifica famiglia di accessori, detti calibri differenziali per il controllo dei pezzi stessi.|Comprensibile, forse, solo a chi sa già cosa significhi ...}} Questo sistema si estese ben presto anche ad altre fabbriche tedesche, e costituì il punto di partenza per il sistema di tolleranze in [[Germania]]. In [[Italia]], invece, toccò attendere il [[1926]], anno in cui la [[Ente nazionale italiano di unificazione|UNIM (ora UNI)]], prendendo spunto dal sistema tedesco, propose un sistema di tolleranze che fu completato e aggiornato dalla [[Ente nazionale italiano di unificazione|UNI]] prima e dalla [[ISO]] a livello internazionale dopo la [[seconda guerra mondiale]].

== Introduzione ==

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== Normativa corrente ==

La normativa corrente è la [[EN 20286]]22768 parti 1 e 2 del 31 dicembre [[1995]]: Sistema [[ISO]] di tolleranze ed accoppiamenti, principi fondamentali per tolleranze, scostamenti ed accoppiamenti, applicabile a pezzi lisci. Lo scopo è quello di fissare i principîprincipi fondamentali di un sistema di tolleranze per accoppiamenti, fornendo i valori calcolati delle tolleranze fondamentali e degli scostamenti fondamentali. Nella norma si fa specifico riferimento a pezzi cilindrici a sezione circolare; comunque le tolleranze e gli scostamenti riportati si applicano a tutti i pezzi lisci anche se non a sezione circolare. Precisamente, i termini generali di foro e albero designano anche lo spazio, contenente o contenuto, compreso tra due facce o piani tangenti paralleli di un qualunque pezzo, come la larghezza di una scanalatura, lo spessore di una chiavetta, eccetera.

=== Termini e definizioni della EN 20286/22768 Parti 1-95 e 2 ===

I termini e le definizioni utilizzate nella norma EN 20286/1-9522768 sono:

* '''Albero''' <br/>: con questo termine si intendono convenzionalmente gli elementi esterni di un pezzo, anche non cilindrici.

* '''Albero base''' <br/>: è l'albero scelto come riferimento di un sistema di accoppiamento in cui lo scostamento superiore è ''e<small>s</small> = 0''.

* '''Foro''' <br/>: con questo termine si intendono convenzionalmente tutti gli elementi interni di un pezzo, anche non cilindrici.

* '''Foro base''' <br/>: foro scelto come riferimento di un sistema di accoppiamento in cui lo scostamento inferiore è ''E<small>i</small> = 0''.

* '''Dimensione''' <br/>: è il numero che esprime, nell'unità prescelta, il valore numerico di una dimensione lineare. La dimensione è denominata ''quota'' se riportata sul disegno. La temperatura alla quale sono riferite tutte le dimensioni è di 20 [[Celsius|°C]]. Una dimensione con tolleranza si designa con la dimensione nominale, seguita dal simbolo della classe di tolleranza richiesta o dagli scostamenti espressamente indicati. Ad esempio: <br/> '''32H7''' o '''80js15''' o '''100g6'''

* '''Dimensione nominale''' <br/>: è la dimensione "ideale perfetta" che si vorrebbe ottenere, dalla quale si derivano le dimensioni limite applicando gli scostamenti superiore e inferiore. Si indica con: <br/> '''D''' per i fori; <br/> '''d''' per gli alberi.

* '''Dimensione effettiva''' <br/>: è la dimensione reale più probabile di un elemento, determinata mediante misurazione e compresa tra la dimensione limite massima e la dimensione limite minima. Si indica con: <br/> '''D<small>min</small> ≤ D<small>eff</small> ≤ D<small>max</small>''' per i fori; <br/> '''d<small>min</small> ≤ d<small>eff</small> ≤ d<small>max</small>''' per gli alberi.

* '''Dimensione limite massima''' <br/>: è la più grande dimensione ammessa di un elemento ed è indicata con: <br/> '''D<small>max</small>''' per i fori; <br/> '''d<small>max</small>''' per gli alberi.

* '''Dimensione limite minima''' <br/>: è la più piccola dimensione ammessa di un elemento ed è indicata con: <br/> '''D<small>min</small>''' per i fori; <br/> '''d<small>min</small>''' per gli alberi.

* '''Linea dello zero''' <br/>: graficamente è la linea retta rappresentante la dimensione nominale alla quale sono riferiti gli scostamenti e le tolleranze. Per convenzione, la linea dello zero è tracciata orizzontalmente, quindi gli scostamenti positivi sono al di sopra e quelli negativi al di sotto.

* '''Scostamento''' <br/>: è l'errore dato dalla differenza algebrica tra una dimensione effettiva, massima, eccetera e la dimensione nominale corrispondente. I simboli degli scostamenti superiore e inferiore sono indicati con: <br/> '''E<small>s</small>''', '''E<small>i</small>''' per i fori; <br/> '''e<small>s</small>''', '''e<small>i</small>''' per gli alberi.

* '''Scostamento superiore''' <br/>: è la differenza algebrica tra la dimensione massima e la dimensione nominale corrispondente: <br/> '''E<small>s</small> = D<small>max</small> - D''' per i fori; <br/> '''e<small>s</small> = d<small>max</small> - d''' per gli alberi.

* '''Scostamento inferiore''' <br/>: è la differenza algebrica tra la dimensione minima e la dimensione nominale corrispondente: <br/> '''E<small>i</small> = D<small>min</small> - D''' per i fori; <br/> '''e<small>i</small> = d<small>min</small> - d''' per gli alberi.

* '''Scostamento fondamentale''' <br/>: è lo scostamento che definisce la posizione della zona di tolleranza rispetto alla linea dello zero. Lo scostamento fondamentale può essere sia lo scostamento superiore sia quello inferiore. Per convenzione si sceglie però quello più prossimo alla linea dello zero.

* '''Tolleranza dimensionale''' <br/>: è la differenza tra la dimensione massima e la dimensione minima, ossia la differenza tra lo scostamento superiore e quello inferiore: <br/> '''IT = D<small>max</small> - D<small>min</small> = E<small>s</small> - E<small>i</small>''' per i fori; <br/> '''IT = d<small>max</small> - d<small>min</small> = e<small>s</small> - e<small>i</small>''' per gli alberi.

* '''Tolleranza fondamentale IT''' <br/>: esprime una qualsiasi tolleranza di questo sistema. Il simbolo IT significa ''Tolleranza Internazionale''.

* '''Zona di tolleranza''': <br/> Graficamentegraficamente è la zona compresa tra due linee indicanti la dimensione limite massima e la dimensione limite minima. È definita dall'ampiezza della tolleranza e dalla sua posizione rispetto alla linea dello zero, che è designata con una o più lettere maiuscole (A...ZC) per i fori, e da una o più lettere minuscole (a...zc) per gli alberi.

* '''Grado di tolleranza normalizzato''' <br/>: è l'insieme di tolleranze considerate corrispondenti allo stesso livello di precisione, designate con le lettere IT seguite da un numero, ad esempio IT7, per tutte le dimensioni nominali. Nel caso in cui il grado di tolleranza si accoppi a una o più lettere che rappresentano uno scostamento fondamentale, allora si sopprimono le lettere IT e il grado di tolleranza diventa una classe di tolleranza, ad esempio h7. Il termine "grado" è sinonimo del termine "qualità". Il sistema [[ISO]] prevede 20 gradi di tolleranze normalizzate, di cui 18, da IT1 a IT18, sono di uso generale, e due, IT0 e IT01, non di uso generale.

* '''Classe di tolleranza''' <br/>: è l'insieme di uno scostamento fondamentale e di un grado di tolleranza. Quindi la classe di tolleranza si designa con una o due lettere che rappresentano lo scostamento fondamentale seguita o seguite da un numero che rappresenta il grado di tolleranza normalizzato; ad esempio h9 per gli alberi o D13 per i fori, eccetera.

* '''Sistema di tolleranze''' <br/>: è costituito da un insieme organizzato e normalizzato di tolleranze e scostamenti.

* '''Accoppiamento''' <br/>: è la relazione risultante dalla differenza, prima del montaggio, tra le dimensioni di due contorni, foro e albero, destinati a essere accoppiati. La designazione deve prevedere: la dimensione nominale comune, il simbolo della classe di tolleranza del foro e il simbolo della classe di tolleranza dell'albero.

* '''Gioco''' <br/>: è la differenza positiva tra la dimensione del foro e quella dell'albero prima del montaggio, quando cioè il diametro del foro è maggiore del diametro dell'albero: <br/> '''G = D - d''' con '''D > d'''

* '''Interferenza''' <br/>: è il valore assoluto della differenza negativa tra la dimensione del foro e quella dell'albero prima del montaggio, quando cioè il diametro dell'albero è maggiore del diametro del foro: <br/> '''I = d - D''' con '''D < d'''

* '''Incerto''' <br/>: è l'accoppiamento in cui si ha gioco o interferenza dopo il montaggio, a seconda della dimensione effettiva del foro e dell'albero. Tale accoppiamento si verifica quando le zone di tolleranza del foro e dell'albero si sovrappongono completamente o in parte.

== Accoppiamenti base nel sistema ISO ==

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=== Sistema albero base ===

È un sistema di accoppiamento in cui i vari giochi o le interferenze richieste si ottengono accoppiando fori di diverse classi di tolleranza con alberi aventi una sola classe di tolleranza. Nel sistema [[ISO]], è il sistema in cui la dimensione limite massima dell'albero è uguale alla dimensione nominale, cioè quando lo scostamento superiore è '''e<smallsub>s</smallsub> = 0'''

== Accoppiamento con gioco ==

È l'accoppiamento che assicura sempre gioco tra il foro e l'albero dopo il montaggio, è cioè l'accoppiamento in cui la dimensione minima del foro è maggiore o, nel caso estremo, uguale alladella dimensione massima dell'albero: <br /> '''D<small>min</small> ≥> d<small>max</small>'''

=== Gioco minimo ===

In un accoppiamento con gioco, è costituito dalla differenza positiva tra la dimensione limite minima del foro e la dimensione limite massima dell'albero: <br /> '''G<small>min</small> = D<small>min</small> - d<small>max</small>'''

=== Gioco massimo ===

In un accoppiamento con gioco o incerto, è costituito dalla differenza positiva tra la dimensione limite massima del foro e la dimensione limite minima dell'albero: <br /> '''G<small>max</small> = D<small>max</small> - d<small>min</small>'''

== Accoppiamento con interferenza ==

È l'accoppiamento che assicura sempre interferenza tra il foro e l'albero dopo il montaggio, è cioè l'accoppiamento in cui la dimensione massima del foro è minore o, nel caso estremo, uguale alla dimensione minima dell'albero: <br /> '''D<small>max</small> ≤ d<small>min</small>'''

=== Interferenza minima ===

In un accoppiamento con interferenza, l'interferenza minima è la differenza negativa, prima del montaggio, tra la dimensione massima del foro e la dimensione minima dell'albero: <br /> '''I<small>min</small> = d<small>min</small> - Dmax'''

=== Interferenza massima ===

In un accoppiamento con interferenza o incerto, l'interferenza massima è la differenza negativa, prima del montaggio, tra la dimensione limite minima del foro e la dimensione limite massima dell'albero: <br /> '''I<small>max</small> = d<small>max</small> - D<small>min</small>'''

== Accoppiamento incerto ==

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== Bibliografia ==

* {{cita libro|cognome=Crosera|nome=Cristiano|coautori=Albino Zanin|titolo=Elementi di Tecnologia|annooriginale=2002|meseoriginale=marzo|edizione=6ª edizione|data= |anno=2007|editore=Principato Editore|città=Milano|isbn=88-416-6512-2|pagine=16-23}}

*{{cita libro|cognome=Crosera|nome=Cristiano|coautori=Albino Zanin|titolo=Elementi di Tecnologia|annooriginale=2002|meseoriginale=marzo|edizione=6ª edizione|data= |anno=2007|editore=Principato Editore|città=Milano|isbn=88-416-6512-2|pagine=16-23}}

==Altri progetti==

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==Collegamenti esterni==

* Foglio di calcolo ''[https://montecarlo-simulation-zoo.weebly.com/ Casi pratici di approccio statistico alle tolleranze]''{{Collegamenti esterni}}

*[ {{cita web|http://www.tecnocentro.it/tables_ita/visualizzatore_tolleranze_accoppiamenti_iso_286.htm |Foglio di calcolo elettronico per visualizzare e analizzare accoppiamenti normalizzati, da Tecnocentro eng s.r.l.]}}

{{Concetti base di metrologia, statistica e metodologia della ricerca}}

{{Portale|Ingegneria}}

{{Progettazione meccanica}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|metrologia|scienza e tecnica|ingegneria}}

[[Categoria:Metrologia]]

[[Categoria:Lavorazioni meccaniche]]