Tolleranze: quanto costano e quali specificare
La tolleranza è la quota del disegno che decide il prezzo, ed è quella più spesso copiata da un modello. Un pezzo quotato con tutto in tolleranza stretta può costare diverse volte lo stesso pezzo con tre caratteristiche critiche indicate e una nota generale ragionevole. Ecco che cosa comprano davvero quei numeri nelle lavorazioni CNC.
Quanto Le costa una tolleranza
Stringere una tolleranza aggiunge costi in quattro punti distinti, ed è per questo che l’effetto si somma:
- Passate di finitura. Asportare con precisione gli ultimi centesimi richiede tagli lenti e leggeri. È tempo macchina.
- Gestione dell’usura degli utensili. Man mano che una fresa si usura, le quote derivano. Una tolleranza stretta significa cambiare gli utensili più spesso o compensare più frequentemente.
- Collaudo. Le caratteristiche strette vanno misurate, spesso con una macchina di misura a coordinate (CMM), spesso su ogni pezzo anziché su un campione.
- Scarti e rilavorazioni. Una fascia più stretta significa più pezzi fuori tolleranza. Qualcuno li paga.
Allarghi una tolleranza e tutti e quattro migliorano insieme. Ecco perché è la modifica di maggiore effetto che si possa fare su un disegno.
Che cosa garantiscono le officine senza sforzi particolari
Sono intervalli tipici, non promesse. L’officina che quota il Suo pezzo conferma che cosa garantisce sulla Sua geometria, nel Suo materiale, alle Sue dimensioni.
| Caratteristica | Fascia tipica agevole | Note |
|---|---|---|
| Quote lineari generali | Circa più o meno 0,1 mm | La consueta nota generale su un pezzo lavorato |
| Superfici di accoppiamento, fresate | Circa più o meno 0,05 mm | Ottenibile di routine sulla maggior parte delle macchine |
| Fori alesati | Circa più o meno 0,02 mm | Un alesatore standard lo fa in modo ripetibile |
| Superfici di accoppiamento strette | Più o meno 0,01 mm e meno | Costa di più, richiede controllo della temperatura e verifica con CMM |
| Planarità di una faccia lavorata | Dipende da dimensione e sezione del pezzo | I pezzi sottili si deformano, quindi la dimensione conta più del numero |
| Finitura superficiale, grezzo di lavorazione | Ra da 1,6 a 3,2 micrometri | Valori più fini richiedono passate di finitura aggiuntive |
I pezzi più grandi sono più difficili. Una tolleranza di routine su 50 mm è difficile su 500 mm, perché dilatazione termica, staffaggio e geometria della macchina crescono tutti con la lunghezza. Indichi sempre la tolleranza riferita alla caratteristica, non come regola valida per tutto il pezzo.
Perché una nota generale valida per tutto è rischiosa
“Tutte le quote più o meno 0,02 mm salvo diversa indicazione” è una nota comune e costosa. Dice all’officina che ogni spigolo, ogni smusso e ogni quota non funzionale è critica.
Succedono due cose. Il prezzo sale su tutta la linea. E poiché l’officina non riesce a capire quali caratteristiche contino davvero, distribuisce l’attenzione in modo uniforme, il che significa che le caratteristiche importanti non ricevono più cura di quelle che non lo sono.
Lo schema migliore:
- Una nota generale ampia che copre tutto ciò che è ordinario
- Un numero ridotto di caratteristiche tollerate esplicitamente, ciascuna con il riferimento da cui si misura
- Una breve nota che indica quali di esse sono critiche per la funzione
Tre quote critiche indicate chiaramente saranno rispettate meglio di trenta quote tenute tutte allo stesso livello.
Accoppiamenti, e perché comunicano meglio dei numeri
Per le caratteristiche che si accoppiano, una designazione di accoppiamento normalizzata contiene più informazioni di una tolleranza numerica. Scrivere 12H7 per un foro dice all’officina la dimensione nominale, la fascia di tolleranza e, cosa importante, l’intenzione: lì dentro andrà un albero.
Le tre famiglie di uso comune:
- Accoppiamento con gioco. I pezzi si montano sempre con un gioco. Si usa per alberi che ruotano o scorrono e per i fori di passaggio delle viti.
- Accoppiamento incerto. I pezzi possono risultare leggermente forzati o leggermente liberi. Si usa per caratteristiche di posizionamento che vengono montate e smontate.
- Accoppiamento con interferenza. I pezzi vanno pressati o riscaldati per essere montati. Si usa per cuscinetti e boccole che non devono muoversi.
Se sta specificando un foro per un cuscinetto, indichi l’accoppiamento. Un’officina che vede H7 sa di doverlo alesare e sa di doverlo misurare con un alesametro anziché con un calibro.
Tolleranze geometriche, in un paragrafo
Le tolleranze lineari controllano la dimensione. Le tolleranze geometriche controllano forma, orientamento e posizione: planarità, perpendicolarità, concentricità, posizione. Contano quando la relazione tra le caratteristiche conta più di qualsiasi singola quota.
Quella che nella pratica fa risparmiare di più è la tolleranza di posizione su una serie di fori. Una serie di fori controllata in posizione con tolleranza bonus è più facile ed economica da rispettare della stessa serie controllata con strette quote più o meno tra ogni foro, e descrive ciò che Le serve davvero, cioè che le viti passino.
Tolleranza e collaudo sono la stessa decisione
Una tolleranza che non si può misurare non viene rispettata, viene sperata. Prima di specificare una fascia, si chieda se l’officina dispone di strumenti in grado di verificarla e se Lei dispone di strumenti per verificarla all’arrivo.
Se la capacità di misura più fine dell’officina è più grossolana della Sua tolleranza più stretta, il pezzo non si può dimostrare conforme anche quando lo è. Conviene scoprire questa discrepanza durante la verifica dell’officina piuttosto che durante una contestazione.
Decide anche che cosa chiedere come documentazione. Un collaudo del primo campione sulle caratteristiche critiche vale molto più di un rapporto completo su tutto.
La temperatura, di cui nessuno parla
Le norme di metrologia presuppongono 20 gradi Celsius. Un pezzo misurato in un’officina a 32 gradi e misurato di nuovo in una sala metrologica fresca non darà gli stessi numeri, e l’alluminio si dilata circa il doppio dell’acciaio per la stessa variazione di temperatura.
Sulle tolleranze generali è un rumore di fondo. A più o meno 0,01 mm su una quota lunga non lo è. Se il Suo pezzo ha tolleranze a quel livello, chieda dove e a quale temperatura l’officina misura, e si aspetti una risposta concreta.
Come annotare un disegno prima di inviarlo
- Esamini ogni quota tollerata e si chieda che cosa si rompe se varia del doppio.
- Allarghi tutto ciò per cui la risposta è niente.
- Per le quote rimaste, indichi il riferimento da cui ciascuna si misura.
- Sostituisca le strette quote lineari tra i fori con la tolleranza di posizione quando il requisito è il montaggio.
- Usi designazioni di accoppiamento normalizzate per tutto ciò che si accoppia.
- Imposti la nota generale al livello più ampio che il pezzo tollera.
- Indichi quali caratteristiche desidera misurate e documentate.
Questa revisione richiede di solito un’ora e vale più di qualsiasi trattativa sul prezzo. Le altre leve sono nella guida alle modifiche di progetto.
Quando il disegno è annotato, lo invii qui e fino a tre officine in Vietnam lo quoteranno su ciò che conta davvero.
Domande frequenti
Quale tolleranza può garantire di serie un’officina meccanica?
Una nota generale intorno a più o meno 0,1 mm è agevole per la maggior parte delle officine sulla maggior parte delle caratteristiche, con fasce più strette ottenibili su quote specifiche quando sono indicate esplicitamente. La risposta onesta varia per caratteristica, materiale e dimensione del pezzo, ed è per questo che un’officina dovrebbe confermare che cosa garantisce sulla Sua geometria anziché indicare una cifra valida per tutto.
Una tolleranza più stretta è sempre più precisa?
È più costosa e più difficile da verificare, il che non significa migliore. Una tolleranza che non si può misurare è una tolleranza che nessuno sta rispettando. Stringa ciò che controlla accoppiamento e funzione, e lasci il resto.
Qual è la differenza tra una tolleranza e un accoppiamento?
Una tolleranza indica quanto può variare una singola quota. Un accoppiamento è la relazione tra due parti che si montano l’una nell’altra, e deriva dalle loro due tolleranze insieme. Indicare una designazione di accoppiamento normalizzata come H7 comunica l’intenzione più chiaramente di un numero isolato.
Le serve un’offerta per un pezzo come questo?
Invii il disegno. La abbiniamo a un massimo di 3 officine meccaniche in Vietnam e rispondiamo entro 24 ore lavorative.
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