Tolleranze geometriche di forma, di posizione, di orientamento, di oscillazione
Oltre alla misurazione lineare è essenziale, nelle lavorazioni meccaniche, considerare anche le tolleranze geometriche al fine di ottenere il prodotto finito più vicino alle esigenze di usabilità in fase di montaggio e più ideale possibile all'atto pratico del prodotto, leve, cilindri, slitte, camme etc. etc. Per particolari grezzi o di fusione o sgrossati di macchina la tolleranza geometrica risulterà grossolana o assente ma per particolari lavorati finemente di macchina, fresatrice, tornio, alesatrice etc. queste tolleranze andranno rispettate e controllate scrupolosamente, per poi non trovare pezzi che non si accoppiano o si inceppano all'atto pratico, in tal caso andranno scartati dal collaudo finale o recuperati con lavorazioni supplementari per il recupero, soprattutto se il particolare ha un costo elevato. Le tolleranze geometriche tengono conto degli errori di forma che le superfici reali hanno rispetto a quelle ideali indicate dal disegno del pezzo in lavorazione. Il disegno dovrà seguire il pezzo, o il lotto di pezzi, durante tutta la fase di lavorazione indicata dal disegno stesso. Le tolleranze geometriche sono suddivise i quattro categorie. 1= Tolleranze di forma: stabiliscono i limiti di variabilità di un elemento geometrico rispetto alla forma ideale riportata a disegno. 2= Tolleranze di Posizione: Stabiliscono i limiti di variabilità di un elemento geometrico rispetto ad una posizione ideale stabilita a disegno riferendosi ad uno o più elementi assunti come riferimento. 3= Tolleranze di orientamento: Stabiliscono i limiti di variabilità di un elemento geometrico rispetto ad uno o più elementi di riferimento. 4= Tolleranze di oscillazione: Stabiliscono i limiti di variabilità geometrico rispetto ad una rotazione attorno ad un asse di riferimento.
Simboli per tolleranze geometriche nei disegni tecnici per lavorazioni su macchine utensili UNI 7226-1:1986
=Cornice di tolleranza geometrica
Rettilineità= (Straightness). Una tolleranza di rettilineità è una tolleranza di forma.
Stabilisce i limiti di variabilità di un elemento rettilineo reale (spigolo) o ideale (asse o generatrice di una superficie).
Planarità = (Planarity). Una tolleranza di planarità è una tolleranza di forma.
Specifica una zona tridimensionale limitata da due piani tra loro paralleli con una distanza uguale al valore della tolleranza specificata.
Rotondità o circolarità= (Circularity). Una tolleranza di circolarità è una tolleranza di forma. Definisce una zona di tolleranza delimitata da due cerchi concentrici.
Cilindricità =Cylindricity). Una tolleranza di cilindricità è una tolleranza di forma. Specifica una zona tridimensionale limitata da due cilindri concentrici.
Parallelismo=(Parallelism). Una tolleranza di parallelismo è una tolleranza di orientamento. Può essere associata ad una linea, asse o superficie rispetto ad un elemento di riferimento.
Perpendicolarità o ortogonalità = (Perpendicularity). Una tolleranza di perpendicolarità è una tolleranza di orientamento. Può essere associata ad una linea, asse o superficie rispetto ad un elemento di riferimento.
Inclinazione (espressa in gradi, primi o secondi)= (Angularity). Una tolleranza di inclinazione è una tolleranza di forma. Determina l'orientazione teoricamente esatta degli elementi geometrici posti in tolleranza rispetto agli elementi di riferimento.
Localizzazione o posizione= (Positional). Una tolleranza di localizzazione è una tolleranza di posizione. Determina la posizione teoricamente esatta degli elementi geometrici posti in tolleranza rispetto agli elementi di riferimento.
Concentricità o coassialità= (Concentricity).Una tolleranza di concentricità è una tolleranza di posizione. Stabilisce i limiti di variabilità di elementi posti concentricamente rispetto ad un dato punto di riferimento
.
Simmetria= (Symmetry). Una tolleranza di simmetria è una tolleranza di posizione. Stabilisce i limiti di variabilità di elementi posti simmetricamente rispetto ad un piano o ad un asse.
Oscillazione circolare radiale= (Circular run-out). Una tolleranza di oscillazione radiale, o assiale, è una tolleranza di oscillazione. Controlla l’errore di forma e di orientamento di una superficie durante una rotazione attorno ad un asse di riferimento.
Oscillazione circolare totale= (Total run-out). Una tolleranza di oscillazione totale radiale, o assiale, è una tolleranza di oscillazione. La tolleranza di oscillazione totale definisce una zona di tolleranza tridimensionale, inquanto la condizione deve essere soddisfatta non più sezione per sezione, ma da tutti punti della superficie contemporaneamente.
Oscillazione circolare radiale totale: la zona di tolleranza è definita da due cilindri coassiali con il datum distanti tra loro radialmente di una quantità pari al valore della tolleranza.
Oscillazione circolare assiale totale: la zona di tolleranza è definita da due piani ortogonali al datum distanti tra loro assialmente di una quantità pari al valore della tolleranza.
Eccentricità= (Eccentricity). Una tolleranza di eccentricità è una tolleranza di posizione. Stabilisce i limiti di variabilità di elementi posti eccentricamente rispetto ad un dato punto di riferimento
.
Forma di una linea qualunque= (Profile of a line). Tolleranza di forma
Forma di una superficie qualunque= (Profile of a surface). Tolleranza di forma
Principio di indipendenza (UNI ISO 8015)= Il principio di indipendenza afferma che ciascuna prescrizione di tolleranza dimensionale e geometrica riportata a disegno deve essere rispettata in se stessa, in modo indipendente, salvo non siano prescritte condizioni particolari. Conseguentemente le tolleranze geometriche si applicano senza tener conto delle dimensioni dell’elemento, e le prescrizioni dimensionali e geometriche devono essere trattate come esigenze tra loro indipendenti.
La condizione di massimo materiale (MMC Maximun Material Condition), come anche la condizione di minimo materiale (LMC Least Material Condition), esprime una situazione in cui le tolleranze di forma e posizione possono essere incrementate di un bonus pari alla differenza tra la dimensione di massimo (minimo) materiale e la dimensione effettiva. MMC= Condizione di massimo materiale= La stretta applicazione del principio di indipendenza è molto onerosa, e può portare allo scarto di pezzi che sarebbero invece atti all’uso. Il principio di massimo materiale rappresenta un’eccezione al principio di indipendenza: esso tiene conto del fatto che le tolleranze di forma o di posizione prescritte possono essere ampliate quando le dimensioni effettive non raggiungono le condizioni di massimo materiale. In un accoppiamento tra due componenti la capacità dei particolari di contenere errori geometrici entro i limiti delle tolleranze dimensionali assegnate è massima nella condizione di minimo materiale, mentre si riduce a zero in condizione di massimo materiale (condizione più sfavorevole). Si può quindi volere che il contemporaneo rispetto dei limiti imposti dalle tolleranze geometriche e da quelle dimensionali avvenga solo nella condizione più sfavorevole  (di massimo materiale), e che quindi la tolleranza geometrica prescritta possa essere aumentata quando lo stesso elemento non si trovi nella condizione di massimo materiale. L’applicazione del principio di massimo materiale comporta, in generale, una riduzione degli scarti di produzione in quanto vengono accettati pezzi per i quali sono superati i limiti imposti dalle tolleranze geometriche, quando le dimensioni siano tali da non trovarsi in condizioni di massimo materiale. Conseguenza dell’applicazione del principio di massimo materiale è dunque un virtuale ampliamento delle tolleranze geometriche imposte.
TABELLA DELLE TOLLERANZE GEOMETRICHE
MMC
TOLLERANZE
CARATTERISTICHE OGGETTO DI TOLLERANZA
SEGNO GRAFICO
Elem.singolo
Su elementi singoli
Tolleranze di forma
Rettilineità
NO
Planarità
NO
Circolarità
NO
Cilindricità
NO
Su elementi singoli o associati
Forma di una linea qualunque
NO
Forma di una superficie qualunque
Elem.singolo
Su elementi associati
Tolleranze di orientamento
Parallelismo
Elem.singolo
Perpendicolarità
Elem.singolo
Inclinazione
SI
Tolleranze di posizione
Localizzazione
Elem.singolo
Concentricità
SI
Simmetria
NO
Tolleranze di oscillazione
Oscillazione circolare
NO
Oscillazione totale
Tolleranze generali di rettilineità e planarità UNI EN 22768/2
Classe
Fino a 10
da >10 a 30
da >30 a 100
da >100 a 300
da >300 a 1000
da >1000 a 3000
H
0,02
0,05
0,1
0,2
0,3
0,4
K
0,05
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
L
0,1
0,2
0,4
0,8
1,2
0,6
Tolleranze generali di perpendicolarità   (per campi di lunghezze del lato minore)
Classe
Fino a 100
 da >100 a 300
da >300 a 1000
da >1000 a 3000
H
0,02
0,05
0,1
0,2
K
0,05
0,1
0,2
0,4
L
0,1
0,2
0,4
0,8
Tolleranze generali di simmetria
Classe
Fino a 100
 da >100 a 300
da >300 a 1000
da >1000 a 3000
H
0,5
0,5
0,5
0,5
K
0,6
0,6
0,8
1,0
L
0,6
1,0
1,5
2,0
Tolleranze generali di oscillazione circolare
Classe
 
H
0,1
K
0,2
L
0,5
Tolleranze generali di circolarità
Tolleranza generale di coassialità
Tolleranza generale di cilindricità
Uguale alla tolleranza dimensionale del diametro
Non stabilite
Non stabilite
Gli strumenti per verificare gli errori geometrici sono vari, dal semplice calibro a corsoio al micrometro, dal comparatore al divisore. La macchina di misurazione tridimensionale DEA è ideale per il controllo completo. Oltre alle quote dimensionali, è in grado di rilevare gli errori di forma, di circolarità , parallelismo etc. etc.