Atelier di Disegno Industriale 1/B

Laboratorio di Tecnologie per il Product Design 1

Prof. Paolo de Leva

Nozioni preliminari di disegno tecnico

In ogni campo della tecnica, dalla meccanica all’edilizia fino al design, il disegno è un mezzo insostituibile per indicare agli operatori le caratteristiche dei pezzi meccanici, dei circuiti elettrici, delle costruzioni e degli impianti, degli apparecchi che devono essere prodotti.

Questi disegni sono eseguiti dagli uffici tecnici, ma anche dai stessi designer e vengono trasmessi agli operatori, dopo essere stati completati di tutte le indicazioni e tutti i dati necessari affinché l’oggetto da produrre possa venire effettivamente eseguito secondo le intenzioni del progettista. E ciò deve avvenire anche se il progettista e gli operatori si trovano in località molto diverse, essendo evidente che, trasmesso per esempio in due luoghi opposti del pianeta, in base al disegno ricevuto devono costruire, lo stesso oggetto.

Si presentano quindi due problemi essenziali:

1. L’esecuzione dei disegni deve avvenire in modo che, da chiunque esaminati, essi possano venire interpretati nello stesso modo
2. L’interpretazione dei disegni, già eseguiti, deve poter avvenire esclusivamente secondo le intenzioni del progettista

Ciò è possibile solo se vengono fissate, in modo preciso e immutabile tutte le regole necessarie, affinché il disegno costituisca un vero e proprio linguaggio tecnico, che possa compiere la funzione di trasmettere agli esecutori gli ordini, le intenzioni e i desideri del progettista.

Primo compito dunque dei disegnatori e dei tecnici, è quello di apprendere con sicurezza tutte le norme basilari del disegno tecnico. In seguito il progettista, quando dovrà eseguire un disegno, dovrà tener conto del processo tecnologico, secondo il quale il pezzo stesso, potrà essere prodotto, perché solo così il disegno potrà risultare perfetto ed adempiere pienamente alla sua funzione.

Per ora limitiamoci a affermare il concetto che il disegno tecnico rappresenta un linguaggio universale, i cui vocaboli devono essere appresi diligentemente dai progettisti e dai tecnici. E’ questa la prima tappa che dev’essere generalmente compiuta. Si parte dunque dal disegno di pezzi semplici, passando via via ai più complessi ed applicando sempre le regole del disegno, per acquisire infine una grande pratica nello sviluppo e nella pratica di esecuzione.

Generalità e brevi cenni sulle norme di unificazione

Per conseguire quanto accennato sopra è necessario che vengano stabilite apposite e chiare convenzioni, spesso esemplificative, che facilitino il compito del disegnatore. Ad es. non si disegna mai una vite col suo filetto a spirale, o una ruota dentata con la sua dentatura; al contrario si tracciano disegni schematici semplici che per convenzione, rappresentano rispettivamente una vite o una ruota dentata.

Il compito di fissare le convenzioni sopra accennate è svolto da appositi Enti di unificazione. In Italia l’ente di unificazione è l’UNI con sede a Milano. Esiste oltre agli Enti Nazionali di unificazione l’ISO (International Standard Organization) che provvede esso stesso a fissare le unificazioni necessarie in campo internazionale.

I formati del foglio e la piegatura dei disegni

I disegni vengono eseguiti su formati comuni

I formati comuni sono indicati nella figura e sono designati con la lettera A seguita da un numero (0 – 1 – 2 – 3 – 4) indicante il numero di operazione di divisione in due, eseguite sul formato di base A0

• A0       841 x 1189
• A1       594 x 841
• A2       420 x 594
• A3       297 x 420
• A4       210 x 297

Il formato delle tabelle UNI è A4: i disegni di formato maggiore devono essere piegati in modo di formare dei plichi di formato A4

Le linee e il loro impiego

Di regola nei disegni devono essere utilizzate solo due grossezze di linee: quella grossa e quella fine. La grossezza in millimetri delle linee deve essere compresa nella serie seguente: 0.18 – 0.25 – 0.35 – 0.5 – 0.7 – 1 – 1.4 – 2.

La grossezza delle linee deve essere scelta in relazione alla grandezza e natura del disegno.

Per la denominazione delle linee passiamo alla prossima diapositiva

Tabella UNI 3968

La tabella UNI 3968 pone vincoli precisi sulla grossezza delle linee e sull’interspazio fra linee vicine. Nella tabella qui rappresentata sono indicate i tipi di linee e le relative applicazioni. I tipi di linea più comunemente usati sono quelli dalla A alla F. Le altre sono generalmente meno usate.

Disposizioni delle viste

Qui viene indicato come si presentano le tre proiezioni dell’oggetto:

1. Il prospetto e la pianta hanno la stessa larghezza e sono poste nella stessa striscia perpendicolare alla linea di terra; i punti corrispondenti delle due proiezioni si trovano sulla stessa perpendicolare alla linea di terra.
2. La pianta ed il fianco hanno la stessa larghezza ed i punti corrispondenti si trovano nella posizione determinabile con la costruzione indicata in figura.
3. Il prospetto e il fianco hanno la stessa altezza e sono posti nella stessa striscia parallela alla linea di terra; punti corrispondenti delle due proiezioni si trovano sulla stessa parallela della linea di terra

Nei disegni tecnici si usano generalmente le tre proiezioni principali. Quando esse non risultino sufficienti, si possono aggiungere anche una o più di una delle altre proiezioni. Quanto alla scelta della posizione dell’oggetto rispetto ai piani di proiezione, è evidente che essa dovrà essere fatta seguendo il concetto che la migliore scelta e quella che, nelle tre proiezioni, mette in evidenza la maggior parte delle caratteristiche dell’oggetto. Di regola lo si orienta in modo che il suo prospetto sia più quanto rappresentativo è possibile.

Le viste principali sono collocate verso il centro del foglio.

L’oggetto è posizionato in modo naturale.

Le viste non sono troppo vicine tra loro e vi è spazio per le quote che vedremo in seguito.

Le viste non sono troppo vicine al bordo del foglio.

Sono rappresentate tutte le viste necessarie e sufficienti ad individuare univocamente l’oggetto.

Non sono disegnate viste superflue.

Assi di simmetria

Si definisce asse di simmetria, una retta che divide la figura stessa in due parti specularmente uguali. Una figura può avere un solo asse di simmetria o due assi. Per convenzione gli assi si indicano nei disegni tecnici con una linea a tratti lunghi e corti. Ovviamente nelle applicazioni tecniche, occorre occuparsi di solidi (pezzi meccanici di ogni forma). Anche questi pezzi hanno piani di simmetria, che dividono ogni pezzo in due parti specularmente uguali. Nei disegni, si devono indicare le intersezioni di questi piani (che si dispongono perpendicolarmente al piano del disegno) con il piano del disegno stesso.

Sezioni

L’argomento delle sezioni è uno dei più importanti nel disegno tecnico e ad esso sono riservate varie tabelle, che vi saranno elencate qui di seguito, che stabiliscono sia le norme generali che quelle particolari, richieste soprattutto dal desiderio di ottenere maggiore chiarezza nei disegni. Bisogna dire innanzitutto che non sempre le tre o più viste di un pezzo sono sufficienti a rappresentarlo completamente. Si aggiungono perciò molto spesso alle proiezioni dell’oggetto una o più sezioni che consentono spesso di sopprimere qualche vista.

E ‘ovvio, quindi che, quando si effettua una sezione si deve come regola rappresentare tutta la parte dell’oggetto che rimane dopo il taglio ideale: quindi si avrà nel caso più generale, in ogni sezione, una parte sezionata (che rappresenta la parte del solido effettivamente tagliata dal piano sezionatore) ed una parte in vista.

Sezioni doppia linea / linee parallele

Ogni superficie che sul disegno rappresenti una parte del pezzo effettivamente sezionata deve essere ricoperta con un tratteggio. In tal modo in ogni sezione, a primo colpo d’occhio, si distingue ciò che è sezionato da ciò che è semplicemente in vista. Usando vari tipi di tratteggio, si può avere nelle sezioni una sommaria indicazioni dei materiali con cui sono costruite le eventuali parti di un pezzo.

E’ assolutamente indispensabile che ci si impadronisca subito di tutte le convenzioni sulle sezioni, perché ignorarle o dimenticarle al momento dell’applicazione conducono a disegni fortemente scadenti. Inoltre che gli errori più grossolani vengono commessi nell’esecuzione dei disegni tecnici da parte di coloro che volutamente ignorano sia le sezioni che le quotature.

Ogni piano sezionatore, nel disegno, deve essere indicato con una linea dl tipo F (Tabella UNI 3968) che abbiamo visto in precedenza, contraddistinta ai due estremi (ingrossati) da lettere maiuscole uguali.

Le sezioni così risultanti vengono disegnate e disposte secondo tutte le norme cui si assoggettano le viste. Inoltre è necessario togliere ogni ambiguità aggiungendo delle frecce che indichino con assoluta chiarezza in qual modo sono state disposte le sezioni. La sezione disegnata, contrariamente alle regole di proiezione, deve comprendere la sola parte effettivamente sezionata.

Le sezioni devono essere obbligatoriamente contrassegnate con la scritta:     sez. A-A                      sez. B-B           ecc. e devono risultare a fianco degli estremi ingrossati delle tracce dei piani sezionatori.

Accoppiamento con gioco

Le norme sul disegno tecnico e in particolare sulle sezioni, presentano un notevole numero di eccezioni alla regola generale, che impone il tratteggio delle parti sezionate: in altre parole vi sono numerosi casi nei quali per convenzione, alcuni elementi di pezzi sezionati, vengono disegnati come se non fossero sezionati, cioè non vengono tratteggiati.

a    Le nervature

b    Le razze di pulegge

c    I denti delle ruote dentate o cremagliere

d    I chiodi e i ribattini

e    I bulloni e le spine

f     Le rosette

In generale tutti gli elementi che hanno piccolo spessore rispetto alla dimensione maggiore, quando quest’ultima è disposta parallela al piano di sezione, devono essere rappresentati non sezionati, ma in vista anche nella sezione. Così pure le parti cilindriche, coniche e sferiche, anche se cave, che non hanno interesse speciale ai fini del disegno, sono rappresentate non sezionate, mai in vista.

Per parti contigue appartenenti a pezzi diversi o accoppiati devono essere usati tratteggi aventi diversa inclinazione o diverso intervallo. I tratteggi delle varie parti dello stesso pezzo devono sempre avere la stessa inclinazione. L’intervallo tra i tratti deve essere il più largo possibile, compatibilmente con la chiarezza del disegno ed è scelto in relazione all’entità della superficie da tratteggiare.

Inoltre per risparmio di tempo e di spazio il disegno di un pezzo simmetrico può essere limitato alla metà o ad un quarto della vista completa

Le quote

Un altro capitolo o se preferite “comandamento” importantissimo relativo al buon disegno tecnico è quello dell’apposizione delle misure nei disegni dei pezzi meccanici. Qui saranno esposte le norme generali e poi saranno mostrati i vari sistemi di quotatura dei disegni, secondo le norme unificate, infine si esporranno le convenzioni particolari di quotatura.

Quote e raggio di curvatura

• Ogni quota è scritta sopra una linea di misura che di regola si appoggia con le sue due frecce terminali alle linee di riferimento. Le linee di misura e le linee di riferimento si eseguono con linee continue fini. Quest’ultime possono essere prolungate oltre la linea di misura.
• La grandezza delle frecce deve essere proporzionata alla larghezza delle linee del disegno
• Gli assi di simmetria e le linee di contorno non devono essere mai usati come linee di misura, possono però essere usati come linee di riferimento.

Inoltre le quote debbono comparire una sola volta nel disegno e sulla vista e debbono contenere tutte le informazioni necessarie per definire il pezzo allo stato finito, perciò:

• Tutte le quote del disegno devono essere date nella stessa unità di misura,
• Non si devono riportare più quote di quanto è necessario per definire il prodotto finito,
• Per i diametri o fori e per le filettature e per i semilavorati, da cui i pezzi possono essere ricavati, si devono utilizzare possibilmente misure unificate.

Quando vi sono parecchie linee di misura, esse devono essere distanziate regolarmente tra loro e dalle linee di contorno dei pezzi. Le quote minori devono essere disposte più vicine al pezzo, le maggiori progressivamente più lontane, in modo da evitare incroci di linee di misura con linee di riferimento.

Le linee di misura devono essere sempre parallele alla direzione in cui va effettuata la misura; di regola devono essere normali 90°alle rispettive linee di riferimento.

Apposizione delle quote

• Le quote si scrivono sopra apposite linee appoggiate alle apposite linee di riferimento.
• Gli assi di simmetria e le linee di contorno non devono mai essere usati come linee di misura; possono invece essere usati come linee di riferimento.
• Dalla tabella si evince come si quotano le corde e gli archi.
• Se possibile si deve evitare che le linee di riferimento e linee di misura attraversino altre linee del disegno.
• Quando una vista o una sezione sono disegnate solo fino a un asse di simmetria, le linee di misura devono essere prolungate solo poco dopo l’asse, eliminando così parte della linea di misura e la seconda freccia terminale.
• Nel caso di pezzi molto grandi, simmetrici rispetto a un asse perpendicolare alle linee di misura, queste possono essere disposte come indicato nel riquadro.

Sistemi di quotatura e disposizioni delle linee di quota

Fermi restando i principi sulla quotatura sopra esposti, bisogna tener presente che ogni dimensione deve essere quotata una sola volta e su una sola proiezione, essendo vietato che una quota funzionale possa essere dedotta da altre per somma o sottrazione.

La scelta delle dimensioni da quotare e del modo di effettuare la quotatura dipende da varie considerazioni funzionali e costruttive; in corrispondenza a questa possibilità di scelta, sono unificati i diversi sistemi di quotatura (UNI 3974).

E’ evidente che questo sistema di quotatura che osservate deve essere usato quando le distanze tra elementi contigui hanno importanza prevalente e quindi non vi sono elementi che, per la loro importanza costruttiva o di controllo, debbano essere assunti come elemento di riferimento.

Quotatura in serie                  Questo sistema deve essere adottato quando le distanze tra elementi contigui hanno importanza prevalente e quando l’accumulo degli errori costruttivi non ha grande importanza.

Quotatura in parallelo                        Tutte le quote aventi uguale direzione hanno un’unica origine di riferimento.

Questo sistema deve essere usato quando vi sia un elemento che, per la sua importanza costruttiva o di tracciatura, possa essere assunto come riferimento per tutti gli altri.

Quotatura combinata             Combinando i sistemi precedenti si ha la quotatura combinata che permette di soddisfare tutte le esigenze costruttive.

Sistemi di quotatura e disposizioni delle linee di quota

Quotatura progressiva                        Si tratta solo di una variante grafica del sistema di quotatura in parallelo. Per evitare confusioni col sistema in serie, le quote devono essere disposte sopra le rispettive linee di riferimento e scritte perpendicolari alla linea di misura.

Quotatura secondo coordinate          In qualche caso può essere utile raggruppare le quote in un prospetto a parte, invece che inserirle nel disegno. L’ultimo riquadro in basso rappresenta un esempio di questo sistema, che normalmente e di rara applicazione, ma che può essere importantissimo per pezzi eseguiti col metodo delle coordinate (ad es. fresatrici per stampi o macchine a controllo numerico).

Convenzioni particolari di quotatura

Quotatura di angoli    Le quote di angoli, secondo le varie posizioni devono essere scritte come indica il primo riquadro in alto.

Quotatura di fori equidistanti                        Per quotare elementi uguali ed equidistanti si dà l’interasse, il numero di intervalli e la distanza totale degli assi.

Quotatura di diametri                       Le quote devono essere precedute dal segno Ø, tranne nel caso che già dal disegno appaia chiaramente e senza possibilità di ambiguità, che si tratti di diametri (esempio d al centro del riquadro)

Quotatura di quadri    Se un particolare o un pezzo presenta una ripresa a sezione quadra, questa deve essere indicata nel disegno con le diagonali; la sua quota deve essere obbligatoriamente essere preceduta dal segno

Riepilogo dei dieci comandamenti del buon disegno tecnico

Il diagramma riepiloga in modo sintetico ed ineluttabile, quelli che sono i “ dieci comandamenti” o se preferite le dieci buone regole che ogni buon designer deve apprendere al fine di conseguire e soprattutto restituire al futuro cliente7committente o ad un tecnico specializzato un buon disegno che deve essere “esente” da qualsiasi interpretazione.