ASME Y14.5 è uno standard GD&T consolidato e ampiamente utilizzato che contiene tutte le informazioni necessarie per un sistema GD&T completo. Questo articolo fornisce uno sguardo approfondito sui contenuti, la storia e lo scopo dello standard.
GD&T e la standardizzazione
Geometric Dimensioning and Tolerancing, o GD&T in breve, è un linguaggio di simboli utilizzato per comunicare informazioni sui disegni tecnici. Per comunicare accuratamente in qualsiasi lingua scritta, chi scrive e chi legge devono condividere la stessa comprensione dei simboli e della struttura di quella lingua. Un modo per assicurare questa comprensione comune è la pubblicazione di un documento che descrive l’uso corretto del linguaggio. Questo concetto è noto come standardizzazione, ed è importante per il GD&T come per qualsiasi altra lingua. La conoscenza dello standard GD&T che la vostra azienda utilizza è essenziale per garantire che le informazioni del disegno siano interpretate correttamente.
Ci sono due standard principali per il Geometric Dimensioning and Tolerancing in uso oggi. L’International Organization for Standardization (ISO) pubblica un gruppo di standard, conosciuti collettivamente come le Specifiche Geometriche di Prodotto, o standard ISO GPS, e l’American Society of Mechanical Engineers pubblica lo standard ASME Y14.5. Questo articolo si concentra sullo standard ASME Y14.5 e fornisce una breve panoramica della sua storia, scopo e contenuto.
ASME E LA STORIA DELLA Y14.5
ASME è l’acronimo di The American Society of Mechanical Engineers, un’organizzazione no-profit fondata per far progredire, standardizzare e diffondere la conoscenza dell’ingegneria. All’interno dell’ASME, il sottocomitato 5 del comitato Y14 Engineering Product Definition and Related Documentation Practices è responsabile del mantenimento e dell’aggiornamento dello standard Y14.5.
Il moderno standard ASME di dimensionamento e tolleranza può rintracciare le sue radici nello standard militare MIL-STD-8, circa 1949, ma è la pubblicazione Y14.5 del 1982 che è generalmente accettata come il primo standard a incorporare completamente la GD&T. Da allora, lo standard ASME è stato aggiornato a intervalli di circa 10 anni, più recentemente nel 2018:
1982 – ANSI Y14.5M
1994 – ASME Y14.5M
2009 – ASME Y14.5
2018 – ASME Y14.5
Tra le aziende di Stati Uniti, Canada e Australia che hanno adottato lo standard ASME, circa la metà utilizza la versione 2009 e oltre un quarto utilizza ancora la pubblicazione del 1994. Una percentuale relativamente piccola di aziende sta usando la versione del 2018. A GD&T basics, usiamo lo standard del 2009, e questo articolo è basato su quella versione.
SCOPIO E ORGANIZZAZIONE DELLO STANDARD
Il sito web dell’ASME descrive lo standard Y14.5 come segue:
“Lo standard Y14.5 è considerato la linea guida autorevole per il linguaggio di progettazione della quotatura geometrica e delle tolleranze (GD&T.Stabilisce simboli, regole, definizioni, requisiti, valori predefiniti e pratiche raccomandate per dichiarare e interpretare il GD&T e i relativi requisiti per l’uso su disegni di ingegneria, modelli definiti in file di dati digitali e in documenti correlati.”
Lo standard ha lo scopo di fornire uniformità nelle specifiche e nell’interpretazione dei disegni, riducendo le congetture in tutto il processo di produzione. Attraverso questo metodo, Y14.5 mira a migliorare la qualità, abbassare i costi e abbreviare le consegne ovunque si progettino o si producano parti meccaniche. Vale la pena notare che lo standard si concentra sulla comunicazione della geometria prevista e non tenta di affrontare l’ispezione o la misurazione delle caratteristiche geometriche. Invece, l’utente è indirizzato a uno standard separato per le attrezzature e i principi di misurazione (ASME Y14.43).
La maggior parte del contenuto della norma Y14.5 è divisa in nove sezioni principali con una breve prefazione, appendici da A a E e un indice. Le prime tre sezioni del testo contengono informazioni sui principi generali di GD&T, con la quarta sezione relativa ai quadri di riferimento dei dati. Le sezioni da cinque a nove descrivono ciascuna la tolleranza di una delle seguenti categorie fondamentali: Forma, Orientamento, Posizione, Profilo e Inclinazione.
Sezione 1 – CAMPO DI APPLICAZIONE, DEFINIZIONI E DIMENSIONAMENTO GENERALE
Questa sezione delinea lo scopo e l’intento dello standard, che abbiamo descritto in dettaglio in precedenza. Fornisce anche le definizioni dei termini chiave usati in tutto lo standard. Inoltre, questa sezione delinea le regole di base per il dimensionamento e fornisce una serie di esempi che illustrano il corretto dimensionamento per molti diversi tipi di caratteristiche.
Sezione 2 – TOLLERANZE GENERALI E PRINCIPI RELATIVI
In questa parte della norma vengono stabilite le pratiche per esprimere le tolleranze sulle dimensioni lineari e angolari, e vengono introdotti i modificatori e i principi chiave. La regola n. 1, o principio dell’inviluppo, è descritta qui, così come la condizione materiale massima (MMC), la condizione materiale minima (LMC), indipendentemente dalla dimensione della caratteristica (RFS), e altri concetti importanti.
Sezione 3 – SIMBOLOGIA
Questa sezione standardizza i simboli per specificare le caratteristiche geometriche e altri requisiti dimensionali sui disegni tecnici. La tabella sottostante mostra i simboli per le caratteristiche geometriche. Molti altri simboli aggiuntivi sono elencati e descritti in questa sezione, compresi i simboli per le origini, i modificatori, le svasature, gli svasatori, i coni e altri.
| Tipo di Simbolo |
Posizione nella Norma |
GD& Pagina del simbolo di base T | ||
| Forma | Straightness |
5.4.1 | www.gdandtbasics.com/straightness/ | |
| Form | Flatness |
5.4.2 | www.gdandtbasics.com/flatness/ | |
| Forma | Circolarità |
5.4.3 | www.gdandtbasics.com/circularity/ | |
| Forma | Cilindricità  |
5.4.4 | www.gdandtbasics.com/cylindricity/ | |
| Orientamento | Angolarità  |
6.3.1 | www.gdandtbasics.com/angularity/ | |
| Orientamento | Perpendicolarità  |
6.3.3 | www.gdandtbasics.com/perpendicularity/ | |
| Orientamento | Parallelismo  |
6.3.2 | www.gdandtbasics.com/parallelism/ | |
| Luogo | Posizione  |
7.2 | www.gdandtbasics.com/true-position/ | |
| Localizzazione | Concentricità  |
7.6.4 | www.gdandtbasics.com/concentricità/ | |
| Località | Simmetria  |
7.7.2 | www.gdandtbasics.com/symmetry/ | |
| Profilo | Profilo di una linea  |
8.2.1.2 | www.gdandtbasics.com/profile-of-a-line/ | |
| Profilo | Profilo di una superficie  |
8.2.1.1 | www.gdandtbasics.com/profile-of-a-surface/ | |
| Runout | Runout circolare  |
9.4.1 | www.gdandtbasics.com/runout/ | |
| Runout | Totale Runout  |
9.4.2 | www.gdandtbasics.com/total-runout/ |
Questa sezione introduce anche il concetto di feature control frame. Il riquadro di controllo della caratteristica è la scatola rettangolare che circonda i simboli, i valori di tolleranza, i modificatori e i riferimenti di origine per creare una tolleranza geometrica.
SECONDA SEZIONE 4 – QUADRI DI RIFERIMENTO DATI
In questa sezione vengono discusse a fondo le regole per la selezione e il riferimento delle caratteristiche dei dati, con numerosi esempi. Un’origine è un punto, una linea o un piano teoricamente esatto. In GD&T, una o più origini sono stabilite e le altre caratteristiche sono specificate in relazione ad esse. Senza un’origine di riferimento, una parte può muoversi in tre direzioni spaziali o ruotare su tre assi diversi. Questi sei movimenti sono conosciuti come gradi di libertà. Il riferimento di una parte alle origini può vincolare questi gradi di libertà.
SECZIONI DALLA 5a ALLA 9a – TIPI DI TOLLERANZE E CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
Ogni sezione tratta uno dei cinque tipi fondamentali di tolleranze. All’interno di ogni tipo di tolleranza sono state definite diverse caratteristiche geometriche. La figura 3-1 mostra l’organizzazione di queste caratteristiche e i simboli corrispondenti. Per saperne di più su qualsiasi caratteristica geometrica, cliccate sul link incorporato.
Sezione 5 FORMA
Questa sezione spiega come dichiarare correttamente le tolleranze per rettilineità, planarità, circolarità e cilindricità. Queste tolleranze sono usate quando le tolleranze di forma non forniscono un controllo sufficiente della geometria della parte. Le tolleranze di forma non sono applicabili alle origini.
Sezione 6 – ORIENTAMENTO
Angolarità, perpendicolarità e parallelismo sono le tre relazioni di orientamento. Queste tolleranze sono usate per controllare la rotazione di un elemento rispetto a un dato. Non possono essere usate per controllare la posizione.
Sezione 7 – POSIZIONE
Posizione, concentricità e simmetria sono i tre tipi di tolleranze di posizione. Queste sono usate per controllare la posizione di elementi in relazione l’uno all’altro o rispetto a un dato.
Sezione 8 – Profilo
Un profilo è definito come il contorno di una superficie. Ci sono due tipi di tolleranza di profilo – profilo di una superficie e profilo di una linea. La tolleranza del profilo di una linea controlla la forma di una superficie rispetto a una sezione ideale predefinita di quella superficie. In questo caso, il profilo ideale, o “vero”, può essere definito come una forma bidimensionale. Il profilo di una tolleranza di superficie è usato per controllare la forma di una superficie rispetto a una superficie ideale, o “vera”, tridimensionale. Lo standard afferma che: “Un file di dati digitali o una vista appropriata su un disegno deve definire il profilo vero”. A seconda della forma del profilo e dei dati di riferimento, le tolleranze del profilo possono controllare le dimensioni, la forma, l’orientamento e/o la posizione.
Sezione 9 – RUNOUT
Il runout è una tolleranza usata per controllare la variazione di una superficie quando viene ruotata intorno ad un asse di riferimento. La superficie può essere parallela o perpendicolare all’asse di riferimento. Il runout circolare è il termine usato per indicare che la tolleranza di runout si applica solo a una singola superficie, mentre il termine runout totale indica che la tolleranza si applica a tutte le superfici con simmetria rotazionale intorno all’asse di riferimento.
APPENDICI
Le appendici da A a E contengono informazioni aggiuntive. Per esempio, le appendici A e D forniscono un registro delle modifiche rispetto alla versione precedente dello standard e un riassunto delle procedure precedenti che non fanno più parte dello standard. L’appendice B presenta formule e definizioni che descrivono l’accoppiamento delle parti, mentre l’appendice C dettaglia come disegnare i simboli GD&T e li incrocia con le loro controparti ISO. Infine, l’Appendice E contiene diagrammi di flusso per aiutare l’utente a sviluppare vincoli geometrici che descrivono al meglio l’intento progettuale.
PUNTI CHIAVE
La quotatura e tolleranza geometrica è usata per comunicare informazioni dettagliate sui disegni tecnici. La standardizzazione della GD&T e la conoscenza di questi standard è fondamentale per garantire che l’intento progettuale sia comunicato correttamente. ASME Y14.5 è uno standard GD&T consolidato e ampiamente utilizzato, che contiene tutte le informazioni necessarie per un sistema GD&T completo.
- Lo standard ASME Y14.5 stabilisce simboli, definizioni e regole per il dimensionamento geometrico e la tolleranza.
- Lo scopo dello standard è quello di garantire una chiara comunicazione di informazioni dettagliate in tutto il processo di progettazione e produzione di parti meccaniche.
- Sono state pubblicate quattro versioni dello standard, e la versione del 2009 è la più utilizzata.
- Lo standard è organizzato in nove parti, con i dettagli delle caratteristiche geometriche nelle parti da cinque a nove.