La tolleranza geometrica sul profilo è la più utilizzata nella documentazione tecnica del prodotto industriale in quanto controlla contemporaneamente dimensione, orientamento, posizione e naturalmente forma di una superficie.
Un controllo sul profilo specifica i limiti rispetto al profilo teorico entro i quali deve trovarsi il profilo reale di una superficie. In definitiva viene rappresentato nel disegno il pezzo perfetto e si specifica, per ogni elemento, l’intorno entro cui deve trovarsi il profilo reale.
Nella figura 1 la tolleranza del profilo viene utilizzata per il controllo di un errore di forma e di un errore dimensionale di una scanalatura. Nel primo disegno sono state utilizzate tolleranze e scostamenti per il controllo degli errori dimensionali della scanalatura, mentre gli errori di forma vengono definiti con una tolleranza del profilo. Purtroppo, il controllo del profilo richiede l’indicazione obbligatoria del profilo teorico con le quote riquadrate, mentre sono state specificate quote con limiti dimensionali.
L’errore può essere evitato ricorrendo al simbolo OZ (Offset Zone), introdotto dalla ISO 1101 del 2017, che ha l’obiettivo di indicare una zona di tolleranza di offset. Il profilo reale deve essere contenuto in una zona di tolleranza (definita dal valore 0,1 mm), posizionato e orientato a una distanza “a piacere” rispetto al profilo teorico, per cui controlliamo solo l’errore di forma.
Nel secondo disegno della figura 1 il contorno teorico della scanalatura viene quotato con quote riquadrate, per cui la tolleranza del profilo controlla sia l’errore dimensionale (0,3 mm) che l’errore di forma (0,3 mm). L’utilizzo del modificatore UZ consente di ottenere gli stessi scostamenti della tolleranza dimensionale precedente, mentre il sinolo UF (Unified Feature) crea un profilo unico composito.
Nel primo disegno della figura 2, nel riquadro della tolleranza del profilo, viene aggiunto l’indicazione di un datum feature A, per cui, oltre alla dimensione e alla forma, viene controllata anche la perpendicolarità della scanalatura rispetto al datum A. Infine, nel secondo disegno della stessa figura, vengono aggiunti due datum feature B e C e le quote di posizione indicate dalle due frecce vengono riquadrate e definite teoricamente esatte. In questo caso la tolleranza del profilo controlla contemporaneamente dimensione, orientamento, posizione e naturalmente forma della scanalatura, con lo stesso valore (0,3 mm).
Controlli di forma, posizione e orientamento con valori diversi
Per utilizzare controlli di forma, posizione e orientamento con valori diversi, la normativa ASME Y14.5 prevede l’utilizzo del riquadro composito (un solo simbolo, tre segmenti, usato anche per le tolleranze di localizzazione, figura 3) che determina un controllo plurimo del profilo geometrico. Infatti il primo segmento più in alto controlla la posizione della superficie, il secondo segmento viene usato per definire la tolleranza di orientamento e il terzo segmento per l’errore di forma (i valori devono essere necessariamente man mano decrescenti). Naturalmente è possibile ottenere lo stesso risultato con la normativa ISO, ricorrendo a opportuni modificatori della ISO 2017.
Per default la zona di tolleranza è simmetrica rispetto al profilo ideale, ma è possibile indicare una zona di tolleranza non simmetrica attraverso l’utilizzo dei modificatori. Purtroppo, come accade spesso, l’indicazione è diversa nelle due norme fondamentali ISO e ASME. Infatti, nelle norme ISO-GPS, come si è visto, si utilizza il modificatore UZ dove il numero dopo questo simbolo rappresenta lo scostamento desiderato dal nominale e può essere quindi sia negativo (interno al profilo ideale) o positivo (esterno). Per indicare invece una tolleranza sul profilo non simmetrica, la norma ASME Y14.5 ha introdotto il modificatore Ⓤ per indicare una tolleranza non simmetrica rispetto al profilo teoricamente esatto. Come è illustrato nella figura 4, il numero dopo il modificatore Ⓤ (sempre positivo) indica l’entità della tolleranza nella direzione che consentirebbe l’aggiunta di materiale al profilo reale (esternamente o internamente nel caso rispettivamente di un profilo esteriore o di un foro, figura 5).
Regole per indicare correttamente una tolleranza non simmetrica
Alcune regole per indicare correttamente una tolleranza non simmetrica nello standard ASME:
- Se il valore dopo il simbolo Ⓤ è zero, vuol dire che l’errore è tutto interno.
- Non è possibile utilizzare valori negativi.
- Non è possibile utilizzare valori maggiori della tolleranza sul profilo.
- Un valore uguale alla metà della tolleranza indicata sarebbe superfluo, poiché darebbe lo stesso risultato di un’indicazione senza il modificatore Ⓤ.
Possibilità offerte dalla tolleranza del profilo non simmetrica
La figura 6 mostra tutte le possibilità offerte dalla tolleranza del profilo non simmetrica (con UZ secondo ISO e Ⓤ secondo ASME), poiché si è in grado di convertire limiti e valori delle tolleranze dimensionali in una tolleranza del profilo, con il vantaggio di controllare ogni tipo di errore, dimensionale e geometrico (forma, orientamento e posizione).
Figura 6 – Sono illustrate tutte le possibilità offerte dalla tolleranza del profilo non simmetrica (secondo le norme ISO e ASME), poiché si è in grado di convertire limiti e valori delle tolleranze dimensionali in una tolleranza del profilo, con il vantaggio di controllare ogni tipo di errore, dimensionale e geometrico (forma, orientamento e posizione).
Stefano Tornincasa, Politecnico di Torino
