Le basi del CAD: Le quote e le misure

Pubblicato il Luglio 1, 2024 da Giovanni

Entriamo ora nel vivo del discorso “disegno tecnico” con le quote.
L’obbiettivo è quello di far capire e costruire una componente a chiunque guardi il disegno della stessa, ma come?
Utilizzando le quote!!!, Ovvero quella parte del disegno che mi indica la misura (angolo, circonferenza, lunghezza ecc) di ogni parte del pezzo.
Norme di riferimento (UNI 4820, ISO 129-1) Purtroppo anche qui sono a pagamento.

Esempio di disegno con le quote — Esempio di disegno con quote

Come vediamo in questo disegno le quote all’interno di un disegno tecnico possono essere moltissime e soprattutto di diversi tipi.
Ma partiamo con calma.

Come sono fatte le quote

Le quote appunto sono delle linee e delle scritte che indicano una grandezza di un pezzo.
Sono principalmente formate da 4 componenti

Le linee di riferimento: Servono a far capire che grandezza stiamo prendendo in considerazione sul pezzo. Praticamente ci fanno capire dove prendere la misura per controllare poi.
La designazione: ovvero quella parte della quota che ci fa capire che quota è. Sembra una componente un po’ banale, ma in realtà è importantissima, specialmente per il fatto che ci troviamo in 2 dimensioni. Infatti sulla carta un rettangolo e un cilindro visti di lato appaiono uguali.
La linea di misura: è la linea su cui poi si va a scrivere la misura; composta da una linea spessa sormontata da 2 frecce.
Il valore numerico.

Metodo di quotatura

La posizione delle quote non è univoca e al variare della loro posizione varia anche il loro significato. Il metodo di quotatura è rilevante specificatamente per quanto riguarda la somma degli errori. Rubando un paio di slide al prof andiamo a vedere cosa cambia.

Principio di quotatura generale

Per quotare in maniera adeguata bisogna tenere a mente non solo la validità delle quote ma anche i procedimenti tecnologici per ottenere il pezzo. Infatti i punti da tenere in considerazione sono:

Variabilità nei processi di fabbricazione
Funzionalità del componente nell’assieme
Tecnologia di produzione

Variabilità nei processi di fabbricazione

Ogni volta che progettiamo un pezzo dobbiamo tenere in considerazione il fatto che la “misura esatta” non esiste, ma esiste un intervallo di variazione della stessa misura.
Al nostro fine quindi dobbiamo tenere in considerazione un “intervallo di misure valide”
Ovviamente la conseguenza di questo è il fatto che al diminuire delle misura accettabili abbiamo un aumento del costo di produzione e soprattutto del costo dei controlli sulla produzione.

Le quote devono essere necessarie e sufficienti, ovvero non ci devono essere quote ripetute e non devono mancare quote.
Le quote devono essere disposte in modo da poter essere lette allo stesso modo indipendentemente dall’orientamento del foglio.

Le quote indicano sempre il valore nominale del pezzo e dove necessario indicare il margine di tolleranza (le tolleranze le vedremo poi)
Le quote indicano il valore nominale INDIPENDENTEMENTE dalla scala del disegno
Vanno posizionate sulla vista che meglio rappresenta la grandezza che stiamo valutando, in particolare per le cave e i fori
é cosa molto gradita non far intersecare le linee di riferimento per quanto possibile
Se possibile fare in modo che le quote siano posizionate fuori dal disegno
In una semi-vista in sezione è cosa buona e giusta separare le quote interne a quelle esterne

come mettere le quote su una semisezione — Quote su una semisezione

Tabella delle simbologie per le quote di geometrie note

Le notazioni di diametro e di raggio vanno sempre rappresentate con la simbologia adeguata (vedi tabella sopra)
Dei raccordi si quota sempre il raggio.
Non si quota sugli angoli nascosti, piuttosto si fa una sezione locale
In caso di quota su degli smussi/ raccordi, si prolunga con una linea fine fini allo spigolo precedente alla lavorazione di raccordo/smusso

Quota di uno spigolo smussato — Esempio di notazione su uno spigolo smussato

Tecnologie di fabbricazione

L’altro aspetto da considerare è: “come lo produco questo pezzo?”
Questo aspetto è talmente importante che spesso ai disegni viene allegato un documento detto “ciclo di lavorazione” dove sono segnati tutti i singoli passaggi per ottenere un pezzo e gli strumenti necessari per ottenerlo.

Ogni feature funzionale è caratterizzata da 2 quote, ovvero quelle di posizione e quelle di grandezza. Nessuna delle 2 può essere omessa altrimenti il pezzo diventa impossibile da costruire.

Conclusione

Da quanto detto è chiaro che la collocazione delle quote sul disegno esecutivo di un
particolare dipenderà dall’intento del progettista (design intent) e sarà effettuata secondo
la seguente procedura:

Si individuano i riferimenti ideali iniziali che sono in relazione con caratteristiche certe
del pezzo (assi, superfici sfacciate, gole, ecc.). Rispetto a tali riferimenti si definiranno
le quote di posizione.
Si cominciano ad indicare le quote funzionali, ovvero le quote di grandezza e posizione
relative ad accoppiamenti sulle quali il progettista vuole aver il più stretto controllo
dimensionale e geometrico, specificando, se necessario, opportune tolleranze dimensionali.
Esauriti gli accoppiamenti, il progettista procederà ad assegnare tutte le notazioni non
funzionali ovvero dimensioni non relative ad accoppiamenti, ma necessarie a definire
completamente la forma di ogni parte coerentemente con il ciclo tecnologico ipotizzato
dal progettista (es. fori asolati, quote relative all’ingombro spaziale del pezzo, ecc.)
Infine, ove ritenuto utile per chiarezza comunicativa (es. ingombri di assieme, ampiezza
di escursione leveraggi e cinematismi, ecc.), è possibile indicare quote ausiliarie fra
parentesi tonde.

E anche per oggi è tutto. Per gli altri articoli della serie clicca qui. Per le novità invece pigia qui.

Le basi del CAD : Le linee e il foglio

Pubblicato il Aprile 10, 2024 da Giovanni

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esempio di disegno CAD — Disegno di un motore. si possono vedere le varie tipologie di linea

Introduzione sulle linee

Sembra un’idiozia, ma il punto centrale di un disegno sono le linee. Senza la conoscenza sul significato delle linee (spessori e forme) non è possibile leggere e tantomeno fare un disegno meccanico in CAD. Anche per questo aspetto del disegno degli ingegneri pignoli hanno fatto una normativa piuttosto stringente, infatti c’è una norma che spiega anche come piegare il foglio di un disegno!!.
In questo breve articolo parleremo di questi 2 aspetti del disegno tecnico e spero di renderlo meno noioso di quanto lo sia effettivamente.

Lo spessore e la forma delle linee

Facendo riferimento alla norma UNI EN ISO 128-20 (questo è il link per l’acquisto della norma. Purtroppo le fonti ufficiali costano nonostante dovrebbero essere di libero utilizzo secondo il mio parere) Vediamo la normativa sullo spessore.

Schema sullo spessore delle linee — Tabella per la matita da scegliere e lo spessore delle linee

Ovviamente si parte da qui, ovvero dal disegno a mano in cui lo spessore è dettato dalla matita utilizzata. Nonostante sembri un metodo antiquato, per partire a disegnare da zero è il metodo più economico.
Da norma ci sono gli “spessori unificati” ovvero gli spessori accettati nel disegno; ovviamente questi si possono applicare in maniera uniforme solo nel disegno CAD.

tabella dello spessore delle linee normate. — Spessori di linee normate

Questi spessori sono in rapporto 1/sqrt(2) ed è necessario scegliere almeno 3 spessori in rapporto 1:2:4 tra loro.
Per esempio possiamo scegliere 0,25 , 0,5 e 1 per gli spessori fine, grossa ed extra grossa
Ogni spessore ha poi un significato geometrico sulla geometria che si disegna.

Un altro passaggio importante per quanto riguarda le linee è la forma. Sempre da normativa ci sono 4 definizioni di forma importanti:
-linea continua ——————
-linea tratteggiata – – – – – – – – – – –
-linea tratto lungo-tratto corto o tratto-punto — – — – — – — – — –
-linea tratto lungo-2 tratti corti o tratto- due punti — – – — – – — – – — – – —

Gli utilizzi delle linee

Qui c’è un’enorme tabellone delle linee da utilizzare e in quali occasioni:

Linea continua
fine	grossa
linee di riferimeto e richiamo	Spigoli e contorni in vista
campitura di sezioni	Diametri nominali
spigoli fittizzi in vista	Linee di cambio di giacitura
contorno di sezione locale	linee di interruzione di filettature
assi di simmetria brevi
linea di madrevite o vite
diagonale di superfici piane
linee di piega
contorno di viste ingrandite
linee di interruzione

Linea a tratti fine
Solo utilizzati per gli spigoli nascosti

Linea tratto punto
fine	grossa
Assi di simmetria	Superficie a prescrizione particolari
Piani di simmetria	Estremità delle sezioni di taglio
Linee primitive
Circonferenze primitive
Tracce di piani di taglio

Questi sono i casi principali, ovviamente ci sono delle prescrizioni da normativa che non sono segnate qui, ma è solo la base per poter leggere e fare un disegno.
Inoltre c’è una gerarchia delle linee quando si sovrappongono che in realtà è molto intuitiva

continua grossa
a tratti grossa
mista fine o grossa
mista fine
mista fine a tratto lungo / due punti
continua fine

Il foglio

Questo paragrafo è più una curiosità che una cosa tecnica, ma anche questa sezione del disegno è super normata.
Partiamo intanto dalle dimensioni innanzitutto del foglio

Noi siamo abituati al nostro foglio A4 da stampante, ma le proporzioni sono circa del “il lato corto del successivo è la metà del lato lungo del precedente”.

Inoltre da normativa abbiamo il margine che varia al variare della dimensione del foglio e bisogna avere una zona informazioni detta cartiglio.

La dimensione del cartiglio è uguale per tutte le dimensioni del foglio ed è di larghezza 210mm e di altezza variabile (dipende molto dalla distinta pezzi, ovvero la lista di tutte le componenti di un disegno)

Un buon progetto dovrebbe avere 3 gruppi di disegni, ovvero il disegno di assieme e l’esploso (l’esploso è il disegno che fa vedere come si monta il componente meccanico).In questa sezione troviamo quindi la distinta pezzi. Una cosa importante: NELLA DISTINTA PEZZI VANNO MESSE ANCHE TUTTE LE VITI E GLI ORGANI DI COLLEGAMENTO.
I disegni delle singole componenti numerati da riportare poi nella distinta pezzi, e alla fine i se necessario i documenti di produzione con i passaggi.(diciamo che l’ultima parte è per chi produce effettivamente il pezzo e tendenzialmente non sarai te a dover produrre questo tipo di documentazione)

Ma come si piega il foglio?

Ok, parte meme ma non troppo dell’articolo. come vanno piegati i fogli?
Secondo normativa quando piego il foglio il cartiglio deve essere la prima cosa che si vede a foglio piegato.

Anche per oggi finisce qui. Se vuoi continuare a vedere gli altri articoli sul CAD clicca qui, mentre se vuoi vedere gli articoli nuovi qui

Le basi del CAD: Le proiezioni

Pubblicato il Aprile 5, 2024 da Giovanni

Piccola premessa, per capire le basi di proiezioni ortogonali il cammino è lunghetto e servono un saccottino di immagini.

Scomposizione in facce di un generico solido

Di cosa si sta parlando?

Magari incubo delle medie di alcuni di voi, magari sogno di altri, nel disegno tecnico le basi di proiezioni ortogonali sono la chiave per capire il CAD.
Le proiezioni ortogonali sono il metodo in cui si è comunemente deciso di rappresentare degli oggetti in 3 dimensioni su carta. Quello che magari non tutti sanno è che ci sono parecchie regole (Normativa UNI EN ISO 5456 1/2 per chi volesse cercarla ) da rispettare per fare in modo che chiunque prenda in mano un disegno sia in grado di capire cosa vogliamo comunicare.
E io con la scusa di ripassare per l’esame di disegno di macchine vi accompagnerò con la serie “Le basi del CAD” attraverso le normative di disegno.

I diversi tipi di proiezione ortogonale

Bene, abbiamo il nostro progetto in mente e vogliamo metterlo su carta per farcelo fare dal signor Pinko Pallo. Come facciamo?
La realtà è che prima dobbiamo metterci d’accordo con lui su quale chiave di lettura usare.
La prima differenza si trova nel tipo di proiezione: utilizziamo delle proiezioni centrali o parallele?

Fa vedere la differenza tra proiezioni centrali e proiezioni parallele — Proiezioni centrali a sinistra e paralelle a destra

Le proiezioni centrali

Le proiezioni centrali sono le viste prospettiche, ovvero quelle che farebbe una macchina fotografica che fa una foto da un singolo punto, o, ancora meglio, è quello che vediamo noi guardando il mondo.
Questo tipo di vista ci da il senso di tridimensionalità e il senso degli spazi
Bene, sembra una scelta ottima no? NO.
Il motivo nonostante sia letteralmente sotto gli occhi di tutti non è scontato, infatti questo tipo di proiezione distorce dimensioni e forme.

esempio di proiezioni centrale nell'arte per far vedere le falle della proiezione centrale — esempio di proiezioni centrali nell’arte

Guardiamo questo dipinto ad esempio, i palazzi sono più bassi delle colonne? No, e tantomeno le navi passerebbero nel colonnato.

Questo tipo di disegno si usa appunto per far capire la tridimensionalità di un oggetto, ma non ci fa comodo per mettere in risalto le dimensioni e il signor Pinko non ci capirebbe nulla.

Le proiezioni parallele

Andiamo a vedere allora la scelta corretta, ovvero le proiezioni parallele. Questo tipo di proiezioni sono molto più limitate dato che si vede solo una faccia di un oggetto alla volta, ma con più proiezioni parallele possiamo ottenere una descrizione faccia per faccia di un oggetto. Inoltre nelle proiezioni parallele ci sono anche le assonometrie, ovvero si, la vista è parallela, ma non perpendicolare ad una faccia. Ma è più facile vederlo che spiegarlo.

proiezioni parallele inclinate e perpendicolari — Proiezioni parallele perpendicolari a sinistra e inclinate a destra

Nel campo delle proiezioni ricadono quindi le assonometrie che possono essere usate nel disegno tecnico e danno quel senso di tridimensionalità generale. Inoltre come vedremo più avanti sono fondamentali per gli assemblati come questo qui sotto.

esempio di utilizzo di proiezioni parallele inclinate per un assieme

I metodi di proiezione ortogonale

Per poter capire le basi di proiezioni ortogonali bisogna partire da un piccolo lavoro di fantasia.
Prendiamo il nostro oggetto, lo bagnamo nell’inchiostro e lo chiudiamo in una scatola grande esattamente il giusto per chiudere l’oggetto.
Bene, questo metodo è il metodo Americano o metodo del terzo diedro.

visualizzazione del terzo diedro — Visualizzazione del terzo diedro

Ovvero disegno la faccia che appoggia sul foglio, o come lo descriveva il mio professore delle superiori il “copia faccia e ribalta”.

Visualizzare il terzo diedro come una scatola aperta — come aprire la scatola per la vista americana

Nonostante sembri intuitivo vi assicuro che non lo è per nulla almeno per la mia esperienza.

Vediamo ora il disegno Europeo o del primo diedro e cerchiamo di fare anche qui uno sforzo di immaginazione.
Prendiamo un pezzo, scegliamo una faccia di partenza e facciamo una foto. Lo giriamo su un altro lato e ne facciamo un’altra, e così via fino a completare tutti i lati. Si ricompongono le foto e il disegno è fatto.

Visualizzazione del primo diedro nel disegno tecnico — Visualizzazione del primo diedro

Questo è il metodo che usiamo qui ed è quello un pochino più intuitivo.

Come aprire la “scatola” del primo diedro

Per concludere vorrei far notare le due immagini delle due scatole che si aprono. Queste hanno in basso a destra un disegno di un cono.
Questo micro-disegno lo si trova anche nei disegni tecnici e ci dice esattamente con quale metodo sono state fatte le proiezioni.
Per questo articolo è tutto e adesso avete anche voi delle basi di proiezioni ortogonali.
Per gli aggiornamenti sulla serie vi basterà andare nella sezione nuovi articoli e cercare “Le basi del CAD”, oppure andare nella sezione dedicata al disegno cad.

Cos’è il disegno CAD

Pubblicato il Gennaio 29, 2023 da Giovanni

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l disegno CAD (Computer-Aided-Design) è un metodo di progettazione utilizzato per creare modelli tridimensionali di oggetti mediante l’uso di un computer. I sistemi CAD consentono agli utenti di creare, modificare e visualizzare progetti in modo efficiente e preciso.

I vantaggi dell’utilizzo di un CAD sono molteplici. Innanzitutto, essi consentono di creare progetti con maggiore precisione e accuratezza rispetto ai metodi tradizionali di disegno a mano. Inoltre, i sistemi di disegno CAD possono essere utilizzati per generare automaticamente le specifiche tecniche e le istruzioni per la produzione, il che rende il processo di produzione più efficiente. Ancora, a differenza del disegno tradizionale è possibile “girare intorno” al pezzo e valutarne, prima della effettiva realizzazione aspetto e forma.

Motore Stirling realizzato su inventor, un CAD disponibile gratis per studenti — simulazione statica di un pezzo

I CAD consentono di creare modelli tridimensionali dettagliati e precisi che possono essere utilizzati per la stampa 3D. Una volta creato un modello in un sistema CAD, è possibile esportarlo in un formato compatibile con la stampante 3D e stampare l’oggetto.

Inoltre, i sistemi CAD consentono di condividere i progetti con colleghi e collaboratori in modo semplice e veloce, in quanto i file possono essere salvati e inviati via email o tramite cloud. Inoltre, i sistemi CAD possono essere integrati con altri software come la simulazione, che permette di valutare e sistemare le tolleranze, se delle parti in movimento interferiscono tra loro ecc… , l’analisi e la gestione dei dati, il che rende possibile una maggiore collaborazione tra team di progettazione e di produzione.

Infine, i sistemi CAD consentono di creare progetti in modo più rapido e conveniente rispetto ai metodi tradizionali, poiché gli utenti possono modificare e riprodurre i progetti con facilità, il che significa meno tempo e meno costi per la creazione di prototipi e modelli.

In sintesi, l’utilizzo di un sistema CAD consente di creare progetti con maggiore precisione, accuratezza e rapidità, migliorando la collaborazione tra team e la produzione.

I software

I software più utilizzati in generale sono i seguenti, in particolare possiamo guardare casa Autodesk
– Inventor:
Software gratuito per gli studenti che mette a disposizione un software completo di CAD professionale con anche un insieme di plug-in riguardanti la parte CAM e altre funzioni di simulazione. Inoltre dispone di una enorme libreria di componenti acquistabili (viti, bullo ecc..) Permette inoltre di effettuare simulazioni e rendering sul movimento e sugli sforzi.

– Autocad 3D
Programma perfetto per chiunque debba realizzare dei disegni un 2D con la possibilità di fare qualche passo nel 3d
Permette di creare immagini vettoriali per CNC e Laser

Esercizio cad università albero autocad esempio — Immagine di una schemata Autocad

– Fusion 360
Come inventor e un software CAD che da accesso ad una vasta gamma di opzioni, però rispetto a quest’ultimo è più “minimal”, ovvero ha un po’ meno opzioni e molti meno plug-in
Ha un grandissimo vantaggio però, ovvero che è online base e permette di condividere tutto su un cloud che può essere pubblico o privato. Inoltre a differenza di altri programmi di casa AutoDesk, questo per gli amatori è GRATUITO
– 123D Design
Un sistema di disegno CAD super basic, ma molto efficiente. Progettato specialmente per i designer, ma utile anche a chi vuole iniziare. L’utilizzo è un pochino macchinoso dato le funzioni limitate. anche questo prodotto di Autodesk è gratuito, ma sceglierei sempre fusion 360.

Immagine della schermata principale di 123D design, un CAD — Ambiente di lavoro di 123D Design

Di altre case software sono degni di nota i seguenti, su cui purtroppo non ho esperienza e non saprei commentarli in maniera troppo approfondita, lascio a voi quindi l’esplorazione!!!

Blender:
Un programma ottimo per chi vuole creare “scolpendo” un pieno o modellandolo come se fosse plastilina digitale
Rino
Bhe, questo è un programma per l’industria, molto professionale.
SolidWorks
Grande concorrente di casa AutoDesk, programma molto valido, specialmente per la collaborazioni con Apple e con iPad. Una nota degna di merito è una e una sola: Il fantastico motore grafico del software; per quanto mi duole ammetterlo, molto migliore di inventor.
SketchUp
Programma per architetti (punto).
No dai, in realtà ha molti lati positivi, come la scelta dei materiali, la grafica non troppo barbina e a differenza di altri programmi estremamente intuitivo.

Ovviamente ne esistono a migliaia di CAD 2D e 3D, ma questi sono quelli che conosco meglio.
Anche per oggi abbiamo finito, rimanete aggiornati sui nuovi articoli!!!
In più è iniziata la serie di articoli per imparare a disegnare e leggere i disegni. Il primo articolo lo trovi qui.

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