Le basi del CAD: Le quote e le misure

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

Come sono fatte le quote
Le componenti della quota
  • 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
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.

Esempio di ciclo di lavorazione

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.

le Quote di grandezza e posizione

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 sezioni e i tagli

Ora che abbiamo la capacità e la conoscenza delle viste e delle linee, vediamo le sezioni e i tagli.
Queste sono un tipo particolare di proiezioni che ci permettono di vedere all’interno di un pezzo.
L’idea è quella di tagliare la componente per poter vedere alcuni dettagli che nella realtà non si potrebbero mai vedere.
Le viste generate con questa procedura devono comunque rispettare le regole delle proiezioni
Questo permette di rispettare la regola d’oro del disegno, ovvero quella di fare un disegno UNIVOCO e facile da leggere.

Esempio di un oggetto sezionato
Esempio di oggetto tagliato

La necessità delle sezioni e i tagli

Come detto nell’introduzione le sezioni semplificano la visualizzazione di un pezzo, ma quali sono i casi in cui bisogna inserire delle sezioni?
In tutti i casi in cui c’è una geometria all’interno del pezzo che non è chiara.
Vediamo ad esempio l’immagine sopra. Senza la sezione non ci sarebbe modo di distinguere se il foro sia passante o meno. Oppure non potremmo sapere che sullo spallamento del foro centrale ci sia un raccordo di raggio 3.
Questo è il motivo per cui andiamo a fare questi “tagli” nella materia. Ricordiamoci però che è solo un taglio teorico, mettendo una sezione in un disegno non andiamo a chiedere alla fabbrica di tagliare il pezzo!!

I vari tipi di sezione

Secondo normativa ci sono molti tipi di sezione possibili:

  • Vista in sezione
  • Vista in semisezione
  • Vista in sezione su piani diversi (sfalsati)
  • Sezioni parziali o a strappo
  • Sezioni in vicinanza
  • Sezioni ribaltate in loco

A seconda delle singole necessità del disegno quindi si hanno più opzioni.

Anatomia della sezione o del taglio

Per poter leggere un disegno bisogna saper individuare quali sono le sezioni e come leggerle, quindi partiamo da come sono fatte le sezioni e i tagli.

Visualizzazione del piano di taglio o sezione
Piano di sezione

Piano di sezione: Il piano di sezione è il piano immaginario che “taglia” l’oggetto in 2 parti
Sezione: è l’area “trapassata dalla lama” durante il taglio, o in termini tecnici “tutto ciò che giace sul piano di sezione”. La sezione è evidenziata dalla “campitura”, ovvero quel tratteggio a obliquo.
Taglio: Il taglio è la sezione sommata alle “linee di fondo”, ovvero tutte le linee che si vedono dopo il taglio dell’oggetto.

anatomia di un taglio
Anatomia di un taglio

Nei disegni la maggior parte delle volte vedremo il taglio, ovvero la sezione + le linee di fondo.
L’eccezione che conferma la regola per eccellenza sono le sezioni ribaltate in loco tipiche dei disegni di albero (in meccanica albero=elemento che trasmette moto rotatorio).

Albero con sezioni ribaltate in loco
Esempio di sezione senza taglio

Le tipologie di taglio

Vediamo ora una ad una le varie tipologie di taglio o sezione e qualche esempio di applicazione

Vista in sezione

Esempio di vista in sezione
Esempio di vista in sezione

La vista in sezione, come dice il nome, è un’intera proiezione dedicata alla sezione e si prende la sezione dell’intero pezzo.
Il punto di taglio viene indicato da una linea tratto punto (qui sostituita da una linea continua viola) con le estremità più spesse.
Alle stesse estremità viene riportato il nome della sezione seguito da una freccia che indica quale lato del taglio stiamo rappresentando.
Questo tipo di sezione si utilizza principalmente per pezzi non troppo complessi e con magari un singolo elemento caratteristico da evidenziare (vedi esempio qui sopra).

Viste in semisezione

Semisezioni di oggetti simmetrici
Semisezioni di oggetti simmetrici

Questa particolare rappresentazione è estremamente utile nel caso di oggetti simmetrici. Come vediamo dall’esempio la rappresentazione in semisezione ci permette di rappresentare nello spazio di un singolo disegno, sia la parte interna che la parte esterna. Mi raccomando però: e valido SOLO per oggetti SIMMETRICI e solo lungo l’asse di simmetria dell’oggetto.

Sezione su piani sfalsati

Sezioni a piani sfalsati
Sezione a piani sfalsati

Molto interessante questo tipo di vista perché permette di mettere i evidenza 2 diversi particolari facenti parti dello stesso pezzo che però non sono allineati. Vediamo infatti 2 esempi (sopra a piani paralleli e sotto a piani posti ad un certo angolo tra loro)

Esempio di sezione a piani sfalsati su un angolo
Esempio di sezione a piani sfalsati su un angolo

Sezioni parziali o a strappo

Esempio di sezione parziali o a strappo
Esempio di sezioni a strappo

Questo caso permette di risparmiare lo spazio di un intera vista e di ottenere le informazioni necessarie riguardo un dettaglio in un solo disegno nonostante questo in una vista normale risulti nascosto. Vediamo ad esempio il secondo disegno: possiamo chiaramente vedere che si tratta di una sorta di tappo su cui fondo è stato fatto un foro cieco e sulla testa una svasatura. Tutto questo sarebbe stato sicuramente visibile o facendo 3 viste (2 per i lati e la principale) o facendo una vista e una sezione. Questo metodo ci ha permesso di risparmiare dello spazio e sicuramente anche del tempo. Inoltre la lettura è immediata e semplice.

Sezioni in vicinanza

Sezione in vicinanza
Esempio di sezione posta in vicinanza

Questo tipo di sezione serve ad evidenziare la sezione di un elemento lungo o a evidenziare un singolo dettaglio su un elemento. Può essere utile per par capire come è fatta una determinata struttura (piena, vuota, aperta, chiusa ecc. ). Questa applicazione è molto utilizzata per gli alberi e permette di vedere i dettagli sulla sezione degli alberi e di visualizzare e avere dati su eventuali scanalature o sedi per chiavette.

Esempio di albero con sezioni nelle vicinanze
Albero con sezioni nelle vicinanze

Sezioni ribaltate in loco

Esempio di sezione ribaltata in loco
Esempio di sezione ribaltata in loco

Questa tipologia di sezione è l’alternativa alla precedente. Anche se poco usata rende molto chiaro com’è fatta la sezione di un determinato elemento. Bisogna fare molta attenzione ad utilizzare questa metodologia perchè tende a rendere il disegno più confusionario.


Anche per oggi è finito l’articolo e abbiamo visto tutte le potenzialità di usare le sezioni e i tagli in un disegno tecnico. Per vedere altri articoli sul CAD clicca qui. Per le novità invece qui.

Cos’è il disegno CAD

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.

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.

Ambiente di lavoro inventor


– 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.