Figura 1. Dimensionamento geometrico e Tolerancing: 2D versus 3D.
I concetti di dimensionamento geometrico e Tolerancing sono spesso difficili da comprendere all’inizio; i principianti possono avere difficoltà a comprendere i principi di base. Uno dei motivi di questa difficoltà è il problema di visualizzazione dei concetti 3D nella documentazione 2D.
L’obiettivo di questo post del blog è quello di analizzare l’effetto del concetto MMC (Maximum Material Condition) su un perno (albero) in un contesto 3D con un semplice esempio (Figura 1). Il nostro esempio replica il caso nella Figura 2.15 nello standard ASME Y14.5-2009 (pagina 33) in un contesto 3D con tolleranze (ed errori) molto più grandi per visualizzare meglio i concetti.
Massima condizione materiale (MMC) e meno condizione materiale (LMC): Definizioni semplici
MMC è la condizione di una caratteristica che contiene la quantità massima di materiale, cioè il foro più piccolo o il perno più grande, entro i limiti di dimensione dichiarati. LMC è la condizione in cui c’è la minor quantità di materiale, il foro più grande o il perno più piccolo, entro i limiti di dimensione dichiarati.
Figura 2. Concetti MMC e LMC per un pin
Nel nostro esempio nella figura animata 2, possiamo osservare che il MMC del pin è 25 mm, mentre il LMC è 15 mm.
Perché usare il concetto MMC?
MMC definisce la condizione peggiore di un pezzo che garantirà ancora, perché è ancora entro le tolleranze prescritte, l’assemblaggio tra pin(s) e foro(s). Quando un foro è al suo più piccolo (MMC) e un perno è alla sua condizione più grande (anche MMC), possiamo essere sicuri che saremo ancora in grado di assemblare quella parte. Pertanto, MMC è ampiamente utilizzato nei casi in cui gli attacchi di gioco sono comuni.
Concetto di tolleranza bonus
Figura 3. Tolleranza bonus spiegato: Quando la dimensione del pin parte da MMC verso LMC, viene aggiunta una tolleranza bonus pari all’importo di tale partenza. La tolleranza bonus è uguale alla differenza tra la dimensione effettiva della funzione e la MMC della funzione. In questo caso, Tolleranza bonus = MMC-LMC=25-15=10.
La distanza per il montaggio aumenta se le dimensioni effettive delle caratteristiche di accoppiamento sono inferiori alla loro MMC. Se il perno è finito a meno del suo MMC e più vicino ai suoi limiti LMC, il gioco ottenuto può essere utilizzato come tolleranza bonus per forma o posizione. Nel nostro esempio (Figura 3):
Esempio 1: Il diametro del perno in Condizione di Massimo Materiale
- il diametro del Perno a MMC= 25
- Bonus Tolleranza = 0
- tolleranza di Posizione a MMC = 5
Il concetto di MMC e bonus di tolleranza diventa molto più chiaro se visualizzare in 3D.
In questo primo video, il centro dell’asse del cilindro che rappresenta il perno di MMC sposta intorno alla posizione della zona di tolleranza, che è definito come un cilindro con un diametro di 5mm.
Esempio 2: Perno di diametro Almeno di Condizione del Materiale
- il diametro del Perno a LMC= 15
- Bonus Tolleranza = diametro del Perno alla MMC – diametro del Perno a LMC = 25 – 15 = 10
- tolleranza di Posizione a LMC = 5 (con Tolleranza MMC) + 10 (Bonus di Tolleranza) = 15
vediamo che, quando ha raggiunto la LMC, il pin può avere una posizione più alta, in zona di tolleranza.
Nel secondo video, l’asse centrale del cilindro che rappresenta il perno in LMC si sposta attorno alla zona di tolleranza di posizione, definita come un cilindro con un diametro di 15 mm. Prendi nota che questa volta la zona di tolleranza consentita è molto più grande a LMC, dal momento che abbiamo una grande tolleranza bonus.
Esempio 3: Diametro del perno da qualche parte nel mezzo
Cosa succederebbe se il perno avesse un diametro da qualche parte tra LMC e MMC?
- il diametro del Perno = 20
- Bonus Tolleranza = diametro del Perno alla MMC – diametro del Perno = 25 – 20 = 5
- tolleranza di Posizione = 5 (con Tolleranza MMC) + 5 (Bonus di Tolleranza) = 10
Nel terzo video, il centro dell’asse del cilindro che rappresenta il perno di un arbitrario dimensione sposta intorno alla posizione della zona di tolleranza, che è definito come un cilindro con un diametro di 10mm. (Nel nostro esempio, il diametro del perno è Nominale, tuttavia questo non deve necessariamente essere il caso.)