Che cosa è GD&T?

La quotatura e tolleranza geometrica (GD&T) è un linguaggio simbolico utilizzato nei disegni tecnici per controllare la forma, le dimensioni, l'orientamento e la posizione degli elementi.
Comprendere come applicare i simboli GD&T nei disegni tecnici garantisce il corretto adattamento, la funzionalità e l'intercambiabilità dei componenti durante le fasi di produzione e assemblaggio.

Dati in GD&T

Un dato è un riferimento teorico (piano, linea o punto) utilizzato per la misurazione.

Simboli di riferimento comuni:

A, B, C (primario, secondario, terziario)

Applicazione:

• Datum A → superficie di base
• Datum B → faccia laterale
• Datum C → foro o bordo

Tipo di simboli GD&T

Controlli del modulo

I controlli di forma vengono utilizzati per controllare la forma di un elemento, indipendentemente dalle sue dimensioni, posizione o orientamento.
A differenza di altri controlli GD&T, non richiedono un riferimento di datum.
Questi controlli si concentrano esclusivamente sulla geometria dei singoli elementi.

In GD&T, i controlli dei moduli sono classificati in quattro tipi:

Rettilineità:

La rettilineità specifica che un elemento lineare di una caratteristica, o l'asse di una caratteristica dimensionale, deve trovarsi all'interno di una zona di tolleranza rettilinea definita da due linee parallele (o da una zona cilindrica per un asse).

• Controlla solo la forma, non l'orientamento o la posizione.

La zona di tolleranza è:

Due linee parallele (per elementi di superficie)

Un cilindro (per un asse o una linea centrale)

Due tipi di rettilineità:

• Rettilineità della superficie:

Controlla la rettilineità dei singoli elementi lineari su una superficie.

Zona di tolleranza: due linee parallele.

• Rettilineità dell'asse:

Controlla la rettilineità dell'asse derivato di un albero o di un foro.

Zona di tolleranza: cilindrica

Planarità:

La planarità è una tolleranza di forma che controlla di quanto una superficie può deviare da un piano perfettamente piano.

• La planarità è un controllo di forma.
• Non è consentito alcun riferimento di dato.
• Controlla solo la forma della superficie, non l'orientamento o la posizione.

La zona di tolleranza è costituita da due piani paralleli .

Ad esempio, quando una superficie ha una tolleranza di planarità di 0,05 mm, l'intera superficie deve trovarsi tra due piani paralleli distanziati di 0,05 mm.

Circolarità:

La circolarità specifica che ogni sezione trasversale circolare di una caratteristica deve trovarsi all'interno di una zona di tolleranza definita da due cerchi concentrici, separati dal valore di tolleranza.

• La circolarità è un controllo di forma.
• Non è richiesto alcun riferimento di dato.
• Controlla solo la forma, non le dimensioni, l'orientamento o la posizione.

La tolleranza si applica a ogni elemento circolare lungo la feature.

Ad esempio: se un albero ha una tolleranza di circolarità di 0,01 mm, ogni sezione trasversale circolare dell'albero deve rientrare tra due cerchi concentrici distanti 0,01 mm.

Cilindricità:

La cilindricità specifica che l'intera superficie di un cilindro deve trovarsi all'interno di una zona di tolleranza definita da due cilindri concentrici, separati dal valore di tolleranza.

• La cilindricità è un controllo di forma.
• Non è consentito alcun riferimento di dato.
• Controlla simultaneamente rotondità, rettilineità e conicità.

La tolleranza si applica all'intera superficie cilindrica, non alle singole sezioni trasversali.

Ad esempio: se un albero ha una tolleranza di cilindricità di 0,02 mm, l'intera superficie cilindrica deve adattarsi tra due cilindri concentrici distanti 0,02 mm.

Applicazioni:

• Garantire superfici di tenuta piane
• Mantenere gli alberi dritti
• Controllo di fori rotondi e perni
• Mantenimento del corretto adattamento delle parti rotanti.

Controlli di orientamento

I controlli di orientamento definiscono la relazione angolare, come l'inclinazione o la direzione, di una caratteristica rispetto a un riferimento di riferimento.
I controlli di orientamento allineano correttamente le caratteristiche per supportare il corretto funzionamento e l'assemblaggio.
I progettisti devono sempre specificare un riferimento di riferimento quando applicano i controlli di orientamento.

In GD&T, i controlli di orientamento sono classificati in tre tipi:

Angolosità :

L'angolarità specifica che una superficie, un asse o un piano centrale deve essere orientato a un angolo specificato (diverso da 0° o 90°) rispetto a un riferimento di riferimento, entro una zona di tolleranza definita.

Angolarità della superficie: due piani paralleli con un angolo specificato.

Angolarità dell'asse: zona di tolleranza cilindrica all'angolo specificato.

Ad esempio: se una superficie ha una tolleranza angolare di 0,05 mm a 30° rispetto al riferimento A, la superficie deve trovarsi tra due piani paralleli distanti 0,05 mm, orientati a 30° rispetto al riferimento A.

Perpendicolarità:

La perpendicolarità specifica che una superficie, un asse o un piano centrale devono essere orientati a 90° rispetto a un riferimento di riferimento, entro una zona di tolleranza specificata.

Perpendicolarità della superficie: due piani paralleli perpendicolari al dato.

Perpendicolarità dell'asse: zona di tolleranza cilindrica perpendicolare al riferimento.

Ad esempio: se un foro ha una tolleranza di perpendicolarità di 0,02 mm rispetto al riferimento A, l'asse del foro deve trovarsi all'interno di una zona cilindrica di 0,02 mm di diametro perpendicolare al riferimento A.

Parallelismo:

Il parallelismo specifica che una superficie, un asse o un piano centrale devono essere orientati parallelamente a un riferimento di riferimento, entro una zona di tolleranza specificata.

Parallelismo di superficie: due piani paralleli al dato.

Parallelismo degli assi: zona di tolleranza cilindrica parallela al riferimento.

Ad esempio: se una superficie ha una tolleranza di parallelismo di 0,03 mm rispetto al riferimento A, la superficie deve trovarsi tra due piani paralleli distanti 0,03 mm, orientati parallelamente al riferimento A.

Applicazioni:

• Fori perpendicolari
• Superfici di scorrimento parallele
• Superfici di montaggio angolate
• Componenti lavorati

Controlli della posizione:

Controlli di posizione utilizzati per controllare la posizione esatta di una feature rispetto a uno o più riferimenti di riferimento.

• Dato richiesto.

Posizione:

La posizione definisce la variazione ammissibile per l'asse, il punto centrale o il piano centrale di un elemento dimensionale.
La zona di tolleranza viene localizzata e orientata utilizzando riferimenti di riferimento relativi alla posizione reale dell'elemento.
Questo controllo garantisce un posizionamento accurato degli elementi per un corretto assemblaggio e funzionamento.

Nel sistema GD&T, la posizione è classificata come controllo di ubicazione.

• Sono richiesti riferimenti di dato.
• Controlla la posizione e l'orientamento, ma non le dimensioni.
• È la tolleranza GD&T più ampiamente utilizzata.

Può essere applicato con condizioni di materiali MMC, LMC o RFS.

Ad esempio: se un foro ha una tolleranza di posizione di ⌀0,10 mm rispetto ai riferimenti A, B e C, l'asse del foro deve trovarsi all'interno di una zona di tolleranza cilindrica di 0,10 mm di diametro situata dalla posizione effettiva definita da tali riferimenti.

Applicazioni:

• Schemi dei fori dei bulloni.
• Allineamento dell'albero e del mozzo.
• Adattabilità e intercambiabilità del montaggio.
• Parti meccaniche di precisione.

 Controlli del profilo

I controlli di profilo definiscono la variazione ammissibile di una linea o di una superficie rispetto al suo profilo geometrico reale.
A seconda dei requisiti di progettazione, i riferimenti di riferimento possono essere utilizzati o meno.
Questi controlli sono comunemente applicati a forme complesse in cui forma e posizione devono essere controllate insieme.

Profilo di una superficie:

Questo controllo richiede che tutti i punti di una superficie ricadano all'interno di una zona di tolleranza.
La zona è delimitata da due superfici di offset disposte in modo uniforme rispetto al profilo reale.
Il profilo reale stesso è definito direttamente dal disegno.

• Controlla simultaneamente le dimensioni, la forma, l'orientamento e la posizione di una superficie.
• Può essere applicato a superfici piane, curve o complesse.

Ad esempio: se una superficie curva ha un profilo con tolleranza superficiale di 0,5 mm rispetto ai riferimenti A e B, l'intera superficie effettiva deve trovarsi entro ±0,25 mm dal profilo reale, orientato e posizionato rispetto a tali riferimenti.

Profilo di una linea:

Il profilo di una linea specifica che ogni elemento di linea di una superficie, preso in una direzione specificata, deve trovarsi all'interno di una zona di tolleranza delimitata da due linee parallele, disposte equamente rispetto al profilo reale.

• Si applica alle singole sezioni trasversali 2D, non all'intera superficie.
• Utilizzato per curve, angoli e forme irregolari

Per esempio:

Quando un progettista applica una tolleranza di linea di 0,2 mm al profilo di una camma, ogni sezione trasversale specificata della camma deve trovarsi entro ±0,1 mm dal profilo reale.

Applicazioni:

• Pale della turbina
• Parti stampate in plastica
• Superfici aerodinamiche

Controlli di runout

I controlli di eccentricità definiscono la variazione consentita di una superficie quando ruotata attorno a un asse di riferimento specificato.

• Controllare la variazione durante la rotazione.
• Dato richiesto.

Scorrimento circolare:

L'eccentricità circolare richiede che ogni sezione trasversale circolare di una caratteristica rotante rimanga all'interno della zona di tolleranza specificata mentre la parte ruota di 360° attorno all'asse di riferimento.

• Gli ispettori misurano la scentratura circolare utilizzando un comparatore a quadrante mentre ruotano il pezzo.
• Questo controllo si applica ai singoli elementi circolari anziché all'intera superficie.

Ad esempio: se un albero ha una tolleranza di eccentricità circolare di 0,03 mm rispetto al riferimento A, allora in qualsiasi sezione trasversale data, la lettura totale dell'indicatore (TIR) ​​non deve superare 0,03 mm durante una rotazione completa.

Esaurimento totale:

L'eccentricità totale specifica che l'intera superficie di una caratteristica rotante deve rimanere entro una zona di tolleranza mentre la parte ruota di 360° attorno all'asse di riferimento.

• Controlla l'intera superficie, non singole sezioni trasversali.
• Misurato facendo scorrere un indicatore a quadrante lungo l'intera lunghezza dell'elemento durante la rotazione.

Ad esempio, se un albero ha una tolleranza di eccentricità totale di 0,04 mm rispetto al riferimento A, la variazione massima dell'indicatore sull'intera lunghezza e durante una rotazione completa non deve superare 0,04 mm.

Applicazioni:

• Alberi rotanti
• Dischi freno
• Componenti del motore

Punti chiave

Quando gli ingegneri applicano la GD&T con attenzione, ciò aiuta tutti, dalla progettazione alla produzione e al collaudo, a comprendere il progetto allo stesso modo. Saper applicare i simboli GD&T nei disegni tecnici riduce la confusione, evita rilavorazioni inutili e favorisce una collaborazione più fluida tra i team. In definitiva, la GD&T non riguarda solo i simboli su un disegno; si tratta di garantire che il componente funzioni come previsto nel mondo reale.

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Mahesh Singh

Ingegnere progettista presso Zeeta Electricals

Mahesh è un ingegnere progettista meccanico con una laurea triennale in Ingegneria Meccanica e attualmente lavora presso Zeeta Electricals. È un appassionato di design con un forte interesse per l'ingegneria meccanica e la progettazione di prodotti. Fortemente motivato a sviluppare costantemente le sue competenze, è appassionato della creazione di soluzioni ingegneristiche efficienti e pratiche. Le sue competenze tecniche includono CATIA V5, SOLIDWORKS, AutoCAD, Creo e progettazione di lamiere, ed è sempre desideroso di crescere professionalmente, contribuendo al contempo a creare valore per la sua organizzazione.

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