L'importanza delle tolleranze | Officina

Le tolleranze

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O magari meno 0,05 mm. Se misuriamo un pezzo identico, lavorato con le stesse macchine utensili, troveremo che il diametro potrà essere di 30,02 mm o di 29,98 mm. Insomma rispetto al valore ideale (cioè nominale) si ha un certo scostamento. E realizzare due pezzi esattamente uguali non è possibile. Magari se si misurano con un’accuratezza dell’ordine del centesimo di millimetro sembrano identici ma spingendo la precisione di misura al millesimo oppure al di sotto del micron, la situazione cambia. I pezzi prodotti possono essere usati se il loro diametro reale (ma questo vale per qualunque altra misura, ovvero lunghezza, larghezza, spessore…) non si discosta da quello nominale più di un certo valore, previsto in fase di progetto. Ovvero se rientra all’interno di un dato campo di tolleranza. Per esempio, più o meno 0,01 mm rispetto alla quota nominale. Per avere un’idea dell’importanza di ciò, è sufficiente pensare che il gioco diametrale delle bronzine, cioè lo spazio esistente tra di esse e i perni dell’albero a gomito, al montaggio è generalmente dell’ordine di qualche centesimo di millimetro soltanto. Nei cuscinetti a rotolamento il gioco è spesso inferiore e talvolta non vi è affatto! Alcuni di essi in effetti vengono montati con una lieve interferenza. Dunque le tolleranze non sono altro che gli scostamenti rispetto ai valori di riferimento (nominali). E non riguardano soltanto le dimensioni ma anche la geometria dei componenti e persino la loro disposizione (per la serie: è al posto giusto? È alla distanza giusta da…? Ha la corretta inclinazione?). Per fare un esempio, prendiamo un organo dal disegno complessivo piuttosto semplice, come il cilindro di un monocilindrico quattro tempi con canna integrale.

Partiamo proprio da quest’ultima: qual è il massimo scostamento ammesso dalla perfetta cilindricità? Ovvero quali tolleranze vengono specificate per la conicità, l’ovalizzazione e altri scostamenti dalla forma geometrica di riferimento? Ci sono poi le tolleranze che riguardano la planarità delle superfici superiore e inferiore (cioè quelle di appoggio al basamento e di contatto con la testa), la distanza tra esse (cioè l’altezza del cilindro) e la loro perpendicolarità rispetto all’asse della canna. Assieme alle quote e alle tolleranze, nei disegni costruttivi viene inoltre specificata (oltre al materiale e al trattamento termico o termochimico al quale deve essere sottoposto il cilindro) la finitura superficiale che deve avere la canna. Per fare un altro esempio, si consideri un albero a gomiti monolitico per un motore policilindrico: qui non si deve pensare soltanto ai perni, ovvero al loro diametro e alla loro geometria (oltre alla geometria superficiale) con le relative tolleranze, indicate in maniera analoga a quanto visto per il cilindro. Occorre anche considerare altre importantissime tolleranze geometriche, ovvero la coassialità dei perni di banco e la distanza e il parallelismo tra questi ultimi e i perni di biella, dei quali va curato con grande precisione anche il posizionamento angolare.

Grazie al computer il progetto oggi viene tracciato in tre dimensioni, ma poi per poter produrre i vari componenti si devono sempre fare comunque i disegni quotati in due dimensioni (ovvero su un foglio), come quando si usava il tecnigrafo. E per ogni quota deve essere indicata la tolleranza che occorre rispettare. In altre parole, il massimo scostamento consentito dal valore nominale. Se esso viene superato, il pezzo deve essere scartato. Negli accoppiamenti con gioco o interferenza si deve tenere conto delle tolleranze di entrambi i componenti. Così per esempio se il pistone viene lavorato con una tolleranza sul diametro di 0,01 mm (massimo scostamento totale rispetto al valore di riferimento) e lo stesso vale per la canna del cilindro, il gioco tra i pezzi accoppiati potrà variare di 0,02 mm.

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