La produzione industriale è affetta da variabilità naturale delle parti e, di conseguenza, anche degli assiemi. Per garantire l’intercambiabilità tra le parti fin dall’inizio della Rivoluzione Industriale sono stati assegnati intervalli di tolleranza da controllare in fase di collaudo.
La lezione mostra come il concetto di progettazione delle tolleranze sia evoluto nel concetto di Progettazione Robusta nell’ottica di approccio nota come Ingegneria della Qualità. Inoltre mostra come a partire dai requisiti funzionali possano essere definite le caratteristiche chiave dell’assieme, Key Characteristics-KCs, cui assegnare le tolleranze.
I requisiti funzionali richiedono attenzione poiché essi sono critici per le prestazioni, la sicurezza, o le regolazioni ed essi possono non essere raggiunti a causa della variabilità.
Le tolleranze assicurano l'intercambiabilità nella produzione industriale ed il rispetto di condizioni funzionali imposte dai progettisti che possono non essere ottenute a causa della variabilità delle parti.
L'intervallo di tolleranza definisce due livelli di qualità per la parte: accettabile e non accettabile.
Funzione perdita, giudizi di qualità dell'utente e definizione del livello accettabile minimo della prestazione.
Funzione perdita per una dimensione "critica" (in alto) e una dimensione "robusta" (in basso) per la soddisfazione dell'utente e limiti di tolleranza.
Ciclo di Shewart e ciclo di Deming (PDCA) come filosofia di approccio alla definizione, applicazione, verifica e modifica delle tolleranze.
Schema logico della fasi della progettazione robusta con particolare riferimento alla progettazione delle tolleranze.
La progettazione robusta richiede la definizione esplicita dei fattori di progetto, di disturbo e della prestazione o risposta del sistema.
La relazione φ può essere:
In relazione al grado di conoscenza che l’ingegnere ha della funzione di trasferimento è possibile ottenere le 3 seguenti situazioni:
Problema diretto: valutazione della differente sensibilità della prestazione finale alle variazioni prefissate dei parametri intorno al valore nominale.
Problema inverso: valutazione dell'ampiezza della tolleranza dei parametri intorno al valore nominale per ottenere un'ampiezza prefissata (Ty) della prestazione finale.
La stessa prestazione obiettivo si ottiene con diverse combinazioni di parametri di progetto relative a tre architetture di prodotto.
Ipotesi: parità di costo. Tre valori diversi dei fattori di progetto realizzano il valore ideale della risposta.
Casi limite: prestazione minima e massima ottenibili a causa delle variazioni dei parametri di progetto.
Sensibilità della prestazione alla variazione dei parametri di progetto (il quadrato è più robusto).
1. Il disegno tecnico industriale: obiettivi didattici e contenuti del corso
2. La comunicazione tecnica dopo la rivoluzione francese
3. Caratteristiche geometriche di prodotti industriali
5. Introduzione alla progettazione delle tolleranze: dall'intercambiabilità alla qualità
6. Tolleranze dimensionali: dalle condizioni funzionali agli accoppiamenti raccomandati
7. Tolleranze dimensionali: un semplice caso studio
8. Rugosità
9. Tutela della proprietà intellettuale: studio di brevetti
10. Disegno di prodotti industriali: dall'idea al disegno
A. Lanzotti, “Progettazione Robusta di un elicottero di carta”, Atti del IX Convegno Nazionale ADM, Caserta, 1995, pp. 631-641.
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A. Lanzotti, S. Patalano, J. Serrano Mira, Cadenas de cotas y reparto de tolerancias, Capitulo II, Acotación Funcional, Ed. INGEGRAF, Bilbao, isbn: 84-95809-03-6, dep. Leg. BI-1169-01, 21-37, 2001.
A. Lanzotti, G. Monacelli, V. Petrella, A. Salerno, Validazione sperimentale di modelli virtuali per la gestione delle tolleranze di sottosistemi complessi dell'autoveicolo, Capitulo XI, Acotación Funcional, Ed. INGEGRAF, Bilbao, isbn: 84-95809-03-6, dep. Leg. BI-1169-01, 225-236, 2001.
A. Lanzotti, S. Patalano, G. Podda, Quotatura funzionale e quotatura secondo ASME: scelta dello schema di quotatura, Capitulo XII, Acotación Funcional, Ed. INGEGRAF, Bilbao, isbn: 84-95809-03-6, dep. Leg. BI-1169-01, 237-253, 2001.
Caputo F., Lanzotti A., Serrano J., A New Feature Based Approach To Functional Dimensioning And Optimum Tolerancing, FEATS 2001, ISBN 1-4020-7327-5, Valenciennes, Francia.
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P. Erto, Probabilità e Statistica per le Scienze e l'Ingegneria (III ed), Mc Graw Hill, 2008, Italia.
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2. La comunicazione tecnica dopo la rivoluzione francese
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5. Introduzione alla progettazione delle tolleranze: dall'intercambiabilità alla qualità
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9. Tutela della proprietà intellettuale: studio di brevetti
10. Disegno di prodotti industriali: dall'idea al disegno
11. Disegno di prodotti industriali: caso studio
12. Elementi di progettazione concettuale per la qualità
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