Esercizio - critica di due strategie di modellazione e messa in tavola in scala

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a) Critica

Strategia 1 (robusta).

• Il disco è centrato sull'origine: tutti i riferimenti sono l'origine e i piani, che non cambiano mai.
• I quattro fori sono una matrice: per cambiare diametro o numero basta modificare una feature.
• Lo smusso è ultimo: non influenza nessuna feature precedente e si può sopprimere.
• Gli schizzi sono definiti da relazioni (centro sulla circonferenza) e poche quote.

Strategia 2 (fragile).

• Il disco non è centrato sull'origine: gli accoppiamenti nell'assieme e le viste del disegno non hanno un riferimento naturale; per un pezzo di rivoluzione è un errore.
• Lo smusso è inserito presto e i fori sono quotati dai suoi spigoli: cambiando o togliendo lo smusso (o il suo valore) i fori si spostano o le quote perdono il riferimento (errore di riferimento in rosso).
• I quattro fori sono disegnati uno per uno: sono quattro quotature da tenere coerenti; cambiare il diametro della circonferenza di foratura richiede di modificare quattro schizzi.
• Il foro centrale è quotato da uno spigolo invece che concentrico con l'origine: se cambia il diametro esterno il foro si sposta rispetto al disco e non è più concentrico.

Conclusione: la strategia 1 esprime l'intento progettuale (concentricità, simmetria circolare) e resta valida se cambiano le dimensioni.

b) DOF dello schizzo del foro $\varnothing 9$

Entità dello schizzo: circonferenza di costruzione $\varnothing 90$ ($3$ DOF), linea di costruzione dall'origine al centro del foro ($4$ DOF), foro $\varnothing 9$ ($3$ DOF): $10$ DOF totali. Si tolgono:

• circonferenza di costruzione concentrica con l'origine: $-2$;
• inizio della linea sull'origine: $-2$;
• fine della linea sul centro del foro: $-2$;
• centro del foro sulla circonferenza di costruzione: $-1$;
• quote: diametro $90$, diametro $9$, angolo $45^\circ$ della linea: $-3$. Totale tolto: $2 + 2 + 2 + 1 + 3 = 10$. $0$ DOF: schizzo completamente definito (nero).

c) Volume e massa

$$V = \frac{\pi}{4}\left(120^2 - 40^2 - 4\cdot 9^2\right)\cdot12 = \frac{\pi}{4}\cdot 12\,476\cdot12 = 117\,584\ \text{mm}^3$$ Lo smusso $1\times45^\circ$ toglie un anello di sezione $\tfrac12\cdot1\cdot1 = 0{,}5\ \text{mm}^2$ a raggio medio circa $59{,}8$ mm: $\Delta V = 2\pi\cdot 59{,}8\cdot0{,}5 = 188\ \text{mm}^3$, quindi $V = 117\,584 - 188 = 117\,396\ \text{mm}^3$. $$m = 117\,396\cdot 7{,}85\cdot10^{-6} = 0{,}9216\ \text{kg} \approx 922\ \text{g}$$ (senza lo smusso $923$ g). Un valore del CAD tra $921$ e $923$ g conferma il modello.

d) Scala

Larghezza occupata a scala $1:1$: vista frontale $120$ mm + distanza $40$ mm + sezione laterale $12$ mm $= 172$ mm $\le 250$ mm; altezza $120$ mm $\le 150$ mm ✓. A scala $2:1$ (raddoppio): larghezza $240 + 80 + 24 = 344$ mm $> 250$ ✗, altezza $240 > 150$ ✗. Non esiste una scala normalizzata tra $1:1$ e $2:1$ (la serie è $\dots 1:2$, $1:1$, $2:1$, $5:1\dots$): la scala massima è $1:1$.

e) Annotazioni

• Quota del diametro esterno $\varnothing 120$, spessore $12$, diametro $\varnothing 40$ H7 (con tolleranza $+25/0\ \mu\text{m}$ se si vogliono i valori, ricordando che per diametri da 30 a 50 mm IT7 $= 25\ \mu\text{m}$), quote dei fori "$4\times\varnothing 9$ passanti" e della circonferenza di foratura $\varnothing 90$.
• Tolleranza geometrica di posizione dei quattro fori, per esempio $\varnothing 0{,}2$ rispetto al foro centrale come riferimento, e planarità o perpendicolarità della faccia di appoggio (per esempio $0{,}05$ mm).
• Rugosità: $R_a\ 1{,}6$ sul foro H7 e $R_a\ 3{,}2$ sulle facce di appoggio; $R_a\ 12{,}5$ generale tra parentesi.
• Segno di centro sui fori, linee d'asse, simbolo di sezione, nota dello smusso "$1\times45^\circ$" e del materiale; il cartiglio con scala $1:1$, unità mm, metodo di proiezione.
• Tolleranze generali: ISO 2768-m nel cartiglio.

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Risultati

• Strategia 1 robusta, strategia 2 fragile: origine, smusso presto, fori uno per uno e foro centrale non concentrico.
• Schizzo del foro: $10$ DOF, $7$ relazioni + $3$ quote = $0$ DOF.
• $V = 117\,396\ \text{mm}^3$ con lo smusso; $m \approx \mathbf{922\ g}$ (923 g senza smusso).
• Scala massima $1:1$.

Errori comuni

• Non centrare un pezzo di rivoluzione sull'origine.
• Inserire lo smusso prima dei fori e quotare da esso.
• Disegnare i fori ripetuti uno per uno.
• Scegliere la scala "intermedia" non normalizzata (per esempio $1{,}5:1$).
• Dimenticare la tolleranza dimensionale H7 o la rugosità sul foro funzionale.