Il ciclo di lavorazione

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1 INTRODUZIONE AI CICLI DI LAVORAZIONE Rif. Bibliografico: Giusti-Santochi TECNOLOGIA MECCANICA e studi di fabbricazione Capitolo 9 1 Il ciclo di lavorazione DEFINIZIONE: Si dice CICLO DI LAVORAZIONE tutto l insieme di operazioni necessarie a fabbricare un singolo elemento attraverso una successione di processi tecnologici (fusione, stampaggio, lavorazioni per asportazione di truciolo, trattamenti termici o superficiali, etc.) 2

2 Esigenze di fabbricazione (particolari meccanici) 3 4

3 5 IL CICLO DI LAVORAZIONE 6

4 IL CICLO DI LAVORAZIONE Individuazione della forma del grezzo (o semilavorato), delle superfici da lavorare, del processo (più spesso dei processi) di lavorazione compatibilmente con i vincoli di tolleranza dimensionale, delle finiture superficiali e delle tolleranze geometriche definiti nel progetto N. SUP. TIPOLOGIA PROCESSI POSSIBILI 2, 4 cilindriche esterne coassiali tornitura 1, 3, 5 piane ortogonali all asse delle 2, 4 tornitura, fresatura 7 cilindrica interna coassiale alle 2, 4 foratura 8 cilindrica interna foratura 6 piana fresatura 8

5 Ciclo: E l insieme ordinato di fasi necessarie alla trasformazione del grezzo (o semilavorato) in un prodotto finito. Fase: E l insieme ordinato di sottofasi realizzate presso la medesima stazione di lavoro (macchina utensile). Sottofase: E l insieme di operazioni realizzate nello stesso piazzamento Operazione elementare: E la lavorazione di una superficie elementare realizzata con un unico utensile. Il ciclo di lavorazione 9 Fase di lavorazione: TORNITURA 10

6 Operazione elementare: FRESATURA (esecuzione scassi) 11 Operazione elementare: FRESATURA (contornatura) 12

7 Operazione elementare: FRESATURA (spianatura) 13 Operazione elementare: FRESATURA (spianatura) 14

8 Operazione elementare: FORATURA 15 Operazione elementare: MASCHIATURA 16

9 Il ciclo di lavorazione 1. Analisi critica del disegno di progetto 2. Riprogettazione del componente (ove necessario) 3. Determinazione dei processi tecnologici e scelta delle macchine utensili 4. Stesura del ciclo di lavorazione da realizzare 5. Calcolo dei tempi e dei costi di fabbricazione Analisi critica del disegno di progetto Dimensioni del pezzo Tolleranze dimensionali e di forma Finitura superficiale Trattamenti termici Connessione con altri elementi Materiale Tipo di grezzo o semilavorato Quantità di pezzi da produrre e produttività richiesta Disponibilità di pezzi e di macchine Ubicazione del macchinario Grado di efficienza del personale 18

10 2. Riprogettazione del componente (design for manufacturing) Possibilità di ricombinare parti separate Selezione dei metodi di fabbricazione Sostituzioni delle parti standard Determinazione dei processi tecnologici e scelta delle macchine utensili Individuazione, raggruppamento e sequenziamento delle superfici e delle operazioni da effettuare Elaborazione di più cicli di lavorazione che utilizzino diverse combinazioni di macchine 20

11 4. Calcolo dei tempi e costi Identificazione del ciclo più conveniente e di conseguenza delle macchine da adottare Costi di manodopera Ammortamento Costi di attrezzaggio e degli utensili Es. Lavorare una barra tramite un unica fase di tornitura. Costi iniziali Costi di lavorazione Macchina utensile tradizionale Macchina utensile a CNC Calcolo dei tempi e costi Tempi attivi: si hanno quando avviene il movimento relativo fra utensile e pezzo con asportazione di truciolo Tempi passivi: si hanno quando non avviene la lavorazione Tempi di preparazione: sono quei tempi necessari alla preparazione della macchina utensile, al prelievo dal magazzino di utensili e strumenti di controllo e alla interpretazione del foglio di ciclo da parte dell operatore. 22

12 4. Calcolo dei tempi e costi Per tornitura e foratura il tempo attivo è: t = L + e (min) a n Per fresatura il tempo attivo è: t = L' + e (min) V a Calcolo dei tempi e costi Il calcolo dei tempi passivi può essere ricavato con: 1. Rilevamento diretto 2. Metodo M.T.M (Misura Tempi e Metodi) Si scinde l intera attività in una sequenza di azioni elementari definite nelle tabelle dei tempi standard e a queste si assegna il tempo previsto. 24

13 4. Calcolo dei tempi e costi Es. Metodo M.T.M.: Tempi di preparazione macchina in tornitura Stesura del ciclo di lavorazione da realizzare Individuazioni delle superfici di riferimento e di bloccaggio del pezzo Scelta o progettazione delle attrezzature e dei sistemi di riferimento e di bloccaggio Scelta degli utensili Scelta dei parametri di taglio Scelta delle procedure di controllo delle superfici lavorate Stesura dei fogli di lavorazione e del part-program, nel caso in cui si usino macchine CNC 26

14 Ciclo lavorazione elemento Es. Cartellino 27 Fase di lavorazione elemento Es. Foglio analisi 28

15 Esempio di ciclo di lavorazione Scatola di regolazione: 500 esemplari Parco macchine tradizionale Grezzi ottenuti per fusione Materiale in ghisa grigia con resistenza a trazione 200 N/mm 2 29 Stesura del ciclo di lavorazione da realizzare (cartellino) 30

16 Stesura del ciclo di lavorazione da realizzare (cartellino) 31 Stesura delle fasi di lavorazione da realizzare (fogli analisi) 32

17 Stesura delle fasi di lavorazione da realizzare (fogli analisi) 33 Stesura delle fasi di lavorazione da realizzare (fogli analisi) 34

18 Stesura delle fasi di lavorazione da realizzare (fogli analisi) 35 Componentistica utilizzata durante il ciclo di lavorazione Spina di tornitura utilizzata durante il ciclo di lavorazione dell elemento scatola di regolazione 36

19 Componentistica utilizzata durante il ciclo di lavorazione Attrezzatura di foratura utilizzata durante il ciclo di lavorazione dell elemento scatola di regolazione 37 Componentistica utilizzata durante il ciclo di lavorazione Maschera di foratura impegnata nel ciclo di lavorazione dell elemento scatola di regolazione 38

20 Componentistica utilizzata durante il ciclo di lavorazione Attrezzatura di fresatura impegnata nel ciclo di lavorazione dell elemento scatola di regolazione 39 Componentistica utilizzata durante il ciclo di lavorazione Attrezzatura di foratura impiegata nel ciclo di lavorazione dell elemento scatola di regolazione 40

21 Regole fondamentali Le quote con tolleranze devono essere indipendenti La quota di fabbricazione è definita dalla posizione del tagliente Si devono verificare gli stessi riferimenti di lavorazione Coincidenza della quotatura di definizione, fabbricazione e controllo Dispersione accidentale e deviazione sistematica di una quota lavorata 41 Regola n.1: Nel disegno di un elemento le quote con tolleranza devono essere sempre indipendenti 42

22 Regola n.2: Si deve cercare di assicurare, nei limiti del possibile, la coincidenza della quotatura di definizione con quella di fabbricazione 43 Il trasferimento di quota genera una tolleranza più stretta a b c Quotatura di definizione c Quotatura di fabbricazione 44

23 Il trasferimento di quota genera una tolleranza più stretta Condizioni limite sulla quota a: a max = c max - b min poichè: si ha: a min = c min - b max t a = t c + t b t b = t a - t c 45 CONSEGUENZE t a > t c : trasferimento quota possibile ma con incremento dei costi di produzione t a = t c : trasferimento quota al limite della possibilità (tolleranza su b nulla) t a < t c : trasferimento quota impossibile (tolleranza su b negativa) 46

24 Aumento dei pezzi scartati perché non conformi (quota b fuori tolleranza) anche se conformi alle specifiche funzionali (quote a e c in tolleranza) 47 Regola n.3: Dispersione accidentale e deviazione sistematica di una quota lavorata 48

25 Regola n.4: Una quota di fabbricazione deve essere verificata utilizzando gli stessi riferimenti in corrispondenza della lavorazione effettuata dai taglienti dell utensile 49 Regola n.5: La quota di fabbricazione di una superficie lavorata è definita dalla posizione del tagliente dell utensile rispetto alla relativa superficie di riferimento 50