TECNOLOGIA MECCANICA. Parte 11

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1 TECNOLOGIA MECCANICA Parte 11

2 TORNITURA Con la tornitura si o:engono superfici di rivoluzione esterne ed interne, tra cui anche file:ature e superfici zigrinate. I mof cara:erisfci di questa operazione sono: Moto di taglio: Rotatorio confnuo sempre posseduto dal pezzo, il parametro relafvo è la velocità di taglio v in m/min. Moto di alimentazione: ReLlineo o curvilineo su un piano passante per l asse di tornitura, sempre posseduto dall utensile; il parametro relafvo è l avanzamento a e si misura in mm/giro. Moto di appostamento: moto rellineo posseduto dall utensile, ha la funzione di regolare la posizione dell utensile rispe:o al pezzo e in parfcolare determina la profondità di passata p (in mm). Moto di lavoro: dato dalla combinazione del moto di taglio e del moto di alimentazione, per la tornitura è un moto elicoidale.

3 TORNITURA

4 TORNITURA

5 Tornitura cilindrica esterna L utensile ha un moto di avanzamento parallelo all asse di tornitura. La velocità di taglio (come in altri processi di tornitura) è data da: Con D diametro della superficie lavorata in mm e n velocità angolare in giri/min

6 Lavorazioni per asportazione di truciolo TORNITURA OPERAZIONI DI TORNITURA Tornitura longitudinale o cilindrica Tornitura nologia Meccanica L utensile ha un moto di avanzamento parallelo all asse di tornitura (dire:o secondo l asse z). nitura longitudinale (o cilindrica) y x z gli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Tornitura Lucidi di Tecnologia Meccanica Tornitura Le forze in gioco (in termini di reazioni sull utensile) sono: (o cilindrica) longitudinale y x z xz Fz xz Il moto di avanzamento è diretto secondo l asse z Forze (raffigurate come reazioni sull utensile) Rx 4 Rz Ry Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Ry = reazione al taglio Rx = reazione di repulsione Rz = reazione all avanzamento 6

7 Tornitura longitudinale o cilindrica I taglienf dell utensile si vanno a configurare come in figura Andando a determinare i seguenf angoli Tagliente principale Tagliente secondario Angolo di spoglia inferiore principale Angolo di spoglia superiore principale n Per vedere bene questi angoli è necessaria una vista laterale del cuneo sezionato

8 Tornitura longitudinale o cilindrica Nel tagliente secondario si ha analogamente Angolo di spoglia superiore secondario Angolo di spoglia inferiore secondario n Per vedere bene questi angoli è necessaria una vista frontale del cuneo sezionato

9 Tornitura longitudinale o cilindrica Utensile reale, con i relafvi angoli di lavoro Passiamo da una rappresentazione schematica ad una più realistica, iniziando a fornire una via di fuga al truciolo che scorre sul petto dell utensile Gli angoli di spoglia del cuneo principale sono visibili in sezione

10 Tornitura longitudinale o cilindrica Utensile reale, con i relafvi angoli di lavoro Otteniamo la geometria del cuneo secondario inclinando il fianco secondario (nota: l angolo di spoglia superiore secondario dipende dalla inclinazione originaria del petto) Riduciamo il contatto del tagliente secondario inclinandolo in modo da allontanarlo dalla superficie cilindrica in lavorazione (angolo : angolo del tagliente secondario) Nota: l angolo si vede bene sul piano xz

11 Tornitura longitudinale o cilindrica Utensile reale, con i relafvi angoli di lavoro Prolunghiamo la geometria in modo da poterla fissare alla macchina utensile. Notare come solo la parte iniziale dell utensile (quella a contatto con il pezzo) deve possedere la geometria necessaria ad ottenere il taglio. Nella geometria prolungata è ancora possibile vedere gli angoli dei cunei principale e secondario mediante sezionamento opportuno

12 Tornitura longitudinale o cilindrica Utensile reale, con i relafvi angoli di lavoro Un eventuale angolo (angolo di inclinazione del tagliente principale) può essere utilizzato per controllare meglio il deflusso del truciolo Un eventuale angolo (angolo del tagliente principale), visibile sul piano xz, può essere usato per controllare la geometria dello spallamento prodotto

13 Tornitura longitudinale o cilindrica Convenzionalmente l utensile si rappresenta come nella seguente figura Gli angoli di spoglia del tagliente principale e del tagliente secondario vanno misuraf su sezioni ortogonali ai rispelvi taglienf.

14 Tornitura longitudinale o cilindrica Calcolo velocità di taglio D n velocità di rotazione del mandrino giri/min (detta anche: velocità angolare di taglio) n giri/sec 60 1 giro = 2 radianti D mm n D 60 mm/sec n vt v t n D m/sec = velocità periferica di taglio Nella tornitura longitudinale D è costante => vt ècostante

15 Tornitura longitudinale o cilindrica Gli altri mof nel processo di taglio sono daf da: x z D 1 D 2 n p v t F z a n : velocità angolare di taglio [giri/min] F z : velocità di avanzamento [mm/min] Fz fn : avanzamento [mm/giro], detto anche: n D1 D2 p [mm] 2 a

16 Tornitura longitudinale o cilindrica Da cui si ricava che la sezione istantanea del truciolo è data da: Sezione istantanea di truciolo y z v t D 1 D 2 n x z D 1 D 2 n p v t a S a p a = avanzamento p = profondità di passata F z

17 Tornitura longitudinale o cilindrica La sezione del truciolo è un parametro importante per la determinazione della potenza: x z W F t P t P s t D 1 D 2 n p a F z potenza di taglio forza di taglio pressione di taglio pressione specifica di taglio v t W F t P t t Ft vt 1000 P S t P S s S a p v t 1 n [KW] [N] [N] 2 [mm ] n D m/sec P s P s P s Rm [dan/mm ] per acciai HB [dan/mm ] per ghise da tabella 2 [dan/mm ] per altri materiali R m HB 2 carico di rottura del materiale tagliato [dan/mm ] angolo di taglio dell'utensile (90-- ) 2 durezza Brinell del materiale tagliato [dan/mm ]

18 Tornitura piana radiale sfacciatura Con questa operazione si o:engono superfici piane ortogonali all asse di tornitura con un moto di alimentazione anche esso perpendicolare all asse. Se i giri restano costanf, la velocità di taglio varia a seconda della posizione radiale dell utensile, diminuisce man mano che si va verso l asse (peggioramento della finitura, tagliente di riporto). Nei moderni torni a controllo numerico esiste la possibilità di compensare questo effe:o con un aumento di giri.

19 Tornitura piana radiale sfacciatura Consideriamo i taglienf in gioco in questa configurazione della tornitura Tornitura radiale Tagliente secondario Tagliente principale

20 Tornitura piana radiale sfacciatura In questo caso gli angoli principali e secondari dei taglienf si configureranno come segue Angolo di spoglia superiore principale Angolo di spoglia inferiore principale n

21 Tornitura piana radiale sfacciatura In questo caso gli angoli principali e secondari dei taglienf si configureranno come segue Angolo di spoglia inferiore secondario Angolo di spoglia superiore secondario n

22 Tornitura piana radiale sfacciatura Tornitura radiale Come accennato in precedenza si può lavorare a n=cost o a v t =cost D n v t n D m/sec vt Tornitura radiale a n costante D diminuisce => vt diminuisce Wt diminuisce Le proprietà della sup.lavorata variano D max => vt max (Wt max) D=0 => vt = 0 non taglia! Tornitura radiale a vt costante (detta anche: a potenza costante) D diminuisce => n deve essere controllato: n aumenta vt costante Wt costante Le proprietà della sup.lavorata restano uniformi D n D=0 => n=!! giri/min v t

23 Tornitura piana radiale sfacciatura Anche in questo caso la sezione del truciolo è data dall avanzamento per la profondità di passata, ma D 2 F x n n p v t D 1 a v t F x S a p a = avanzamento p = profondità di passata

24 Tornitura piana radiale sfacciatura Gli altri mof del taglio sono D 1 D 2 n p a v t F x Wt potenza di taglio Ft forza di taglio Pt pressione di taglio P pressione specifica di taglio s n : velocità angolare di taglio [giri/min] F x : velocità di avanzamento [mm/min] Fx fn : avanzamento [mm/giro], detto anche: n p valore impostato dall'operatore [mm] Quindi la potenza risulta W F t P t t Ft vt(max) [KW] 1000 P S [N] t P S s S a p v 1 n [N] 2 [mm ] n D max t(max) m/sec a

25 Tornitura esterna di superfici complesse Combinando opportunamente avanzamento parallelo e perpendicolare all asse si possono o:enere anche delle superfici complesse che generano solidi di rivoluzione con generatrici coniche, archi di circonferenze, ecc. Per questo Fpo di lavorazione la scelta dell utensile più ada:o è fondamentale.

26 Tornitura Interna Le precedenf lavorazioni possono essere eseguite anche su superfici interne (fori ricavaf da forature o fori già presenf sul greggio). Anche in questo caso si possono realizzare superfici cilindriche, piane o complessa analogamente a quanto visto per superfici esterne.

27 File9ature interne o esterne Una file:atura (interna o esterna) si realizza partendo da una superficie cilindrica, uflizzando un utensile opportuno di idonea geometria (dipendente anche dal Fpo di file:atura metrica o altro) con un moto di alimentazione parallelo all asse ed un avanzamento pari al passo della file:atura (quindi rotazione ed avanzamento devono essere collegaf tra loro). Esistono parfcolari utensili che perme:ono di realizzare in un unica passata il profilo file:ato e la finitura delle creste dei filel

28 File9ature interne o esterne La file:atura si olene per diverse passate con la possibilità di realizzare il moto di appostamento con diverse tecniche a) Incremento radiale b) Incremento parallelo al fianco c) Incremento bilaterale L utensile viene anche montato con una certa inclinazione (max 2 ) per tenere conto dell inclinazione delle superfici del file:o.

29 Gole esterne ed interne La gola si realizza portando l utensile in corrispondenza della posizione su cui la gola deve essere ricavata tramite un moto di appostamento eventualmente combinato ad un moto di avanzamento talvolta anche complesso (obliquo) La troncatura di un pezzo rappresenta una situazione parfcolare di questo Fpo di lavorazione

30 Zigrinatura o godronatura Operazione di deformazione plasfca a freddo tale da realizzare una superficie con migliori cara:erisfche di impugnabilità. Si esegue su una superfice precedentemente tornita.

31 Parametri di taglio =pici Nel caso di file:ature e gole i parametri vanno ridol del 50%. La profondità va da circa 1 a 10 mm nelle operazioni di sgrossatura e da 0,1 a 1 mm nelle operazioni di finitura.

32 Fissaggio del pezzo a sbalzo tra punta e contropunta a sbalzo con lunetta

33 Pezzi a geometria conica

34 Fasi di lavorazione finito sgrossatura grezzo Sgrossatura: -Grande quantitàdi materiale asportato per unità di tempo (=> maggiori sollecitazioni => minore precisione) -Percorso utensile che si avvicina progressivamente alla superficie del finito fino ad approssimarla finitura Finitura: -Piccola quantitàdi materiale asportato per unitàdi tempo ((=> minori sollecitazioni => maggiore precisione) -Il percorso utensile segue la superficie del finito

35 LAVORAZIONE DEI FORI In figura sono illustrate le Fpiche forme e soluzioni relafve alla foratura. I mof sono: Il moto di taglio è rotatorio e posseduto dall utensile (ad eccezione dei fori in tornitura) Il moto di alimentazione è rellineo e può essere posseduto dall utensile o dal pezzo Il moto di appostamento serve a far coincidere l asse dell utensile con l asse del foro, può essere posseduto dall utensile o dal pezzo. n Fz Utensile pluritagliente z y x

36 LAVORAZIONE DEI FORI I Trapani

37 LAVORAZIONE DEI FORI Fasi di lavorazionei centratura foratura allargatura alesatura Alesatura conica maschiatura Allargatura (svasatura cilindrica) Allargatura (svasatura conica)

38 LAVORAZIONE DEI FORI Foratura Prima della foratura vera e propria è spesso consigliabile eseguire una operazione di centratura (sopra:u:o se il pezzo ha una superficie molto irregolare o se l asse del foro non è perpendicolare alla superfice del pezzo in quesf casi l uso dire:o della punta elicoidale da foratura implica una facile deviazione della stessa dall asse). Per la centratura si uflizza un parfcolare Fpo di punta definita punta a centrare.

39 LAVORAZIONE DEI FORI Foratura Operazione di sgrossatura che serve ad o:enere un foro di forma cilindrica. L utensile Fpico è la punta elicoidale. Le scanalature servono a favorire l eliminazione del truciolo. Codolo cilindrico o conico Il nocciolo assicura la resistenza torsionale. A seconda del valore degli angoli cara:erisfci dell elica (ϕ e η) si hanno punte di Fpo: N per acciai da costruzione, ghisa e leghe non ferrose di media durezza D per materiali molto duri e tenaci T per materiali molto teneri e malleabili

40 LAVORAZIONE DEI FORI Foratura

41 LAVORAZIONE DEI FORI Foratura L operazione di finitura dei fori si definisce alesatura. La finitura consiste nell o:enere le tolleranze desiderate sulla circolarità del foro, il diametro e sulla finitura superficiale.

42 LAVORAZIONE DEI FORI Maschiatura La realizzazione di una file:atura in un foro precedentemente realizzato per foratura si definisce maschiatura. Nel caso di piccoli fori non occorre uflizzare torni o centri di lavorazione ma si può fare uso di un utensile de:o maschio Utensile pluritagliente Tagliente interro:o da 3 o 4 canali di forma e sezioni tali da avere una adeguata spoglia frontale