La deformazione plastica. La deformazione plastica. Lavorazioni per deformazione. Il processo di laminazione. Estrusione e trafilatura La forgiatura

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1 a deformazione plastica a deformazione plastica avorazioni per deformazione Estrusione e trafilatura a forgiatura a formatura della lamiera 006 Politecnico di Torino 1

2 Obiettivi della lezione Evidenziare l importanza della laminazione nell ambito delle lavorazioni per deformazione plastica Fornire un adeguata base teorica per la comprensione del funzionamento del processo Mostrare i principali utilizzi del processo nell ambito delle lavorazioni primarie e secondarie 3 Bibliografia per la lezione Sistemi di Produzione A. Villa, G. Murari, D. Antonelli C..U.T. Editrice, 004 capitolo 3 paragrafo 4 Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione Santochi, Giusti Casa Editrice Ambrosiana, 000 capitolo 5 paragrafo Politecnico di Torino

3 Generalità Processi di laminazione Analisi teorica a condizione di imbocco Dimensionamento energetico Politecnico di Torino 3

4 a laminazione Processo continuo 7 a laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Politecnico di Torino 4

5 a laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Può essere eseguito a caldo o a freddo 9 a laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Può essere eseguito a caldo o a freddo iduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri Politecnico di Torino 5

6 a laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Può essere eseguito a caldo o a freddo iduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri a rotazione dei cilindri garantisce il flusso di materiale nel processo 11 Schematizzazione del processo Politecnico di Torino 6

7 Schematizzazione del processo Asse di laminazione 13 Schematizzazione del processo Cilindro laminatoio Cilindro laminatoio Politecnico di Torino 7

8 Schematizzazione del processo Zona di deformazione 15 a produzione Produzione di elevati volumi di semilavorati per successive lavorazioni per deformazione plastica e/o taglio barre tonde, quadrate o rettangolari Politecnico di Torino 8

9 a produzione Produzione di elevati volumi di semilavorati Produzione di laminati finiti lamiere spesse o sottili, piatti, profilati di diverse geometrie, tubi, anelli, vergelle, fili, ecc. 17 Tipologie di laminazione aminazione a caldo grandi deformazioni con carichi modesti Politecnico di Torino 9

10 Tipologie di laminazione aminazione a caldo aminazione a freddo buona finitura superficiale del prodotto, precisione dimensionale, uniformità di spessore limiti sulla deformazione applicabile e sulle dimensioni del materiale di partenza 19 aminatoio a duo semplice Politecnico di Torino 10

11 aminatoio a duo reversibile 1 aminatoio a quarto Cilindro di appoggio Cilindro di lavoro 006 Politecnico di Torino 11

12 Generalità Processi di laminazione Analisi teorica a condizione di imbocco Dimensionamento energetico Politecnico di Torino 1

13 Esempi di cicli di lavorazione Colata di lingotti Blooming Spianatura, saldatura testate Decapaggio aminazione Sendzimir icottura o galvanizzazione 5 Metodo Sendzimir Gabbia di laminazione amiera sottile Politecnico di Torino 13

14 Metodo Sendzimir ulli d appoggio 7 Metodo Sendzimir Cilindri condotti Politecnico di Torino 14

15 Metodo Sendzimir Cilindri motori Politecnico di Torino 15

16 Generalità Processi di laminazione Analisi teorica a condizione di imbocco Dimensionamento energetico 31 Parametri di laminazione Proiezione dell arco di contatto sull asse di laminazione Politecnico di Torino 16

17 Parametri di laminazione h 0 l 0 33 Parametri di laminazione h 1 l Politecnico di Torino 17

18 Parametri di laminazione Allargamento trasversale (costante) w 35 Deformazione del materiale iduzione di spessore h h 0 h 1 Allargamento w w 1 w 0 Allungamento l l 1 l Politecnico di Torino 18

19 a velocità del materiale IN h 0 / v OUT 0 h 1 / v 1 37 a velocità del materiale Per la costanza del volume si ottiene una proporzionalità tra velocità in ingresso e in uscita: v 0 h0w v 1h1w v v 1 0 h h Politecnico di Torino 19

20 a velocità del materiale ω IN v 0 v OUT v 1 Velocità del rullo 39 a precessione v v 1 P Politecnico di Torino 0

21 Conseguenze teoriche a velocità del materiale aumenta progressivamente dall ingresso all uscita a velocità periferica dei cilindri laminatori è costante 41 Andamento velocità arco di contatto Velocità Velocità del rullo Arco di contatto Politecnico di Torino 1

22 Andamento velocità arco di contatto Velocità teorica del pezzo Velocità Arco di contatto 43 Andamento velocità arco di contatto Velocità effettiva del pezzo Velocità Arco di contatto Politecnico di Torino

23 Andamento velocità arco di contatto Slittamento Aderenza Slittamento Velocità Arco di contatto 45 Andamento velocità arco di contatto Velocità Punto neutro Arco di contatto Politecnico di Torino 3

24 Generalità Processi di laminazione Analisi teorica a condizione di imbocco Dimensionamento energetico Politecnico di Torino 4

25 a condizione di imbocco α Angolo di laminazione o di imbocco 49 a condizione di imbocco P sinα P α Forza radiale del cilindro sul materiale Politecnico di Torino 5

26 a condizione di imbocco T cosα P sinα P TP µ α Componente tangenziale di attrito 51 a condizione di imbocco µ P cosα P sinα µ tanα α Politecnico di Torino 6

27 a condizione di trascinamento µ P cosα P sinα µ tanα µ tan α α 53 angolo di laminazione tan α h h 0 / α / tanα h / h 1 / Politecnico di Torino 7

28 angolo di laminazione tan α h Si considera questo termine trascurabile α / tanα h / h 1 / 55 angolo di laminazione Dal teorema di Pitagora su questo triangolo h / h / Politecnico di Torino 8

29 006 Politecnico di Torino 9 57 angolo di laminazione h 58 angolo di laminazione h h + 4 h 0

30 006 Politecnico di Torino angolo di laminazione h h + 4 h 0 h 60 angolo di laminazione tan α h tan α h

31 Massima riduzione di spessore ammissibile µ tan α h 61 Massima riduzione di spessore ammissibile µ h µ tan α h Politecnico di Torino 31

32 006 Politecnico di Torino 3 63 Massima riduzione di spessore ammissibile h µ h µ h α µ tan 64 Massima riduzione di spessore ammissibile h µ h µ h α µ tan h < µ

33 Generalità Processi di laminazione Analisi teorica a condizione di imbocco Dimensionamento energetico Politecnico di Torino 33

34 a pressione media del rullo sul materiale 3 σ 3 1 σ σ m 67 a pressione media del rullo sul materiale Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana: p σ m 3 Y Politecnico di Torino 34

35 a pressione media del rullo sul materiale Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana: p σ m 3 Y 3 Supponendo lineare l andamento della pressione lungo l arco di contatto: 1 p m Y 1 + µ 3 h m 69 a forza di separazione F pm w p m w Politecnico di Torino 35

36 Calcolo della coppia sui rulli p m ½ Punto di applicazione della pressione w ω 71 Calcolo della coppia sui rulli C 1 F C F Politecnico di Torino 36

37 006 Politecnico di Torino Calcolo della coppia sui rulli F C F C 1 w p C m 74 a potenza applicata F C F C 1 w p C m ω C P

38 Sommario della lezione Generalità sulla laminazione Esempi di laminatoi Analisi teorica del processo a condizione di imbocco Dimensionamento energetico del processo Domande di riepilogo Politecnico di Torino 38