Lavorazioni per abrasione. Classificazione. Possono produrre superfici lisce rispettando tolleranze strette Si possono lavorare materiali duri

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1 Lavorazioni per abrasione Classificazione Possono produrre superfici lisce rispettando tolleranze strette Si possono lavorare materiali duri

2 L asportazione tramite abrasione I taglienti sono distribuiti e orientati in modo casuale => l angolo di spoglia è variabile => non c è sicurezza che un grano tagli La profondità di passata è piccola e diversa per i vari grani Nella produzione dei grani si cerca di avere spigoli taglienti

3 L asportazione tramite abrasione

4 L asportazione tramite abrasione L efficienza è molto bassa => si produce molto calore Conseguenze: ossidazione, possibili trasformazioni di fase e formazioni di cricche, tensioni residue

5 Abrasivi Devono avere: Grande durezza anche ad alta temperatura Facilità di frattura Bassa adesione al materiale lavorato

6 Abrasivi Si usano pochi abrasivi naturali: SiO 2 e Al 2 O 3 ; Al 2 O 3 esiste in varie gradazioni di durezza SiC non può essere usato con gli acciai CBN e C sono detti superabrasivi

7 Rettifica

8 Rettifica Le mole devono essere equilibrate La resistenza del legame dipende da tipo, quantità e distribuzione del legante; non deve essere eccessiva Il grano a un certo punto viene rilasciato; si definisce il rapporto di rettifica:

9 Rettifica

10 Rettifica Il legante + usato è il vetro I leganti organici sono resistenti ma possono avere varie proprietà Il legante può essere una resina termoindurente rinforzata con anelli di acciaio o fibra di vetro Con i superabrasivi si usa spesso bronzo sinterizzato e le particelle sono rivestite per migliorare il legame

11 Rettifica X sopportare velocità maggiori, la parte centrale delle mole può essere in metallo o in composito e l abrasivo forma uno strato superficiale di 3-5 mm In alternativa una base metallica (talvolta di forma) è rivestita con un singolo strato di superabrasivo

12 Rettifica

13 Rettifica La velocità di rimozione aumenta con la forza di schiacciamento, ma oltre certi valori G crolla L integrità strutturale delle mole viene verificata prima dell uso Le mole vengono ravvivate quando producono vibrazioni, la lavorazione diventa rumorosa o si rivestono del materiale lavorato

14 Rettifica La ravvivatura si può eseguire con una punta di diamante o con un disco rivestito di diamante Se il legame della mola è fragile la ravvivatura si esegue anche pressando sulla superficie un disco di acciaio duro Le mole rivestite non vengono ravvivate ma si sostituisce il rivestimento

15 Rettifica I fluidi hanno 3 funzioni: Raffreddano e impediscono l innesco della combustione e di cricche a caldo Abbassano il carico sulla mola riducendone l usura Abbassano l attrito e la generazione di calore Si usano oli e soluzioni acquose con additivi L energia specifica della lavorazione può ridursi a un quarto, la velocità di rimozione prima che sorgano vibrazioni può aumentare di 5 volte, il rapporto di rettifica può diventare 10 volte maggiore

16 Rettifica Il fluido dovrebbe essere introdotto sotto pressione, possibilmente attraverso la mola Lo smaltimento del lubrificante esausto può essere problematico L uso del CBN è favorito dalla possibilità di usare meno fluido

17 Rettifica

18 Rettifica

19 Rettifica A parte x la generazione di geometrie elementari, la rettifica è usata x finire superfici anche complesse Anche in rettifica sono disponibili utensili generici e di forma

20 Rettifica Obiettivi della rettifica Rettifica di precisione: migliora tolleranze e finitura superficiale. Lo spessore di truciolo indeformato è piccolo e l energia specifica alta Rettifica di sgrossatura: i grani usurati vengono espulsi, la velocità è + alta, l energia specifica bassa (si usa x eliminare alimentazione e materozze dai getti e la bava dai forgiati)

21 Rettifica Obiettivi della rettifica Creep-feed: una sola passata, grande spessore di truciolo indeformato, piccolo avanzamento High-efficiency deep grinding: si usano mole di forma con uno strato di CBN x asportare materiale ad alta velocità

22 Rettifica Una buona finitura non garantisce qualità superficiale elevata La qualità della superficie aumenta con mole tenere, frequenti ravvivature, abbondante lubrificante

23 Altre lavorazioni abrasive Particelle abrasive attaccate a carta o stoffa sono usate x operazioni di finitura a bassa velocità Usando colle e supporti + forti è possibile aumentare la velocità => si possono sostituire tornitura, piallatura e fresatura

24 Altre lavorazioni abrasive

25 Altre lavorazioni abrasive

26 Lavorazioni con abrasivi non legati

27 Lavorazioni con abrasivi non legati

28 Lavorazioni con abrasivi non legati

29 LAVORAZIONI NON CONVENZIONALI Dissoluzione chimica Dissoluzione elettrochimica Scariche elettriche controllate Fasci elettronici e fasci laser ad alte intensità energetica Altre tecniche alternative alle precedenti

30 Classificazione

31 Lavorazioni chimiche

32 Lavorazioni chimiche

33 Lavorazioni chimiche

34 Lavorazioni chimiche

35 Lavorazioni elettrochimiche Il componente, in materiale conduttore, è immerso con il catodo, nell elettrolita diventando l anodo In caso si formi uno strato di ossido protettivo, può essere rotto con scintille

36 Lavorazioni elettrochimiche

37 Lavorazioni elettrochimiche Il componente, in materiale conduttore, è immerso con il catodo, nell elettrolita diventando l anodo In caso si formi uno strato di ossido protettivo, può essere rotto con scintille Esempi: fresatura, asportazione, rettifica

38 Elettroerosione

39 Elettroerosione Il metallo viene rimosso dal calore prodotto da scintille L utensile (catodo) è metallico o in grafite, immerso in un dielettrico A bassi voltaggi il fluido agisce come isolante; se il voltaggio è alto si ha una scarica che provoca la vaporizzazione del materiale Il fluido raffredda il materiale e rimuove il materiale asportato

40 Elettroerosione La finitura è determinata da vari fattori, tra cui la densità di corrente, la viscosità del fluido e la frequenza Poichè elettrodo e pezzo non giungono in contatto si ha un overcut Anche l elettrodo viene eroso in misura da 3:1 a 100:1 rispetto al pezzo in lavorazione

41 Elettroerosione

42 Elettroerosione Qualche volta la sgrossatura si effettua invertendo la polarità; in tal caso l elettrodo di grafite non viene consumato In macchine CNC al pezzo si può dare un movimento laterale x migliorare accuratezza e finitura superficiale È anche possibile lavorare forme complesse con utensili semplici

43 Elettroerosione Il processo è lento, ma le macchine possono lavorare autonomamente e possono essere dotate di cambio-pezzo e cambio-elettrodo automatici Gli elettrodi sono prodotti con fresatrici a copiare o CNC

44 Elettroerosione

45 Elettroerosione Il filo è alimentato con continuità sotto trazione controllata X agevolare l espulsione del materiale, si usano fili stratificati: il rivestimento si consuma prima che il nucleo perda resistenza => si possono usare densità di corrente maggiori

46 Elettroerosione Il taglio è + rapido con leghe bassofondenti L elettrolita è olio o acqua con additivi Talvolta si eseguono uno o + tagli poco profondi x rimuovere la superficie danneggiata

47 Elettroerosione Controlli multiassiali rendono possibile ricavare forme 3D, come matrici di estrusione troncoconiche I controlli CNC permettono anche di monitorare il gap, variare la velocità di taglio e riavvolgere in caso di rottura del filo

48 Elettroerosione Altre tecniche: Electrical discharge drilling Electrical discharge grinding

49 Lavorazioni con fasci ad alto contenuto energetico Fascio elettronico I materiali possono essere tagliati o forati mediante fusione e/o vaporizzazione controllate Si usa su materiali difficili da tagliare: alcune plastiche, ceramici e compositi La fonte di energia è simile a un tubo catodico

50 Lavorazioni con fasci ad alto contenuto energetico Fascio elettronico

51 Taglio laser

52 Taglio laser Laser allo stato solido Il + importante è a Nd:YAG, contenente piccole concentrazioni di ioni di neodimio in granato di alluminio e ittrio Il pompaggio avviene con luce bianca ad alta intensità Il fascio può essere suddiviso in + parti

53 Taglio laser Laser a eccimeri Danno un output molto minore, perciò si usano x microlavorazioni, lavorazioni su semiconduttori e x interventi chirurgici In una scarica elettrica un atomo di gas nobile e uno di gas alogeno formano un dimero Al decadimento della scarica elettrica il dimero si divide ed emette luce UV

54 Taglio laser In funzione della densità di energia alcuni materiali fondono, alcuni evaporano In qualche misura è possibile controllare la profondità di lavorazione Spesso viene fornito ossigeno x aumentare l assorbimento di energia

55 Taglio laser Si possono tagliare acciai trattati termicamente; la qualità dei bordi di taglio è adeguata x punzoni e matrici usate nelle lavorazioni delle lamiere Nell esecuzione di fori circolari, il diametro è variato mediante focalizzazione Il minimo diametro è circa 0.5 mm con laser a CO 2, 0.08 mm con Nd:YAG e 1 mm con laser ad eccimeri