Lavorazioni per asportazione di truciolo

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1 Lavorazioni per asportazione di truciolo Distacco di alcune parti di materiale dal pezzo attraverso l interazione con utensili che agiscono in maniera progressiva - cinematica del taglio - meccanica del taglio - parametri di lavorazione - risultati della lavorazione - macchine e processi Taglio ortogonale 1

2 Formazione del truciolo h c utensile Azione di utensile elementare truciolo h o misure sperimentali mostrano: - produzione di calore - spessore del truciolo h c > h o - durezza del truciolo > durezza metallo base materiale in lavorazione la formazione del truciolo avviene per deformazione plastica 2

3 Tipi di truciolo Ad elementi staccati tipico di materiali duri, fragili (ottone, ghisa). Non si ha deformazione nella zona secondaria. Segmentato tipico di materiali duri ma tenaci (acciai alto carbonio). Si ha modesta deformazione nella zona secondaria. Fluente, continuo, tipico di materiali duttili (acciai basso carbonio, alluminio, alcune leghe leggere). La deformazione e l attrito nella zona di deformazione secondaria portano a notevole produzione di calore. Fluente, continuo frammentato, indica che nella zona di deformazione primaria si è avuta una variazione della direzione di deformazione vibrazioni,irregolarità, durata inferiore di utensile. 3

4 Utensile elementare ANGOLI DI TAGLIO γ angolo di spoglia frontale >0, <0, =0 α angolo di spoglia dorsale >0 β angolo di taglio?? - g + γ + α + β = 90 b a 4

5 Meccanica della formazione del truciolo Scomposizione della forza risultante secondo il cerchio di Merchant R = SQR ( F z 2 + F x 2 ) F z = R cos ( µ γ ) F x = R sen ( µ γ ) F s = R cos (φ + µ γ ) = F z cos φ F x sen φ F n = R sen ( φ + µ γ ) = F z sin φ + F x cos φ T = R sen µ e N = R cos µ 5

6 Forza di taglio Metodo del τ s (analitico) F z = τ S s ( ζ φ ) ( ) cos 2 sin φ cos ζ φ F x = τ S s ( ζ φ ) ( ) sin 2 sin φ cos ζ φ - difficile determinazione t s e Φ - alcune ipotesi semplificative per ottenere soluzione 6

7 Metodo del Ks (sperimentale) F z = K s A - tiene conto della reale situazione tecnologica - le approssimazioni sono più che accettabili e si evitano molti calcoli Il metodo è prettamente tecnologico in quanto la determinazione del Ks viene fatta attraverso la misura delle forze di taglio nelle condizioni reali di lavoro Determinazione del K s - si scelgono alcune condizioni sperimentali spessore del truciolo velocità di taglio angolo γ - si effettuano prove di taglio e si misura la F t - si calcola K s = F t / A o A o = h o b = a p sezione del truciolo indeformato 7

8 Relazione pressione (energia) specifica di taglio / spessore truciolo indeformato K s = K so h -z prove sperimentali per vari materiali danno i risultati riportati in tabella acciai ghise ottoni leghe leggere z Relazione di Kronemberg (per gli acciai): K so = 2.4 R m β [ dan/mm 2 ] log K s K s log ( A o, h o ) A o, h o 8

9 in funzione dell angolo γ in funzione della velocità di taglio Ft serve principalmente per la determinazione della potenza di taglio Fa influenza inflessione utensile, contribuisce (poco) alla potenza di taglio Fr determina principalmente l inflessione del pezzo e quindi le tolleranze di lavorazione non contribuisce alla potenza di taglio 9

10 Potenza di lavorazione Potenza di taglio: - Velocità di taglio - Forza di taglio ( P = L / t = F s / t = F V ) Potenza di avanzamento: - Velocità di avanzamento - Forza di avanzamento Potenza di repulsione: - Velocità di repulsione - Forza di repulsione Dati noti: Vt, Ft, Va, Vr inoltre: Fr = % Ft Fa = 20-30% Ft P = Vt Ft + Va Fa 10

11 Parametri di lavorazione Utensile Forma dell utensile - angolo di spoglia frontale γ diminuisce F t truciolo fluente migliora finitura superficiale minori potenze minore usura utensile utensile meno robusto sgrossatura max 6 finitura fino a 20 (alluminio) - angolo di spoglia dorsale α evita strisciamento del dorso dell utensile evita danneggiamento superficie lavorata deve essere - piccolo per non indebolire l utensile - grande per non causare strisciamento - grande se E è piccolo (alluminio) acciai 6-8 Al

12 Materiali dell utensile - Effetti termici - Effetti meccanici - Usura - Durezza alta temperatura - Elevata resistenza meccanica statica e dinamica ad alta temperatura - Resistenza all abrasione I materiali per utensili nella storia 12

13 durezza vs. temperatura 13

14 Acciai alto legati medio carbonio (0.7) alto contenuto di elementi di lega (W 18%, 4 Cr, 2.5 Co, 1 V) adeguato TT --> formazione di WC e CrC grani fini (Cr) resistenza all usura (V 4 C 3 ) durezza a caldo (Co in soluzione) fucinatura (900 C) tempra (1250 C) rinvenimento (580 C) X75W18KUTF X80WCo1818KUTF Vt 80 m / min Carburi sinterizzati WC (>90%), Co (legante, <10%) TiC resistenza all usura TaC resistenza alla craterizzazione NbC tenacità, durezza a caldo Vt 200 m / min Carburi ricoperti TiN TiC Al 2 O 3 TiCN ZrN ottima resistenza all usura, buona tenacità 14

15 Inserti 15

16 Produzione inserti sinterizzati in WC 16

17 Materiale in lavorazione Lavorabilità attitudine del materiale ad essere lavorato per asportazione di truciolo (truciolabilità?) criteri per valutare la lavorabilità di un materiale finitura superficiale vita utensile forze e potenze evacuazione del truciolo Le prove per determinare la lavorabilità devono necessariamente essere di tipo tecnologico: usura utensile (microscopia), forze di taglio (dinamometri), finitura superficiale (rugosimetri) determinati nelle condizioni di lavoro, per certi set di parametri tecnologici 17

18 Dipende da varie caratteristiche - del materiale - composizione chimica - lavorazioni / trattamenti deformazione plastica subiti in precedenza incrudimento ricristallizzazione trattamenti termici - caratteristiche strutturali fasi dimensioni dei grani orientazione dei grani - della tecnologia / lavorazione sgrossatura / finitura fresatura concorde / discorde lubro-refrigerazione - dell utensile materiale angoli di spoglia rompitruciolo 18

19 Acciai al piombo (particelle lubrificanti) Ghise fragili allo zolfo (particelle infragilizzanti) truciolo corto al calcio (particelle desossidanti) abrasività cementite al carbonio (vedi HB -> Ks) inox - tenacità (austenitici) Compositi sollecitazioni variabili - abrasività (martensitici) urti/usura/vibrazioni Alluminio bassa HB Ottone truciolo corto buona finitura superficiale lunga durata utensili alta Vt Magnesio basso Ks Leghe Ni alta R ad alta temperatura incrudimento / tenacità Titanio bassa conducibilità termica / alto Ks 19

20 Parametri di lavorazione - Spessore del truciolo aumenta potenza di taglio produttività usura utensile diminuisce finitura superficiale - Larghezza del truciolo aumenta potenza di taglio produttività - Velocità di taglio aumenta potenza di taglio produttività usura utensile finitura superficiale 20

21 Usura utensili Meccanismi di usura: - adesione - abrasione - diffusione - fatica Modifica forma utensile: - cratere di usura - labbro di usura Conseguenze: - aumento di Ft - aumento di T - indebolimento utensile 21

22 Tipologie di usura Usura frontale Volume del cratere volume cratere V t adesione, tagliente di riporto diffusione, reazioni chimiche tempo di contatto Usura dorsale VB A: rottura del filo tagliente B: usura progressiva a V costante C: aumento catastrofico A B V t C tempo di contatto 22

23 Criteri di usura Un utensile deve essere cambiato quando: - la lavorazione supera i limiti di tolleranza - la rugosità supera i valori ammissibili - il labbro di usura è troppo grande Labbro di usura il petto dell utensile presenta un cratere troppo grande Cratere di usura KT / KM 0.1 KT f 23

24 Durata utensili Influenzata da - materiale da lavorare - spessore truciolo - angolo di spoglia frontale - velocità di taglio - lubrorefrigerazione Ln D u approccio sperimentale Ln V t 24

25 Vita utensile per varie velocità di taglio e vari criteri di usura In un certo (limitato) campo la relazione è lineare 25

26 matematicamente graficamente 1 1 ln Du = lnvt + ln C n n ln D u 1 θ = arctan n θ Relazione di Taylor ottenuta empiricamente con ripetute prove, con diversi materiali, diversi angoli, diverse condizioni di taglio ln V t V t x D u n = C n dipende da materiale dell utensile 0.28 WC 0.12 HSS 0.70 Ceramici C dipende da criterio di usura geometria utensile rapporto di forma del truciolo tipo di lavorazione materiale in lavorazione è la V t alla quale l utensile dura 1 minuto 26

27 Ottimizzazione delle condizioni di taglio cosa ottimizziamo? tempo di produzione t p costo di produzione tasso di profitto c p p r vincoli potenza deformazione del pezzo deformazione dell utensile min / max f V t rugosità R a = k f 2 / r strumenti relazioni vita utensile relazioni forze / potenze relazioni parametri / produzione 27

28 Asportazione di materiale l c d volume da asportare V = l c d tempo di contatto t c = n corse t corsa = l/b * c/v t V l c d velocità di asportazione Z = ---- = = b V t d = A V t t c l/b c/v t 28

29 Funzioni obiettivo Tempo di produzione t p = t o + t contatto + t cambio utensili = = t o + V / Z + V / Z D u * t cu = t o + V / Z ( 1 + t cu / D u ) t o = tempi passivi (avviamento, carico / scarico, ritorno utensile, etc.) t c = tempo di contatto t cu = tempo cambio utensile Costo di produzione c p = c o + c lavorazione + c utensili = = c o + c m t p + c ut V / Z D u = = c o + c m t o + c m V / Z + c m V / Z D u * t cu + c ut V / Z D u = = c o + c m V / Z [1 + (t cu + c ut / c m ) * 1 / D u ] c o = costo di attrezzaggio (controlli, materiali, avviamento) c m = costo orario (macchina, personale) c ut = costo utensili Tasso di profitto Pr = ( R - c p ) / t p R = ricavi 29

30 Ricordando che Z = A * V t si ottiene k F = k + + k V ovvero Vt 1 n n t F = k k k V cioè 1 1 n t Vt con t p c p k 0 t o c o + c m t o k 1 V/A c m V/A k 2 t cu V/(A*C 1/n ) c m (t cu + c ut / c m ) V/(A*C 1/n ) k 3 k 2 / k 1 n esponente della Taylor C costante della Taylor A sezione del truciolo V volume da asportare t p = f ( V t ) c p = f ( V t ) Ambedue le funzioni hanno un termine costante un termine crescente con V t un termine decrescente con V t 30

31 graficamente Costo Tempo Costo o Tempo (totale) Costo o Tempo (lavorazione) Costo o Tempo (utensili) Costo o Tempo (passivi) V t 31

32 Ricerca dei minimi Funzione F = k o + k 1 / V t (1+ k 3 V t 1/n ) Derivata prima Derivata seconda Velocità ottima Durata alla velocità ottima 32

33 Tempo Costo Velocità ottima > Durata alla velocità ottima < essendo: t cu < t cu + c ut /c m 33

34 considerazioni 1 Ln D u 45 n<1 Ln V t D u opt acciaio = = 8 ipotizzando D u opt carburi acciaio carburo t cu acciaio = 3 t cu carburi C acciaio = 0.3 C carburi n acciao = 0.12 n carburo =

35 3 strategie c p t p t p c p zona di massima redditività V t opt costo V t opt tempo V t 35

36 Classificazione delle lavorazioni per asportazione di truciolo Classificazione secondo i movimenti Moto di taglio Moto di avanzamento Moto di registrazione - rettilineo - alternativo - rotatorio - continuo - intermittente - per posizionare l utensile in prossimità della zona di lavoro all utensile o al pezzo 36

37 Classificazione secondo il contatto utensile pezzo Continuo Monotaglienti Bitaglienti Pluritaglienti - tornitura - limatura - piallatura - stozzatura - foratura - brocciatura Discontinuo Pluritaglienti Taglienti indefiniti - fresatura - rettifica 37

38 Classificazione secondo il moto di taglio Rotatorio Rettilineo Torni (pezzo) Limatrici (utensile) Trapani (utensile) Piallatrici (utensile) Alesatrici (utensile) Stozzatrici (utensile) Fresatrici (utensile) Brocciatrici (utensile) Rettificatrici (utensile) In genere è più facile mettere in movimento ad elevata velocità l utensile piuttosto che il pezzo 38

39 Tornitura Moto di taglio: pezzo rotatorio Moto di avanzamento: utensile lineare rettilineo o meno Moto di registrazione: utensile lineare discontinuo Moto di lavoro: elicoidale 39

40 Struttura tornio Elementi caratteristici del tornio: bancale (guide) 2. testa (mandrino) 3. carro porta-utensile (torretta) 4. controtesta

41 Lavorazioni possibili tornitura cilindrica esterna tornitura piana esterna, sfacciatura 41

42 tornitura esterna di superfici complesse tornitura interna 42

43 filettatura interna/esterna esecuzione di gole 43

44 troncatura zigrinatura 44

45 Attrezzature per torni modi di serraggio: (a) tra punta e contropunta con brida e disco menabrida a (b) con autocentrante dall esterno (c) con autocentrante dall interno (d) con autocentrante con griffe tornibili b c d (e) con piattaforma a griffe indipendenti (f) con piattaforma e squadra e f g (g) su spina, tra punta e contropunta (h) con trascinatore frontale, fra le punte h 45

46 Utensile elementare di tornitura posizionamento relativo utensile / pezzo sistema di riferimento 46

47 forma dell utensile angoli della sezione normale angoli del profilo α β γ angoli di registrazione χ angolo di inclinazione λ 47

48 Effetto di χ e λ sulla formazione del truciolo χ = 45, λ > 0 χ = 0, λ > 0 χ = 0, λ = 0 χ = 0, λ < 0 χ = 45, λ < 0 48

49 Forze di taglio Ft serve principalmente per la determinazione della potenza di taglio (Fz) Fr Ft Fa Fa influenza inflessione utensile, contribuisce (poco) alla potenza di taglio Fr determina principalmente l inflessione del pezzo e quindi le tolleranze di lavorazione non contribuisce alla potenza di taglio Ft : Fr : Fa 1 : 1/3-1/4 : 1/4-1/5 Componenti della forza di taglio 49

50 Individuazione della sezione del truciolo A = h x b h = a x sin χ b = p / sin χ a A = a x p p χ A = sezione del truciolo h = spessore del truciolo b = larghezza del truciolo a = avanzamento per giro p = profondità di passata χ= angolo di registrazione del tagliente principale ψ + ψ = angolo dell utensile robustezza dell utensile χ ψ ψ 50

51 Forza di taglio e potenza di lavorazione F t = K s A = K s a p = K so h -z a p K s = pressione di taglio K so = pressione specifica di taglio P = Σ F i V i = F t V t + F a V a + F r V r V t = r ω = r 2 π n / 60 / 1000 = π d n / 60 / 1000 V a = a n / 60 / 1000 V r = 0 ω [rad / s] n [giri / minuto] r [mm] a = [mm / giro] V t, V a, V r [ m / s] 60 s / min ; 1000 mm / m 51

52 P = F t π d n / 60 / F a a n / 60 / 1000 = = n F t ( π d + α a ) / 60 / 1000 essendo Fa = α F t con α [ 1/4-1/5 ] π 3 d > alcuni mm a < 1 mm e quindi, essendo si ha che π > α e d > a π d >> α a e quindi si può trascurare la P a in conclusione P = F t V t = F t p d n = K s a p π d n / 60 /

53 Tempo di lavorazione t = L / V a = L / a / n * 60 * 1000 V a = a n / 60 / 1000 aumenta la rugosità Per ridurre il tempo di lavorazione si può: aumentare a aumentare n V t = π d n / 60 / 1000 aumenta la potenza richiesta 53

54 Rugosità nelle operazioni di tornitura La rugosità teorica dipende da fattori geometrici La rugosità reale dipende da: - deformazioni plastiche - vibrazioni - dilatazioni termiche differenziali - attrito - struttura cristallina - velocità di taglio (v t, Ra ) - angolo g (g, Ra ) - raggio di raccordo fra i taglienti (r, Ra ) - profondità di passata (p, Ra ) - avanzamento (f, Ra ) - usura utensile 54

55 Rugosità teorica I caso: taglienti non raccordati p χ a χ Rt V a a/2 B H χ A C χ δ D δ Linea di compenso L H a D 0 R a = 1 / L y dx = 1 / a (AHH + ABC + CDD ) = 1 / a ( 2 a/2 δ/2) = δ/2 e R t = 4 R a (valida per profili simmetrici e lineari) 55

56 Determinare: δ = δ ( a, χ 1, χ 2 ) B a / 2 = a 1 + a 2 δ = a 1 tan χ = a 2 tan χ A χ P a 1 a 2 a / 2 χ C δ a 1 = δ tan χ a 2 = δ tan χ a / 2 = δ ( 1/tan χ + 1/tan χ ) δ = a/2 / ( 1/tan χ + 1/tan χ ) R a = δ /2 = a/4 / ( 1/tan χ + 1/tan χ ) χ χ a R a aumenta ( ruotare l utensile vuol dire far variare in senso opposto χ e χ e quindi le tangenti ) 56

57 2 caso: taglienti raccordati: a r + Si dimostra l effetto dell avanzamento è analogo (al quadrato) l effetto degli angoli di registrazione e sostituito dall effetto del raggio di raccordo Formula di Schmalzl (valida se lavora solo la parte raccordata) -> R a = 1000/32 a 2 / r a [ mm ] r [ mm ] R a [ µm ] 57

58 Sequenza delle operazioni e scelta dei parametri grezzo finito -- fonderia grezzo da -- semilavorato da deformazione plastica 58

59 Quanto deve essere asportato : la differenza fra quota del grezzo e quota del finito H tot è noto In quante passate H tot = H 1 + H H n? Elementi di valutazione: tolleranze / finiture tolleranze richieste finitura superficiale richiesta modeste poche passate, grande profondità elevate molte passate, le ultime con piccola profondità sgrossatura semifinitura finitura 59

60 Come deve essere asportato : il più velocemente possibile il più economicamente possibile compatibilmente con i vincoli di -- tolleranze -- finiture -- forze -- potenze -- Il più velocemente possibile vuol dire Il più economicamente possibile vuol dire Compatibilmente con i vincoli vuol dire alla velocità di taglio ottima per il tempo con l avanzamento più grande possibile alla velocità di taglio ottima per il costo usurando gli utensili il meno posssibile..? 60

61 Compatibilmente con i vincoli vuol dire che: Parametri le forze in gioco non devono essere troppo elevate per evitare che il pezzo si infletta troppo (scarse tolleranze) piccoli p e a l avanzamento deve essere adeguato per ottenere la rugosità richiesta piccolo a La Vt deve essere piccola per non usurare troppo gli utensili Utensili l utensile deve essere abbastanza robusto per non rompersi sotto l azione delle forze di taglio grande β deve essere fatto con un materiale povero per non costare troppo Macchine la macchina deve essere abbastanza robusta per non deformarsi sotto l azione delle forze di taglio la macchina deve essere abbastanza potente per fornire adeguata Vt e F 61

62 Tolleranze materiale idealmente asportato Caso ideale: no forze no deformazioni rigidezza infinita v r φ p φ v a Caso reale: forze deformazioni elasticità F materiale realmente asportato 62

63 caso ideale caso reale mandrino autocentrante caso reale punta e contropunta 63

64 Soluzione: ridurre le forze ridurre la sezione del truciolo ridurre p e a Metodo del Ks Riduzione di p: Riduzione di a: aumenta il numero di passate aumenta il tempo della singola passata 64

65 Finiture Relazione di Schmalzl Aumentare raggio dell utensile Diminuire l avanzamento aumenta ingombro dell utensile aumenta il tempo della passata 65

66 Forze Metodo del Ks sul pezzo forze troppo grandi basse tolleranze vedi sopra sull utensile forze troppo grandi rischio rottura aumento (piccolo) usura sulla macchina forze troppo grandi potenze elevate deformazioni danni e rischi vari 66

67 Potenze P = F V t = K s A V t = K s a p V t Se la potenza disponibile è inferiore alla potenza richiesta è necessario: ridurre le forze (a o p) o ridurre la velocità ridurre la potenza riducendo l avanzamento porta a: finiture superficiali migliori aumento dei tempi di lavorazione ridurre la potenza riducendo la profondità di passata porta a: tolleranze migliori aumento dei tempi di lavorazione ridurre la potenza riducendo la velocità di taglio porta a: minore usura utensili aumento dei tempi di lavorazione 67

68 Ottimizzazione non vincolata ad un parametro esiste sicuramente almeno una soluzione Ottimizzazione vincolata multi parametri Ottimizzazione vincolata pochi parametri potrebbero non esistere soluzioni Ottimizzazione vincolata ad un parametro 68

69 Fresatura Moto di taglio utensile rotatorio Moto di avanzamento pezzo lineare rettilineo o meno Moto di registrazione pezzo lineare discontinuo Moto di lavoro cicloidale Periferica asse fresa // superficie lavorata Frontale 69

70 Struttura fresatrici orizzontale verticale per attrezzisti 70

71 Lavorazioni possibili spianatura esecuzione scanalature taglio ruote dentate 71

72 esecuzione cave 72

73 fresatura di superfici complesse interna contornatura esterna 73

74 Velocità di taglio Vt = ω r = 2 π n / 60 (m/s) Avanzamento della fresa: f [mm/giro] Avanzamento per dente: fz [mm/giro] velocità di avanzamento: V f = f n [mm/s] Numero di denti: z Profondità di passata assiale d a (mm) Profondità di passata radiale d r (mm) da 74

75 Fresatura periferica fresatura in discordanza (up milling) fresatura in concordanza (down milling) 75

76 Forze di taglio Sezione del truciolo è necessario individuare la traiettoria del dente: y il moto relativo, somma del moto di avanzamento con il moto di taglio è dato dal rotolamento senza strisciamento di una polare mobile su una polare fissa; la fresa è solidale con la polare mobile f z f z centro istantanea rotazione A B A B x polare fissa f = z f z polare mobile Diagramma delle velocità di un punto sulla periferia della fresa quando si trova alle varie distanze dalla polare fissa 76

77 Con alcune ipotesi semplificative: - trascuriamo centro di istantanea rotazione - un solo dente in presa - denti dritti lo spessore del truciolo vale: da hθ = AD AB = AC sinθ = f z sinθ lo spessore medio: h med 1 ϕ = hθ dθ f = 0 d f Dϕ 2 r z lo spessore massimo: dr hmax = f z sinϕ = f z 2 1 D dr D ( da semplificare se d r << D ) 77

78 Le forze di taglio hanno quindi il seguente andamento: F t t φ t 2 π t φ f z f z f z θ 1 θ 2 θ 3 dr vibrazioni urti usura utensile avere almeno 3 denti in presa 78

79 Potenza di lavorazione F M t, θ t, θ = = K A s s θ K A θ D 2 (per un dente in presa) D D D M t = K s Aθ K s Amedio = K s z d a h θ med M tω K s d a hmed D ω P = = ζ η 2η h med = d f Dϕ 2 r z ω = 2π n ϕ ζ = = ϕ 0 2 ϕ π z P t K d d z f n η s a r z = = K d d V s a r f η P a viene trascurata 79

80 Confronto up milling vs down milling usura dorsale frontale quindi α grande γ piccolo il pezzo viene sollevato schiacciato quindi basse tolleranze migliori tolleranze il pezzo viene spinto contro l utensile allontanato dall utensile quindi moto regolare moto irregolare quindi sistema di recupero automatico dei giochi zona di lavoro già lavorata crosta superficiale non adatta su grezzi di fonderia 80

81 y Rugosità teorica per simmetria viene soddisfatta per x = c f z 2 R ω t + V t = sin ( ) c f c f z 2 ma per piccoli angoli ( ω t ) sin c ω tc c allora: f z dobbiamo trovare l ascissa e l ordinata del punto c x t c f f = 2 = 2 ω R + V V + V f t f f z f z f z ω ω ω t c = = = ω R + z f f z n ω z ω R + z f z R + z 2π 2π 81

82 L ordinata y è la rugosità massima (altezza picco valle) 2 2 Y = R 1 cos ( ω tc ) R 1 1 sin ( ω tc ) R 1 1 ( ω t = c ) f 2 z 2 2 ( ω t ) c R 2 R 1 1 ( ) 2 R π f z R = ω tc = f = z R z 2 + 2R ± z f 2π 2 ( ) 2 R max R π f z se 2π R? z f z f z = R 2 max = 2 8R ( 2R ± z f ) + discordanza - concordanza NB: la rugosità reale è maggiore 82

83 Tempo di lavorazione t = L / V a = L / f / n * 60 * 1000 V a = f n / 60 / 1000 aumenta la rugosità Per ridurre il tempo di lavorazione si può: aumentare a aumentare n V t = π d n / 60 / 1000 aumenta la potenza richiesta 83

84 traiettoria dente Fresatura frontale spessore del truciolo arco di lavoro A A O φ 1 φ 2 H θ C H B B dr h = HH ' HC cosθ = f cosθ θ 1 ϕ f ϕ = θ θ θ ϕ = = ϕ 1 1 z hmed h d cos d ϕ θ 2 ϕ2 f z f = sinϕ1 sin ϕ2 sinϕ1 sinϕ2 ϕ = + ϕ z z ( ) [ ] D D dr fz se sinϕ1 + sinϕ2 = dr hmed = Dϕ 84

85 Traiettoria di lavoro Appostamento d + d <2d Sovrapposizione delle passate r avanti / avanti + + avanti / indietro + Extra corsa 85

86 Foratura Moto di taglio utensile rotatorio Moto di avanzamento utensile rettilineo Moto di registrazione utensile e pezzo Moto di lavoro elicoidale lavorazioni 86

87 Struttura trapani da banco, sensitivo a colonna radiale 87

88 Punta elicoidale Struttura della punta: codolo, testa, corpo Grandezze caratteristiche: angolo fra i taglienti quadretto faccette di affilatura 88

89 Altri utensili per foratura Refrigerata ad inserti a gradini doppia da centri svasatore svasatore conico bareno 89

90 Lavorazioni non convenzionali Diverso modo di utilizzare l energia/nuove forme di energia: Energia meccanica Energia elettrochimica Energia chimica Energia elettrica Energia termica - water-jet - abrasive-jet - ultrasuoni - deformazione alta velocità - erosione elettrochimica - scarica elettrochimica - dissoluzione chimica - elettroerosione - fascio elettronico - laser - plasma Lavorazioni Asportazione non di truciolo convenzionali 90

91 Confronto tra varie tecnologie v a tolleranza Ra stato superficiale [mm 3 /min] [mm] µm truciolo incrudita rettifica incrudita lappatura poco incrudita elettroerosione fusa laser fusa awj incrudita elettrochimiche inalterata ultrasuoni incrudita V a truciolo in funzione della durezza del materiale elettroerosione HV Lavorazioni Asportazione non di truciolo convenzionali 91

92 Elettroerosione a filo curve / raccordi meccanismo infilaggio filo taglio incompleto inclinazione filo (sesto asse controllato) macchina Lavorazioni Asportazione non di truciolo convenzionali 92

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