Indice Prefazione XIII 1 Introduzione alle tecnologie di fabbricazione 2 Principi fondamentali della produzione per fonderia

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1 Indice Prefazione XIII 1 Introduzione alle tecnologie di fabbricazione 1 Introduzione Processi tecnologici di trasformazione Precisione nelle trasformazioni Attributi geometrici dei prodotti Accuratezza dimensionale dei prodotti Tolleranze dimensionali Tolleranze unificate Tolleranze geometriche Qualità delle superfici lavorate Caratteristiche dei processi di trasformazione 13 Bibliografia essenziale 15 2 Principi fondamentali della produzione per fonderia 17 Introduzione Fonderia in forme transitorie e in forme permanenti Classificazione dei processi di fonderia Ciclo di fabbricazione dei getti Fusione dei materiali metallici e problemi connessi Fusione dei metalli e delle leghe Versamento e moto del metallo fuso nelle forme Caratteristiche del metallo fuso Analisi ingegneristica della colata Estrazione termica e la solidificazione Meccanismi di solidificazione dei getti Solidificazione dei metalli e delle leghe Formazione della microstruttura nei getti Affinazione del grano nei getti Effetti al raffreddamento Fenomeno del ritiro e i suoi effetti Compensazione degli effetti del ritiro Formazione di soffiature Tensioni di ritiro Colabilità dei materiali da fonderia 52 Bibliografia essenziale 52

2 VIII Indice 3 Processi di fonderia in forme transitorie e permanenti 53 Introduzione Realizzazione delle forme Processi e modalità di formatura in terra Modelli Risoluzione dei sottosquadri Anime Terre di fonderia Tecniche di fonderia di precisione Microfusione Fonderia con modelli transitori in schiuma Modello Principali problematiche Fonderia con forme permanenti Aspetti generali della colata in conchiglia Aspetti realizzativi delle forme metalliche Metodi e tecniche di colata Colata per gravità Colata con applicazione di pressione Colata centrifuga Fonderia con controllo della solidificazione Fonderia con solidificazione sottopressione Fonderia con controllo direzionale della crescita del grano Materiali da fonderia Assicurazione di qualità e difetti nei getti Difetti esterni Difetti interni 87 Bibliografia essenziale 88 4 Aspetti generali delle lavorazioni per deformazione plastica 89 Introduzione Struttura cristallina dei materiali metallici Difetti reticolari nei cristalli reali Micro-meccanismi di scorrimento plastico Cenni sulla meccanica delle dislocazioni Meccanica della deformazione plastica Forze e tensioni Misura delle deformazioni Analisi del comportamento plastico in condizioni di carico mono-assiale a temperatura ambiente Modelli reologici a temperatura ambiente Condizioni di plasticità per materiali duttili Relazioni tra tensioni e deformazioni in campo plastico Dipendenza delle caratteristiche di flusso plastico dai parametri di lavorazione Prove di compressione e di torsione Dipendenza delle caratteristiche di flusso plastico dalla temperatura e dalla velocità di deformazione Modelli reologici a caldo Progettazione delle lavorazioni per deformazione plastica Obiettivi e vincoli nella progettazione dei processi di formatura Metodologie semplici di analisi dei processi di formatura 130 Bibliografia essenziale 138

3 Indice IX 5 Processi di formatura massiva 139 Introduzione Aspetti peculiari dei processi di formatura massiva Attrito nei processi di formatura massiva Effetto della temperatura sulla formatura massiva Forgiatura dei metalli (fucinatura e stampaggio) Fucinatura libera Valutazione della forza necessaria per la ricalcatura di pezzi prismatici in stato piano di deformazione Valutazione della distribuzione delle pressioni nella ricalcatura di pezzi cilindrici Stampaggio Stima del carico di stampaggio Difetti nei prodotti forgiati Estrusione dei metalli Meccanismo di deformazione nell estrusione Valutazione della forza e della potenza necessaria per l estrusione Cenni sugli impianti e sulle attrezzature utilizzate per l estrusione dei metalli Difetti nei prodotti estrusi Trafilatura dei metalli Valutazione della forza e della potenza necessaria per la trafilatura Cenni sugli impianti e sulle attrezzature utilizzate per la trafilatura Laminazione dei metalli Meccanismo di deformazione nella laminazione dei metalli Metodi semplificati per la valutazione della coppia e della potenza necessaria per la laminazione dei metalli Cenni sugli impianti di laminazione Difetti nei prodotti di laminazione Processi speciali di laminazione Principali test per la valutazione delle condizioni di attrito nei processi di formatura massiva Ring-test Double-cup extrusion test 196 Bibliografia essenziale Processi di formatura a freddo delle lamiere 199 Introduzione Aspetti peculiari delle lavorazioni delle lamiere Anisotropia delle lamiere Formabilità delle lamiere Tranciatura delle lamiere Meccanismo di deformazione nella tranciatura Influenza del gioco sul meccanismo di deformazione Forze necessarie per la tranciatura Tranciatura fine Piegatura delle lamiere Processi di piegatura con lamiera ferma Processi di piegatura con lamiera in movimento Fenomeno del ritorno elastico Imbutitura e stampaggio delle lamiere 226

4 X Indice Imbutitura profonda di elementi cilindrici Scelta dei parametri operativi nell imbutitura profonda Imbutitura di elementi prismatici Tecnologie innovative di formatura delle lamiere Processi di idroformatura delle lamiere Processi di idroformatura dei tubi Processi di formatura incrementale delle lamiere 246 Bibliografia essenziale Principi fondamentali del taglio dei metalli 253 Introduzione Meccanica della formazione del truciolo Forze di taglio nel taglio ortogonale Modello di Lee & Shaffer Aspetti termici della formazione del truciolo Variabili di processo nella formazione del truciolo Angolo di spoglia frontale Spessore del truciolo prima del taglio Larghezza di taglio Velocità di taglio Materiale lavorato Materiale dell utensile 273 Bibliografia essenziale Lavorazioni per asportazione di truciolo con utensili da taglio 275 Introduzione Tornitura Foratura Alesatura e barenatura Fresatura Fresatura Periferica Fresatura frontale Brocciatura Materiali per utensili Durata degli utensili Cenni di economia del taglio Ottimizzazione rispetto al minimo costo del prodotto Ottimizzazione rispetto alla massima produttività Materiali di più comune utilizzo e loro lavorabilità Acciai Rame Ottone Bronzo Alluminio Magnesio Titanio Leghe a base di nichel 316 Bibliografia essenziale Taglio delle ruote dentate 319 Introduzione Dentatrice a creatore Dentatrice a stozzare Finitura delle ruote dentate: rasatura o sbarbatura 329 Bibliografia essenziale 331

5 Indice XI 10 Rettificatura 333 Introduzione La mola Caratteristiche fondamentali delle mole Meccanismo di formazione del truciolo nella rettificatura Scelta della velocità di taglio Il processo di rettifica Processi speciali di rettificatura La rettifica dal pieno La rettifica senza centri La rettifica pendolare La rettifica degli ingranaggi cilindrici 362 Bibliografia essenziale Processi di collegamento 365 Introduzione Saldatura Saldatura ad arco Saldatura per resistenza Saldatura allo stato solido Giunzione meccanica Giunzione senza materiale ausiliario Giunzione con materiale ausiliario Confronto tra la saldatura per punti e le tecniche di giunzione meccanica 403 Bibliografia essenziale Simulazione dei processi produttivi: il metodo degli elementi finiti 407 Introduzione Cenni generali sul metodo degli elementi finiti Applicazione del FEM ai processi di formatura Flow formulation Solid formulation Dynamic formulation Codici FEM per la simulazione dei processi di formatura CAD e discretizzazione Introduzione dei dati del materiale e dei parametri di processo Generazione del file di dati e analisi Presentazione e analisi dei risultati Applicazione del FEM ai processi di fonderia Applicazione del FEM al taglio dei metalli Caratterizzazione del comportamento termico-meccanico del materiale Modellizzazione delle condizioni di attrito e di scambio termico Modellizzazione della formazione e della rottura del truciolo Approccio integrato alla progettazione dei processi produttivi 431 Bibliografia essenziale Lavorazioni speciali 435 Introduzione Classificazione delle lavorazioni speciali Lavorazioni con fascio laser Principio fisico del laser Sistemi laser Applicazioni industriali del laser 442

6 XII Indice Taglio laser Saldatura laser Altre lavorazioni con fasci Lavorazioni con il fascio elettronico Lavorazioni con il plasma Processi per elettroerosione Principio fisico del processo Cenni sulle macchine per elettroerosione e sui metodi di lavorazione Vantaggi, limitazioni e campi di applicazione dell elettroerosione Lavorazioni per erosione meccanica Lavorazioni con ultrasuoni Lavorazioni con getti liquidi e gassosi Lavorazioni per erosione elettrochimica e chimica 464 Bibliografia essenziale 465

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