LAVORAZIONI INDUSTRIALI

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1 TORNITURA 1 LAVORAZIONI INDUSTRIALI Nelle lavorazioni industriali per asportazione di truciolo sono sempre presenti: Pezzo Grezzo Macchina Utensile Utensile Attrezzatura 2 1

2 TORNITURA 3 TORNITURA Obiettivo: ottenere superfici assialsimmetriche Moto di taglio: di tipo rotatorio uniforme, intorno all asse di tornitura, posseduto dal pezzo Moto di avanzamento: di tipo traslatorio uniforme, rettilineo o curvilineo, posseduto dall utensile 4 2

3 TORNITURA 5 TORNITURA Superfici piane - Ottenute con: avanzamento longitudinale e // all asse di rotazione del pezzo per lavorazione, con utensile a coltello, di uno spallamento avanzamento trasversale e all asse di rotazione del pezzo (sfacciatura e troncatura) Superfici cilindriche - Ottenute con: avanzamento longitudinale e // all asse di rotazione del pezzo Superfici coniche - Ottenute con: avanzamento con moto rettilineo secondo una direzione complanare ed obliqua rispetto all asse di rotazione del pezzo Calotte sferiche Ottenute con: Avanzamenti longitudinale e trasversale tali da far descrivere all utensile un arco di cerchio con asse ortogonale incidente quello di rotazione del pezzo Superfici toroidali Ottenute con: Come nel punto precedente ma con assi ortogonali ma sghembi rispetto a quello di rotazione del pezzo 6 3

4 TORNITURA Superfici di rivoluzione di forma generica Ottenute con: avanzamenti longitudinale e trasversale risultanti in una traiettoria dell utensile del tutto generica (anche se generalmente composta da segmenti rettilinei ed archi di cerchio) Filettature Ottenute con: avanzamento longitudinale, pari al passo, impresso ad un utensile di forma (corrispondente al vano tra due filetti adiacenti) 7 TORNITURA Tornitura esterna: Si lavora la superficie esterna del pezzo Tornitura interna: Si lavora la parete di un foro, passante o cieco In entrambi i casi si possono eseguire sia moti di avanzamento longitudinali, sia trasversali 8 4

5 TORNITURA Tornitura esterna con avanzamento longitudinale (a e) Tornitura esterna con avanzamento trasversale (f q) Foratura e allargatura (r, s) Tornitura interna con avanzamento longitudinale e trasversale (t y) 9 TORNITURA a) Tornitura esterna longitudinale con utensile a coltello (χ=90) b) Tornitura esterna longitudinale con utensile di sgrossatura (χ<90) c) Tornitura esterna longitudinale con utensile di finitura d) Tornitura conica e) Filettatura 10 5

6 TORNITURA f) Sfacciatura con con utensile a coltello (χ=90) g) Sfacciatura (utensile con χ<90) h) Svasatura i) Smusso esterno l) Smusso interno 11 TORNITURA m) Lavorazione di gola (forma generica) n) Lavorazione di gola (forma rettangolare) o) Lavorazione di gola (forma rettangolare) p) Troncatura q) Sagomatura mediante utensile di forma 12 6

7 TORNITURA r) Foratura dal pieno con punta elicoidale s) Allargatura (allargatore pluritagliente) 13 TORNITURA t) Tornitura interna longitudinale u) Tornitura interna longitudinale + Sfacciatura x) Gola di scarico (utensile di forma) y) Filettatura interna 14 7

8 TORNIO Tornio parallelo manuale 15 Comando cambio di velocità Comando movimenti barra o madrevite Mandrino autocentrante Vite per fissaggio torretta Rubinetto per liquido refrigerante Contropunta Controtesta Volantino movimento contropunta Madrevite Barra avanzamento automatico Comandi cambio di avanzamenti e passi per filettature 16 Carro Bancale Barra avviamento rotazione mandrino 8

9 TORNIO Torretta portautensili Volantino slitta portautensili Volantino slitta trasversale Comando avanzamento automatico longitudinale Comando avanzamento automatico trasversale Innesto madrevite Volantino spostamento manuale del carro Avviamento rotazione mandrino

10 Moto del carro tramite barra scanalata 19 TORNIO Tornio a controllo numerico 20 10

11 Centri di tornitura CNC

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15 Shortt.wmv shortpawn.wmv shortlathempg.wmv 29 ATTREZZATURA Serve per: definire in maniera univoca la posizione del pezzo in lavorazione (riferimento) bloccare il pezzo in lavorazione (bloccaggio) il pezzo non deve spostarsi sotto l azione delle forze di lavorazione 30 15

16 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna montaggio a sbalzo con contropunta tra le punte 31 TORNIO: Mandrino Autocentrante 32 16

17 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna piattaforma a tre griffe autocentranti 33 Tornitura cilindrica esterna / interna piattaforma a quattro griffe indipendenti Bloccaggio pezzi 34 17

18 TORNIO: controtesta e contropunta 35 ATTREZZATURA Foro da centro 36 18

19 TORNIO: Contropunta 37 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna tra le punte brida + menabrida trascinatore frontale 38 19

20 39 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna di pezzi piccoli pinze elastiche 40 20

21 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna di pezzi snelli supporto del pezzo tramite lunetta 41 TORNIO: Controtesta e Lunetta Lunetta Controtesta 42 21

22 TORNITURA Parametri di lavorazione caratteristici: avanzamento a [mm/giro] profondità di passata p [mm] spessore di truciolo s [mm] sezione di truciolo S [mm 2 ] velocità di taglio v t [m/min] Sezione teorica: è data dal prodotto fra profondità di passata e avanzamento: S = a p 43 SEZIONE DEL TRUCIOLO Sezione equivalente: è l area del parallelogramma di cui un lato è pari alla lunghezza del profilo utensile in presa con il materiale l e e l altezza è pari a s e (spessore del truciolo equivalente): s e = S / l e = (a p) / l e S e = s e l e 44 22

23 SEZIONE DEL TRUCIOLO Sezione reale: è la sezione effettiva del truciolo dopo il distacco dal pezzo. S r = s 1 l 1 45 FORZE E POTENZA IN TORNITURA 46 23

24 FORZE IN TORNITURA Componenti della forza F r F t F a R F a = Forza di avanzamento F r = Forza di repulsione F t = Forza di taglio 47 POTENZA IN TORNITURA Calcolata attraverso il prodotto scalare: r r P = R v = F v + F v + F v t t a a r r Poiché: v r = 0 P = F v + F t t a v a Inoltre: Quindi: v << v F < a P = F t v t t a F t 48 24

25 FORZE IN TORNITURA Metodo della pressione di taglio F t = p t S F t = p = S s p t 1/ n p s ( 1 1/ n S )

26 51 Verifiche in tornitura Affinché una lavorazione sia realizzabile è necessario verificare che: la profondità di passata considerata sia compatibile con l utensile selezionato l avanzamento selezionato sia nell intervallo di ammissibilità per il tornio la velocità di taglio e, quindi, il numero di giri selezionato sia compatibile con le caratteristiche del tornio la potenza necessaria alla lavorazione sia effettivamente erogabile dal tornio considerato 52 26

27 Verifiche in tornitura inoltre, è necessario verificare che: i parametri di taglio siano compatibili con la finitura superficiale richiesta i parametri di taglio siano compatibili con le tolleranze dimensionali e geometriche imposte l attrezzatura selezionata sia in grado di afferrare saldamente il pezzo in lavorazione 53 Verifiche sull attrezzatura M r M t 54 27

28 Verifica dell autocentrante Momento di taglio: M t = F t D / 2 Momento resistente: M r = z μ p A D* / 2 dove: z = numero di griffe dell autocentrante; p = pressione di contatto griffa-pezzo; A = area di contatto griffa-pezzo; μ = coefficiente di attrito statico; D = diametro del pezzo in corrispondenza dell utensile; D* = diametro del pezzo in corrispondenza delle griffe. μ = 0.15 per griffe in acciaio dolce; 0.25 per griffe con profilo ondulato; per griffe rigate in acciaio temprato. 55 Verifica dell autocentrante Affinché la lavorazione sia eseguibile, si deve verificare che: M t = F t D / 2 < M r = z μ p A D* / 2 N.B. Se i dispositivi dell autocentrante sono di tipo meccanico, allora la pressione di contatto p varia con la velocità di rotazione n: se n aumenta, p diminuisce! 56 28

29 INFLESSIONE DEL PEZZO 57 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 1: a sbalzo (autocentrante) F t N.B. La freccia f è massima quando la forza è applicata all estremità libera. f = 1 3 Ft E 3 L J [mm] 58 29

30 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 2: autocentrante - contropunta F t N.B. La freccia f è massima quando L L f Ft E 3 L J [mm] 59 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 3: tra le punte (punta - contropunta) F t N.B. La freccia f è massima quando L 1 = L/2 f = 1 48 Ft E 3 L J [mm] 60 30

31 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 1: a sbalzo (autocentrante) f = 1 3 Ft E 3 L J [mm] Caso 2: autocentrante - contropunta f Ft E 3 L J [mm] Caso 3: tra le punte (punta - contropunta) f = 1 48 Ft E 3 L J [mm] 61 RUGOSITA SUPERFICIALE 62 31

32 RUGOSITA SUPERFICIALE Rugosità Teorica: utensile con raggio di punta nullo 63 RUGOSITA SUPERFICIALE Rugosità Teorica: utensile con raggio di punta r

33 RUGOSITA SUPERFICIALE Influenza dell avanzamento a e del raggio di punta r 65 RUGOSITA SUPERFICIALE Influenza della velocità di taglio sulla rugosità reale 66 33

34 RUGOSITA SUPERFICIALE Esempio dell influenza dell avanzamento 1000 Ra = 32 a 2 r 67 Tipologie utensili Tornitura esterna Tornitura interna Fig

35 Tipologie utensili Contornatura: a k Tornitura longit. Dx: b Tornitura cilindrica e sfacciatura: c Tornitura cilindrica e sfacciatura (ut. a losanga): d - e Tornitura cilindrica e sfacciatura (ut. tondo): f Sgrossatura longitudinale Dx: g Utensile a coltello: h Tornitura esterna 69 Tipologie utensili Tornitura interna Tornitura longit. Di sgrossatura: i Tornitura di gole e spallamenti: l - m Tornitura longitudinale: n - p Utensile a coltello: q Contornatura: r 70 35

36 Filettatura Schema di realizzazione p z1 = Fig 5.22 pm z2 71 Filettatura Utensili per filettare Fig

37 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura 73 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura INCREMENTO RADIALE Tagliente principale e secondario sono impiegati in egual misura La lunghezza su cui avviene il taglio è elevata Possibile insorgenza di vibrazioni dannose per la finitura superficiale 74 37

38 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura INCREMENTO PARALLELO AL FIANCO DEL FILETTO Tagliente secondario impiegato su una lunghezza minore (pari all incremento stesso) Migliore formazione e controllo del truciolo Possibilmente incrementi tali da garantire una sezione costane del truciolo 75 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura INCREMENTO ALTERNATO Utilizzato per filettature di grande diametro Usura indifferenziata tra i due taglienti e maggiore durata utensile 76 38

39 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura Gli inserti con profilo a V, comunemente utilizzati, non permettono di lavorare le creste del filetto Con inserti a PROFILO COMPLETO è invece possibile realizzare l intera forma del profilo filettato Nel caso di inserti a DOPPIO PROFILO il secondo dente penetra più in profondità nella superficie lavorata Esistono anche utensili dotati di più pettini 77 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura 78 39

40 Utensili speciali Inserti autobloccanti per lavorazioni di gole radiali e di troncatura 79 Utensili speciali Inserti autobloccanti per lavorazioni di gole radiali e di troncatura 80 40

41 Un tornio frontale manuale Configurazione orizzontale Lavorazione di pezzi con elevati diametri e lunghezza limitata I torni semifrontali presentano anche la controtesta 81 Un tornio verticale manuale Configurazione verticale Lavorazione di pezzi con elevati diametri e lunghezza limitata 82 41