Tecnologia Meccanica. Asportazione di truciolo 1

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1 PARTIMENTO INGEGNERIA Asportazione di truciolo 1

2 PARTIMENTO INGEGNERIA 2.Asportazione di truciolo Fonti Giusti M., Santochi F., e studi di fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana Cap.7 par. 7.4 e 7.5 Cap.8 Asportazione di truciolo 2

3 PARTIMENTO INGEGNERIA Il taglio obliquo La gran parte delle lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo avviene in condizioni di taglio obliquo, cioè con il tagliente dell utensile non perpendicolare alla velocità di taglio. Nella maggior parte dei casi il taglio avviene in modo obliquo (taglio ortogonale raro) con più di un tagliente a1vo problema tridimensionale Asportazione di truciolo 3

4 PARTIMENTO INGEGNERIA Il taglio obliquo Moti illustrati vengono misurati mediante i parametri di taglio: Moto di taglio Velocità di taglio (v, [m/min] o [m/s]) Moto di alimentazione Avanzamento (a, [mm/giro]) Moto di appostamento Profondità di passata (p, [mm]) I taglienti dell utensile sono due (principale e secondario), collegati da un raccordo circolare avente un certo raggio. Il moto complessivo dello spigolo di taglio rispetto al pezzo è elicoidale, ed è dato dalla composizione del moto di taglio e di quello di avanzamento. La geometria del profilo ottenuto sulla superficie lavorata è di tipo elicoidale e dipendente dalla maggiore o minore partecipazione del raccordo e del tagliente secondario al processo di taglio. Il legame col taglio ortogonale può essere ritrovato analizzando le varie sezioni A-A, tenendo presente però che le condizioni di taglio variano da sezione a sezione. Asportazione di truciolo 4

5 PARTIMENTO INGEGNERIA Il taglio obliquo Taglio obliquo: tagliente dell utensile non è perpendicolare al vettore velocità Es. utensile monotagliente inclinato dell angolo λ rispetto alla direzione normale al vettore della velocità di taglio Truciolo elicoidale si muove lateralmente e lontano dalla zona di taglio e non ostacola come nel taglio ortogonale. λ:angolo di inclinazione del tagliente λ=0 λ 0 Asportazione di truciolo 5

6 PARTIMENTO INGEGNERIA Il taglio obliquo La velocità di flusso del truciolo formerà con la perpendicolare al tagliente un angolo γ c (angolo di flusso del truciolo). Angolo γ t, l'angolo di inclinazione normale, proprietà geometrica dell'utensile - angolo tra oz normale alla superficie del pezzo e oa sulla superficie dell'utensile. Il materiale si avvicina l'utensile con velocità V e come truciolo si allontana a velocità V t. L'angolo di spoglia effettiva, γ e, è calcolato nel piano formato da queste due velocità. Se γ c = λ (verificata sperimentalmente): γ e = sin -1 (sin 2 λ + cos 2 λsinγ t ) se λ γ e truciolo diventa più sottile e lungo ( forze) λ γ c γ t λ λ =0 λ =15 λ =30 Asportazione di truciolo 6

7 PARTIMENTO INGEGNERIA Il taglio obliquo Sezione truciolo Asportazione di truciolo 7

8 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza La conoscenza delle forze e delle potenze di taglio è fondamentale per: Forze: progettazione adeguata delle macchine utensili per minimizzare distorsioni dei componenti e mantenere l'adeguata accuratezza dimensionale e per la selezione di appropriati utensili e e dispositivi porta utensile (forze) verificare che il pezzo sia in grado di sopportare le forse senza distorsioni Potenze: selezionare macchine utensili con adeguata energia elettrica. Da Ernst e Merchant, metodo analitico del τ s : Difficile determinare τ s e φ Ipotesi semplificative per ottenere tale soluzione Asportazione di truciolo 8

9 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Forze di taglio Per la misura ed il calcolo delle componenti della forza di taglio si preferiscono formule di origine sperimentale: Nel taglio obliquo c è un ulteriore componente della forza di taglio Indisponibilità di dati numerici necessari Nel taglio obliquo la risultante della forza di taglio può essere decomposta in tre componenti: F x (o F a ): Resistenza all avanzamento F y (o F r ): Forza di repulsione F z (o F t ): Forza principale di taglio Asportazione di truciolo 9

10 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Forze di taglio In particolare: F t serve principalmente per la determinazione della potenza di taglio F x influenza inflessione utensile, contribuisce (poco) alla potenza di taglio F y determina principalmente l inflessione del pezzo e quindi le tolleranze di lavorazione non contribuisce alla potenza di taglio Funzione della velocità di taglio OA: formazione BUE (γ F z ) AB: prevale incrudimento BC: deformabilità per T C : F indip. da v Funzione dell angolo di spoglia γ Asportazione di truciolo 10

11 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Forze di taglio In particolare : L andamento decrescente caratteristico della forza di taglio F z in funzione dell angolo di spoglia superiore. Si osservi che la forza di taglio diminuisce all aumentare di γ, per cui, a parità di potenza disponibile al mandrino ed a parità di velocità di taglio, ad un aumento dell angolo di spoglia superiore corrisponde la possibilità di asportare sezioni di truciolo maggiori. Asportazione di truciolo 11

12 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Forza principale di taglio Metodo sperimentale del Ks: Tiene conto della reale situazione tecnologica Approssimazioni sono più che accettabili Metodo prettamente tecnologico: determinazione del Ks viene fatta attraverso la misura delle forze di taglio nelle condizioni reali di lavoro Determinazione del Ks Si scelgono alcune condizioni sperimentali: Spessore del truciolo Velocità di taglio Angolo γ Si effettuano prove di taglio e si misura F t Si calcola K s = F t /A 0 Con A 0 =h 0 b 0 (sezione del truciolo indeformato) Asportazione di truciolo 12

13 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Forza di taglio K s prende il nome di pressione specifica di taglio ed è legata allo spessore del truciolo indeformato h 0. La costante K s0 è funzione del materiale e dell angolo di spoglia principale dell utensile; la costante z è funzione del materiale lavorato. Asportazione di truciolo 13

14 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Misura forze di taglio Metodi e strumenti per la misura delle forze di taglio Asportazione di truciolo 14

15 PARTIMENTO INGEGNERIA Forze di taglio e potenza Potenza di lavorazione Potenze: Potenza di taglio: Velocità di taglio v Forza principale di taglio F t Potenza di avanzamento: Velocità di avanzamento v a Forza di avanzamento F a Potenza di repulsione: Velocità di repulsione v r Forza di repulsione F r Dati noti: v t, F t, v a, v r F r =15-25% F t F a =20-30% F t P = v t F t + v a F a Asportazione di truciolo 15

16 PARTIMENTO INGEGNERIA La scelta appropriata dell utensile e del materiale del tagliente assieme alla determinazione dei parametri di taglio assume una notevole rilevanza per la qualità e l economicità della lavorazione. Scelta utensile: Caratteristiche del materiale Materiali Inserti Sistemi di bloccaggio inserto Forma dell utensile monotagliente Tipi di usura dell utensile Durata dell utensile Asportazione di truciolo 16

17 PARTIMENTO INGEGNERIA Utensile In generale è costituito da: Uno stelo: consente di vincolarlo alla macchina utensile Una testa di taglio: zona dove avviene la deformazione plastica Può essere dello stesso materiale dello stelo Può essere di materiale differente saldato sullo stelo Può essere in materiale differente ed essere bloccato meccanicamente sullo stelo (inserti) Asportazione di truciolo 17

18 PARTIMENTO INGEGNERIA Caratteristiche del materiale Caratteristiche principali del materiale del tagliente: Durezza a freddo: elevata durezza a T amb Durezza a caldo: elevata durezza ad alte T (T regime : temperatura che tagliente assume per una data v e una dato materiale di lavorazione) Tenacità: resistere a urj e resistere a deformazioni soko carico (se tenacità, durezza compromesso) Resistenza all usura: durata utensile strettamente collegata alla resistenza a usura. Conducibilità termica: facilitare smaltimento del calore nella zona di taglio Coefficiente di attrito: coeff. di attrito tra materiale utensile e pezzo sia basso Costo: influenza marcatamente la scelta del materiale e dei parametri di taglio Asportazione di truciolo 18

19 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Asportazione di truciolo 19

20 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Materiali principali impiegati: Acciai per utensili Leghe fuse Carburi metalli sinterizzati Materiali ceramici Cermets Diamanti Asportazione di truciolo 20

21 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Asportazione di truciolo 21

22 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Acciai alto legati: Medio carbonio ( %) Alto contenuto elementi di lega >5% (W 14-18%, Cr 3-5%, Co %, V1-3%): Rapidi: serie al Molibdeno (M) 10%Mo, Cr, V e W o serie al Tungsteno (T) 13-19%W, Cr, V Superrapidi (HSS): 4-15% Co maggiore durezza a 600 C Adeguato TT formazione WC e CrC Grani fini (Cr) Resistenza all usura (V 4 C 3 ) Fucinatura (900 C) tempra (1250 C) rinvenimento (580 C) v t 80 m/min Carburi sinterizzati: WC (>90%), Co (legante <10%) TiC resistenza usura TaC resistenza alla craterizzazione NbC tenacità, durezza a caldo Limitata resistenza a sbalzi termici, alj cosj inserj v t 200 m/min Asportazione di truciolo 22

23 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Asportazione di truciolo 23

24 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Carburi ricoperti: TiN, TiC, Al 2 O 3, TiCN, ZrNottima resistenza ad usura, buona tenacità Asportazione di truciolo 24

25 PARTIMENTO INGEGNERIA Materiale dell utensile Ceramici: Elevata resistenza a compressione, craterizzazione, usura Molto fragili inserj Al 2 O 3 (99%), SiO 2,CrO, sinterizzati v t m/min Cermets: Componente ceramica (Al 2 O 3, carburi o nitruri di silicio, nitruri di boro) + componente metallica (Mo,Cr, V, fino al 40%) Tenacità + refrattarietà e resistenza usura Diamanti: Estremamente duro, molto fragile DiamanJ sinterizzaj inserj Basse profondità di passata (operazioni di fintura) Non ada1 a materiali ferrosi ( T con O 2 o Fe reazioni chimiche) v t m/min Asportazione di truciolo 25

26 PARTIMENTO INGEGNERIA Inserti Forme inserti sinterizzati Classificazione inserti Porta-utensili Asportazione di truciolo 26

27 PARTIMENTO INGEGNERIA Tipi di bloccaggio inserto Tipi di bloccaggio, fissaggio meccanico: Bloccaggioa staffa: Semplice, steli con sezioni ridotte Ostacolail normale deflusso del truciolo Inserti non forati Bloccaggio a vite o a leva: Superficie superiore libera Ingombro ridotto Insertiforati (meno resistenti meccanicamente) Asportazione di truciolo 27

28 PARTIMENTO INGEGNERIA Nomenclatura utensile a punta singola Definizioni preliminari: Testa: parte dell utensile dove si trovano superfici attive e i taglienti Base: superficie dello stelo che poggia sul portautensile Petto: superficie attiva della testa su cui si forma il truciolo Fianchi: superfici attive della testa adiacenti al petto: Fianco principale prospiciente superficie in lavorazione Fianco secondario prospiciente superficie lavorata Taglienti: intersezioni petto-fianchi: Tagliente principale: intersezione petto-fianco principale Tagliente secondario: intersezione petto-fianco secondario Punta: intersezioni tra tagliente principale e tagliente secondario Asportazione di truciolo 28

29 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Sistema di riferimento: asse dello stelo e un piano passante per la punta dell utensile e parallelo al piano di base Angoli caratteristici: Angoli della sezione normale Angoli del profilo Angoli di registrazione Angoli della sezione normale: γ angolo di spoglia superiore: + se sotto piano di rif. se sopra piano di rif. α angolo di spoglia inferiore α angolo di spoglia inferiore secondario β angolo di taglio Nella sez.a-avale β = 90 -(α + γ) Asportazione di truciolo 29

30 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angoli del profilo: ψ angolo del tagliente principale ψ angolo del tagliente secondario ε angolo dei taglienti λ angolo inclinazione del tagliente princ. + se sotto piano di rif. se sopra piano di rif. Angoli di registrazione: χ angolo registrazione tagliente princ. χ angolo registrazione tagliente second. Asportazione di truciolo 30

31 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angolo di spoglia inferiore α: Durante la lavorazione utensile descrive un elica di passo a e diametro D La traccia L è inclinata di un angolo ϕche riduce α α-ϕ deve essere positivo per evitare lo strisciamento del fianco principale sulla sup. lavorata In generale Se a troppo elevato diminuisce la sezione resistente Se a troppo bassi si usura più velocemente Dipende dal materiale da lavorare ( ks, α) Dipende dal materiale dell utensile (se poco tenace, α) 2 < α <15 Asportazione di truciolo 31

32 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angolo di spoglia superiore γ: Influisce sul meccanismo di formazione del truciolo γ maggiori determinano: Minori deformazioni Minori pressioni di taglio Minori forze Minore potenza assorbita Minori temperature di esercizio Minore resistenza dello spigolo tagliente Possibilità di aumentare i parametri di taglio Asportazione di truciolo 32

33 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angolo di spoglia superiore γ: Materiali in lavorazioni poco tenaci, γ Materiali dell utensile poco tenaci richiedono elevate sezioni resistenti (γ negativi) γnegativi: Aumento delle forze, Aumento delle T Aumento della potenza assorbita Determinano minore indebolimento dell utensile ad usura 15 < γ<30 Angolo di taglio β: Ha influenza sulla robustezza del tagliente dell utensile. Flessione + taglio Compressione Asportazione di truciolo 33

34 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angolo del tagliente principale ψ: Influenza le componenti della forza di taglio ψelevati consentono maggiore durata del tagliente (ma aumenta F z e F y ) ψ=0 o <0 con pezzi poco rigidi o per spallamenti ψ>0 in condizioni di lavoro normali e con sistemi rigidi Angolo del tagliente secondario ψ : Insieme a ψdetermina εangolo dei taglienj robustezza della punta ψ dovrebbe avere valori elevati compatibilmente con l angolo di registrazione secondario che influenza la rugosità Angolo dei taglientiε: Influenza la robustezza della punta e la finitura superficiale ε = ψ+ψ ψ=0 ψ>0 sgrossatura Finitura spallamento Asportazione di truciolo 34 spallamento

35 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angolo d inclinazione del tagliente principaleλ: Influenza la resistenza dello spigolo dell utensile λ negativi (3 15 ): utensili più robusti in punta (carburi sinterizzati o ceramici dove presente rompitruciolo) permettono di passare da sollecitazioni di taglio a sollecitazioni di compressione (F y più elevate vibrazioni se sistema poco rigido) λ positivi (3 12 ): Si orienta il deflusso del truciolo allontanandolo dalla superficie lavorata λ >0 λ <0 Asportazione di truciolo 35

36 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Effetto di λe ψ sulla formazione del truciolo λinsieme a ψorienta il deflusso del truciolo (truciolo continuo) λpositivi consentono migliore allontanamento del truciolo dalla superficie ψ =45, λ =-5 ψ = 0, λ >0 ψ = 0, λ =0 ψ = 0, λ <0 ψ =45, λ =5 Asportazione di truciolo 36

37 PARTIMENTO INGEGNERIA Angoli caratteristici Angoli di registrazione del tagliente principale e secondarioχ e χ : Sono funzione degli angoli ψ e ψ Insieme all avanzamento e e al raggio di punta dell utensile determinano la rugosità teorica della superficie lavorata Asportazione di truciolo 37

38 PARTIMENTO INGEGNERIA Rugosità teorica Taglienti non raccordati: In assenza di raggio di raccordo sulla punta dell utensile R t * rugosità totale teorica: R a * rugosità media teorica è riferita alla linea media (posizione linea media) Valida per profili simmetrici e lineari Asportazione di truciolo 38

39 PARTIMENTO INGEGNERIA Rugosità teorica Taglienti con raccordo: Presenza di raggio di raccordo r (mm) sulla punta dell utensile 2 casi: 1. Superficie lavorata generata solo dalla parte curvilinea dell utensile 2. Superficie lavorata generata anche interessando parte rettilinea dei taglienti Caso 1se: ND AC e DE < QB a/2 r sinχ e a/2 < r sinχ quindi Asportazione di truciolo 39

40 PARTIMENTO INGEGNERIA Rugosità teorica Taglienti con raccordo: Nel caso di validità del caso 1 allora: L arco di circonferenza, generato dal raggio di raccordo dei 2 taglienti può essere approssimato ad un arco di parabola. Famiglia di parabole: y = p x 2 p si ottiene imponendo che nell origine degli assi la derivata seconda della parabola coincida con la curvatura della punta dell utensile (1/r): 2p = 1/r R t *potrà essere valutata allora in x = a/2 R t *= p (a/2) 2 = 1/(2 r) a 2 /4 R t *= a 2 /(8 r) Formula di Schmalz R a *= ¼ R t *= a 2 /(32 r) Asportazione di truciolo 40

41 PARTIMENTO INGEGNERIA Controllo del truciolo Se il truciolo che si produce durante le operazioni di taglio è continuo, possono insorgere i seguenti inconvenienti: Danneggiamento della superficie lavorata e del tagliente dell utensile. Danneggiamento della torretta portautensile o del pezzo in lavorazione per deformazione permanente o rottura. Difficoltà di evacuazione dalla macchina utensile. Pericolo per l operatore. Difficoltà nella lubro-refrigerazione. Il problema è particolarmente sentito quando la lavorazione avviene ad alta velocità (es. utensili in carburi sinterizzati). La scelta di angoli opportuni per il tagliente può consentire la scelta dell angolo di deflusso del truciolo, ma per ottenere trucioli segmentati è necessario fare uso di dispositivi adatti detti rompitruciolo Asportazione di truciolo 41

42 PARTIMENTO INGEGNERIA Rompitruciolo Il rompitruciolo è un gradino sulla faccia dell utensile o una piastrina fissata meccanicamente Il rompitruciolo può essere integrale o regolabile Integrale: ricavato sul petto dell utensile sottoforma di una piccola fossetta Regolabile: realizzato mediante una placchetta in carburi sinterizzati di forma opportuna fissata sul petto dell utensile con sistemi meccanici. Le dimensioni fondamentali sono: La larghezza l La profondità h L angolo δ d inclinazione della spalla 2 Rompitruciolo 3 spina fissaggio Rompitruciolo Asportazione di truciolo 42

43 PARTIMENTO INGEGNERIA Rompitruciolo Rompitruciolo registrabile La posizione potrà essere definita dal raggio di curvatura del truciolo r c e dall altezza h del rompitruciolo. Il raggio r c dipende dall avanzamento della lavorazione e dalla durezza del materiale lavorato. Da BHA l 2 = BA 2 -h 2 Applicando il teorema di Euclide al triangolo BAC si ottiene: l = h (2r c h) Rompitruciolo è caratterizzato dall angolo di inclinazione δ Da BOH: h = QA-QH = r c (1 -sinδ) δ= arcsin((r c -h)/r c ) l 1 = l h tanδ Asportazione di truciolo 43

44 PARTIMENTO INGEGNERIA Meccanismi di fuori servizio utensile Meccanismo Danno Asportazione di truciolo 44

45 PARTIMENTO INGEGNERIA Usura utensili Asportazione di truciolo 45

46 PARTIMENTO INGEGNERIA Usura utensili Meccanismi di usura: Adesione (build up edge) Ossidazione (W e CO) Abrasione (carburi, nitruri, ossidi) Diffusione (affinità chimica, alte T) Fatica (variazioni F e T) Modifica forma utensile: Cratere di usura Labbro di usura Conseguenze: Aumento F z Aumento T Indebolimento utensile Asportazione di truciolo 46

47 PARTIMENTO INGEGNERIA Misura dell usura Metodi per la misura dell usura sull utensile possono essere di due tipi: Diretti: Microscopio Rugosimetro Fotografia (analisi immagini) Pesate differenziali Indiretti: Finitura superficiale Misura delle forze Misura della temperatura Vibrazioni Asportazione di truciolo 47

48 PARTIMENTO INGEGNERIA Usura dorsale e frontale Le forme di usura più comuni sono: Usura sul fianco (dorsale) labbro di usura Usura sul peko (frontale) cratere di usura In entrambi i casi l utensile subisce una perdita di materiale e un alterazione: della forma delle dimensioni Usura del fianco: Caratterizzato da una serie di striature // alla direzione di taglio originate da fenomeni di abrasione Usura del petto: Caratterizzata da una cavità o cratere originata prevalentemente per diffusione Asportazione di truciolo 48

49 PARTIMENTO INGEGNERIA Usura dorsale Labbro d usura: Provocato dallo strisciamento del dorso sulla superficie lavorata Sempre presente in maggiore o minore misura Influenza la finitura superficiale e la precisione dimensionale Principali dimensioni: Larghezza misurata VB (VB max ) Lunghezza b (coincide con la profondità di taglio) Distanza tra tagliente principale usurato e originario N Asportazione di truciolo 49

50 PARTIMENTO INGEGNERIA Usura progressiva Andamento tipico del labbro di usura in funzione del tempo di contatto con il truciolo I zona: rottura del filo tagliente II zona: usura progressiva a v cost. III zona: aumento catastrofico Sperimentale Asportazione di truciolo 50

51 PARTIMENTO INGEGNERIA Usura Frontale Cratere di usura: Causato dall usura per diffusione che si manifesta a T elevate Presente solo negli inserti che consentono di raggiungere v elevate Non è presente nella lavorazione di materiali fragili con truciolo interrotto Determina l indebolimento dell inserto Principali dimensioni: Profondità massima KT Larghezza KL Distanza dal centro del cratere del tagliente originario KM Distanze dei bordi del cratere del tagliente originario (KB e KF) Asportazione di truciolo 51

52 PARTIMENTO INGEGNERIA Criteri di usura La durata del tagliente è influenzata da: Velocità di taglio Angolo di spoglia frontale Spessore del truciolo Materiale dell utensile Materiale in lavorazione Azione del fluido da taglio presente Un utensile deve essere cambiato quando: Lavorazione supera i limiti di tolleranza Rugosità supera i valori ammissibili Labbro di usura troppo grande Cratere di usura troppo grande VB = KT/KM 0.1 Asportazione di truciolo 52

53 PARTIMENTO INGEGNERIA Curve di usura del tagliente Durata T viene definita imponendo un limite al valore di VB Quando questo limite viene superato l utensile ha esaurito la vita utile: Nel caso di utensili integrali: geometria ripristinata mediante riaffilatura Nel caso di utensili con inserti: tagliente viene sostituito (ricambio e riposizionamento placchetta) Valori massimi dell usura del dorso (VB max ): Acciai rapidi: 1.5 mm tornitura e fresatura frontale, 0.5 mm fresatura periferica, 0.4 mm foratura, 0.15 mm alesatura Carburi sinterizzati: 0.8 mm tornitura o fresatura di sgrossatura e 0.4 mm in finitura. Asportazione di truciolo 53

54 PARTIMENTO INGEGNERIA Curve di usura del tagliente v è il parametro che influenza maggiormente l usura e quindi la durata essendo correlato alla temperatura nella zona di taglio. All aumentare di v le curve si spostano verso l alto e la durata del tagliente diminuisce Curva durata -v: andamento iperbolico Curva durata v su scala logaritmica: andamento rettilineo Asportazione di truciolo 54

55 PARTIMENTO INGEGNERIA Curve di usura del tagliente v è il parametro che influenza maggiormente l usura e quindi la durata essendo correlato alla temperatura nella zona di taglio. Grafico KT tempo di taglio: andamento di tipo lineare, all aumentare di v aumenta la pendenza Grafico KT tempo di taglio su scala log: andamento rettilineo con rette sempre più inclinate rispetto a quelle relative a VB Asportazione di truciolo 55

56 PARTIMENTO INGEGNERIA Durata dell utensile E possibile determinare sperimentalmente la relazione esistente tra la durata e la velocità di taglio considerando fissi tutti gli altri parametri (Taylor) Sperimentazione: serie di prove di durata con diverse velocità di taglio e per ciascuna si determina la durata Tin min ripetendo più volte e riportando su grafico log v log T In un certo limitato campo la relazione è lineare Retta espressione grafica della relazione di Taylor Asportazione di truciolo 56

57 PARTIMENTO INGEGNERIA Relazione di Taylor Relazione di Taylor ottenuta empiricamente con prove ripetute: T: durata utile (min) v: velocità di taglio (m/min) C: costante pari alla v corrispondente ad una durata dell utensile di 1 min n: sensibilità della durata alla velocità di taglio Su scala logaritmica: C individuata dall intersezione con l asse delle ascisse per T=1 min nè pari alla tandell angolo minore tra retta e asse delle ordinate (temperatura all interfaccia cresce con v quindi accelera il degrado n<1) Asportazione di truciolo 57

58 PARTIMENTO INGEGNERIA Relazione di Taylor C dipende da: criterio di usura geometria utensile tipo di lavorazione materiale in lavorazione n dipende da: materiale dell utensile Asportazione di truciolo 58

59 PARTIMENTO INGEGNERIA Relazione di Taylor generalizzata Relazione di Taylor generalizzata: a: avanzamento (giri/min) p: profondità di passata (mm) m: sensibilità della durata all avanzamento r: sensibilità della durata alla profondità di passata V 1 *: velocità specifica di taglio, che per a m p r =1 e fissati gli altri parametri consente la durata dell utensile di 1 min Richiede la determinazione sperimentale di m,r, n e V 1 *: Prefissando tutti i parametri di taglio si lavora il materiale con una coppia a 1 p 1 con diverse v e misurando le relajve T, si ripete più volte si traccia linea media si ricomincia con altre coppie avanzamento-profondità di passata. Asportazione di truciolo 59

60 PARTIMENTO INGEGNERIA Relazione di Taylor generalizzata log T log v log a log V 1 log p log V 1 tg α= -1/n tg β = -1/m tg δ = -1/r Asportazione di truciolo 60

61 PARTIMENTO INGEGNERIA Relazione di Taylor generalizzata Per mantenere invariata T, all aumentare di v deve corrispondere una diminuzione di ae/o p Sgrossatura: la principale richiesta è asportare elevate quanjtà di truciolo si adottano sezioni di truciolo grandi (a e p elevati) e v moderate Finitura: è necessario adokare bassi valori di a si ujlizzano v più elevate Per aumentare la sezione del truciolo è preferibile crescere p poiché ha una minore incidenza su T Asportazione di truciolo 61

62 PARTIMENTO INGEGNERIA Esempio durata utensile Influenza di v e di a sulle modalità di degrado di un utensile in metallo duro nella lavorazione di un acciaio inox austenitico: vbasse: tagliente di riporto, la v a cui scompare diminuisce al crescere di a vmedio-alte: degrado per craterizzazione e deformazione plastica; al crescere di atali meccanismi si innescano e diventano marcati La zona di utilizzazione è l area più chiara Asportazione di truciolo 62