Esame di Stato di Istituto Tecnico Industriale Seconda prova scritta

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Esame di Stato di Istituto Tecnico Industriale Seconda prova scritta"

Basilio De Marco
7 anni fa
Visualizzazioni

1 Esame di Stato di Istituto Tecnico Industriale Seconda prova scritta L'albero conduttore di un piccolo cambio a due velocità deve trasmettere una potenza di 4kW a 78rad/s. Due ruote dentate cilindriche a denti diritti sono ricavate direttamente sull'albero, una terza è calettata con linguetta sull'estremità dell'albero. Materiale: acciaio da bonifica 39NiCrMo3 UNI 7845 con R = 920 N/mm 2 1. diametro del perno d'estremità 16 mm 2. diametro del perno intermedio 22 mm 3. diametro del tratto compreso tra le due ruote 30 mm 4. diametro dell'estremità dell'albero 20 mm Ruota dentata 1 2 Angolo di pressione Numero di denti Diametro primitivo 54 mm 65 mm Modulo 3 mm 2.5 mm Larghezza dente 24 mm 20 mm Il candidato esegua: 1. il calcolo di verifica a torsione dell'albero, determinando il coefficiente di sicurezza: 2. la scelta del semilavorato di partenza per la produzione di 4500 pezzi supponendo che: il tempo richiesto dalle operazioni di tornitura per la fabbricazione di un pezzo da barra tonda è di 37 minuti; se il pezzo viene ricavato da un grezzo stampato, il tempo complessivo delle operazioni di tornitura è di 23 minuti con un risparmio di materiale di 1200 per pezzo; il costo orario per le lavorazioni, in entrambi i casi, è di ; il costo dello stampo e delle relative apparecchiature è di il cartellino del ciclo di lavorazione; 4. il calcolo delle variabili di taglio di una tornitura, prevista nel ciclo, compatibili con la potenza di 4 kw del motore elettrico di alimentazione del tornio. Il candidato descriva la funzione del controllo statistico di qualità.

2 VERIFICA A TORSIONE DELL'ALBERO Determino il Momento torcente Mt 1000 N 3500 Mt = = = 44. 8Nm ϖ 78 dove N esprime la potenza in kw e ω la velocità di rotazione in rad/s. La tensione di torsione τ in corrispondenza dell'estremità dell'albero (lato linguetta) vale: Mt τ = π d = = π 20 N mm 2 La tensione di rottura a trazione τ R si determina in funzione del carico di rottura a trazione R assegnato: τ R 531N 3 mm R = = 2 Il coefficiente di sicurezza ν, espresso come rapporto tra la tensione di torsione applicata e il corrispondente valore a rottura, vale: τ 531 = R ν = = τ 28.5 valore più che accettabile, anche tenendo conto degli eventuali sovraccarichi e dell'indebolimento indotto sia dalla cava per la linguetta sia dal foro filettato in testa.

3 CALCOLO DELLE VARIABILI DI TAGLIO DI UNA OPERAZIONE DI TORNITURA Calcolo di prima approssimazione Considero la tornitura cilindrica del diametro sede della linguetta. Il sovrametallo dello stampato sia di 1.5 mm. (rif. DIN 7523). Ovvero diametro grezzo da stampo 23 mm; diametro finito 20 mm. Tabella DIN7523 Sovrametalli per pezzi stampati di acciaio Sovrametallo z 1 per superfici esterne ed interne (mm) Max. larghezza o Max. altezza o lunghezza della superficie (mm) diametro della > 1 > 250 > 400 > 1000 superficie (mm) 63 > ,5 1,5 1,5 1,5 2 2,5 > ,5 1,5 1,5 1,5 2 2,5 > ,5 1,5 1,5 2 2,5 3 > ,5 1,5 2 2,5 3 3,5 > ,5 2 2,5 3 3,5 4 > ,5 3 3,5 4 5 > ,5 3 3, > , Sovrametallo z 2 per fori cilindrici (mm) Diametro del foro Lunghezza l 3 del foro (mm) (mm) 63 > > > > > > ,5 - - > ,5 4,5 5 > ,5 4,5 5 Ipotizzando di portare a misura il diametro in una sola operazione, la profondità di passata p risulta di 1.5 mm.

4 L'avanzamento a, tenuto conto che la superficie deve essere preparata per una successiva operazione di rettifica, viene fissato in 0.6 mm/giro. La sezione di truciolo q vale perciò: q = p a = = 0.9mm 2 Il carico di strappamento K S può essere posto pari a 30 N/mm 2 dell'ingegnere 80a ed.) (G. Colombo Manuale La forza F agente sul tagliente vale quindi: F = K S q = = 3240N Fissato un rendimento globale della macchina η pari a 0.7, la velocità di taglio V T compatibile con una potenza N di 4 kw vale: V T Allo stato ricotto 1000 N η = = = 0.86 m 52 m F 3240 s min Denominazione Carico rottura a trazione σ R [kg/mm] Caratteristiche Durezza Brinell Sfera 10mm Carico 3000kg σ [kg/mm] q = 1 mm 2 q = 10 mm 2 q = 50 mm 2 Acc. dolce Acc. medio tenore C Acc. medio tenore C Acc. duro Acc. duro Acc al Cr-Ni Acc. in getti Ghisa meccanica Ottone in barre Bronzo Alluminio in getti Elektron SCELTA DEL SEMILAVORATO DI PARTENZA Costo C B dell'operazione di tornitura nel caso di partenza dalla barra: C h costo orario n p numero di pezzi 4500 t f tempo di fabbricazione 37 minuti

5 C B t f n = Ch p 37 = = Costo C P dell'operazione di tornitura nel caso di partenza dallo stampato: C h costo orario C s costo dello stampo R m risparmio di materiale 12000/pezzo t f tempo di fabbricazione 23 minuti C P t f = Ch n p Rm n p + Cs 23 = = La partenza dallo stampato è più conveniente. CICLO DI LAVORO Albero di rinvio Materiale: 39NiCrMo3 Grezzo: stampato Numero pezzi: Intestare e centrare estremità 16. Pezzo su autocentrante riferito sul diametro esterno della ruota maggiore 20 Intestare e centrare estremità lato linguetta. Pezzo su autocentrante riferito sul diametro esterno della ruota maggiore 30 Eseguire filettatura sul centro 40 Tornire ed eseguire gola. Pezzo tra le punte 50 Eseguire smusso Tornire Tornire Tornire Eseguire smussi su ruota piccola 100 Girare pezzo 110 Tornire ed eseguire gola 120 Eseguire smusso 130 Tornire ed eseguire gola 140 Tornire Tornire Tornire Eseguire smussi su ruota grande 180 Montare pezzo su fresatrice ed eseguire cava per linguetta 190 Montare pezzo su dentatrice tipo Fellow 200 Sgrossare denti ruota piccola 210 Sgrossare denti ruota grande 220 Controllo dimensionale 230 Bonificare 240 Sabbiare 250 Raddrizzare albero 2 Controllare assenza screpolature 270 Controllare durezza.

6 280 Ripassare centro lato 16. Pezzo su autocentrante riferito sul diametro esterno della ruota maggiore 290 Ripassare centro e filetto relativo estremità opposta. Pezzo riferito sul diametro esterno della ruota maggiore 300 Rettificare 16 g6. Pezzo tra le punte 310 Rettificare h Rettificare 70 h Girare pezzo 340 Rettificare 20 e7 350 Rettificare 22 g6 3 Montare pezzo su fresatrice e ripassare cava per linguetta 370 Montare pezzo su dentatrice e finire le dentature 380 Sbarbare i denti 390 Controllo finale LA FUNZIONE DEL CONTROLLO STATISTICO DI QUALITA' Nel controllo statistico di qualità (CSQ) viene esaminato un limitato numero di pezzi e tramite un processo inferenziale i risultati ottenuti vengono estesi, nell'ambito di un precisato intervallo di confidenza, a tutta la produzione che viene scartata o accettata, nel suo insieme, senza separazione dei pezzi difettosi. L'obiettivo del CSQ è duplice: 1. rilevare la qualità della produzione già realizzata; 2. prevedere la qualità della produzione futura.

Documenti analoghi

ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE Indirizzo: MECCANICA. Tema di: DISEGNO, PROGETTAZIONE ED ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE

ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE Indirizzo: MECCANICA Tema di: DISEGNO, PROGETTAZIONE ED ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE L'albero conduttore di un piccolo cambio a due velocità deve trasmettere