Processi per asportazione C.N. Processi per asportazione C.N. Generalità sui parametri di taglio

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Nicola Clemente
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1 Processi per asportazione C.N. Processi per asportazione C.N. La tornitura Foratura, fresatura e rettifica Il controllo numerico (C.N.) Ottimizzazione del processo Politecnico di Torino 1

2 Obiettivi dell Unità Riconoscere le principali lavorazioni meccaniche per asportazione Capire il significato dei parametri di taglio e la loro influenza su tempi e qualità Vantaggi del controllo numerico e suo impiego 3 Prerequisiti per l Unità Nozioni elementari di geometria dei solidi Nozioni di fisica, con particolare riguardo al moto circolare Elementi di chimica dei materiali Politecnico di Torino 2

3 Bibliografia per l Unità Sistemi di Produzione A. Villa, G. Murari, D. Antonelli C.L.U.T. Editrice, 2004 capitolo 3 paragrafi 7 e 8 Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione Santochi, Giusti Casa Editrice Ambrosiana, 2000 capitoli 8, 9 e 10 5 Bibliografia per l Unità Manufacturing processes for engineering materials S. Kalpakjian Addison-Wesley Publishing Company, 1991 capitoli 8, 9, 13 e Politecnico di Torino 3

4 Obiettivi della lezione Principi fondamentali alla base dei processi per asportazione di truciolo Definizione dei moti di lavoro comuni a tutte le lavorazioni ad asportazione Impiego dei diversi materiali per utensili 7 Bibliografia per la lezione Sistemi di Produzione A. Villa, G. Murari, D. Antonelli C.L.U.T. Editrice, 2004 capitolo 3 paragrafo 7 Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione Santochi, Giusti Casa Editrice Ambrosiana, 2000 capitolo Politecnico di Torino 4

5 L asportazione di truciolo Analisi del moto di lavoro Materiali per utensili Politecnico di Torino 5

6 Lavorazioni per asportazione di truciolo Si ottiene il prodotto finito rimuovendo parte del materiale grezzo sotto forma di truciolo Viene imposto un moto relativo tra il pezzo in lavorazione e l'utensile che taglia il materiale separando il truciolo dal pezzo 11 Schema del processo Pezzo Moto relativo pezzo-utensile Truciolo Utensile Politecnico di Torino 6

7 Schema del processo Sovrametallo 13 Schema del processo Sviluppo calore Politecnico di Torino 7

8 Schema del processo Angolo di scorrimento Φ 15 Schema del processo Angolo di spoglia frontale Φ γ Politecnico di Torino 8

9 Schema del processo Φ γ Angolo di spoglia dorsale α 17 Schema del processo Φ γ Angolo di taglio β = 90 ( α + γ) Politecnico di Torino 9

10 L asportazione di truciolo Analisi del moto di lavoro Materiali per utensili Politecnico di Torino 10

11 Moti principali delle macchine utensili 21 Il moto di taglio Moto di taglio: rotatorio traslatorio Posseduto da: pezzo utensile L Politecnico di Torino 11

12 Il moto di taglio rotatorio L n 23 Il moto di taglio Velocità di taglio: v t = π D n 1000 m min D: diametro del pezzo [mm] n: velocità di rotazione [giri/min] Politecnico di Torino 12

13 Il moto di alimentazione Traslatorio: longitudinale trasversale Posseduto da: pezzo utensile A 25 Moto di avanzamento longitudinale L n A Politecnico di Torino 13

14 Parametri caratteristici dell alimentazione Avanzamento per giro a [mm/giro] Velocità di avanzamento: v a = a n mm min 27 Il moto di appostamento Profondità di passata p [mm] P Politecnico di Torino 14

15 Il moto di lavoro Moto risultante dalla composizione del moto di taglio e del moto di alimentazione Il tipo di moto di taglio viene usato per classificare le macchine utensili: Macchina Moto di taglio Alimentazione Utensile Fresatrice Rotatorio, ut. Traslatorio, pz. Fresa Tornio Rotatorio, pz. Traslatorio, ut. Ut. taglio singolo Trapano Rotatorio, ut. Traslatorio, ut. Punta elicoidale 29 Esempi di moti - tornitura L A P Politecnico di Torino 15

16 Esempi di moti - foratura P - A L 31 Esempi di moti - fresatura periferica L P A Politecnico di Torino 16

17 L asportazione di truciolo Analisi del moto di lavoro Materiali per utensili Politecnico di Torino 17

18 Caratteristiche fondamentali Durezza ad alta temperatura l utensile deve avere durezza maggiore del materiale lavorato la durezza deve essere mantenuta ad alte temperature per gli utensili si usa la prova Vickers HV 35 Caratteristiche fondamentali Durezza ad alta temperatura Resistenza all usura il materiale per utensile è tanto migliore quanto meno si usura durante lo strisciamento sul pezzo Politecnico di Torino 18

19 Caratteristiche fondamentali Durezza ad alta temperatura Resistenza all usura Resilienza resistenza ai piccoli urti e alle vibrazioni presenti durante il processo di lavorazione 37 Caratteristiche chimiche dell utensile Evitare le saldature tra utensile e pezzo a causa della elevata temperatura di lavoro Evitare le ossidazioni Evitare l innesco di diffusione chimica (per esempio Carbonio nell acciaio) Politecnico di Torino 19

20 Materiali per utensili Acciai rapidi e superrapidi leghe di acciaio con 0,8% C legato con tungsteno (18%W) e cobalto (10% Co) prestazioni scarse (T max = 500 C e HV = 850) ma utensili economici buona resilienza 39 La durezza Vickers di diversi materiali HV Acciai rapidi Resistenza a flessione [MPa] Politecnico di Torino 20

21 Materiali per utensili Acciai rapidi e superrapidi Carburi metallici (widia) ottenuti per sinterizzazione di carburi di W, Co, Ti uso fino a 800 C con durezze HV bassa resistenza agli shock termici affinità con l acciaio se non rivestiti di TiC, TiN 41 La durezza Vickers di diversi materiali HV Carburi metallici Acciai rapidi Resistenza a flessione [MPa] Politecnico di Torino 21

22 Materiali per utensili Acciai rapidi e superrapidi Carburi metallici (widia) Materiali ceramici sinterizzazioni di ossidi di alluminio e ossidi alcalino terrosi temperatura di utilizzo fino a 1200 C prestazioni elevate (HV 2000) 43 La durezza Vickers di diversi materiali HV Ceramici Carburi metallici Acciai rapidi Resistenza a flessione [MPa] Politecnico di Torino 22

23 Materiali per utensili Acciai rapidi e superrapidi Carburi metallici (widia) Materiali ceramici CBN (Cubic Boron Nitrate) durezza simile al diamante con lavorazioni su qualsiasi materiale uso oltre 1200 C molto costosi ma in continua espansione 45 La durezza Vickers di diversi materiali HV C.B.N. Ceramici Carburi metallici Acciai rapidi Resistenza a flessione [MPa] Politecnico di Torino 23

24 Materiali per utensili Acciai rapidi e superrapidi Carburi metallici (widia) Materiali ceramici CBN (Cubic Boron Nitrate) Diamante molto costoso innesco di fenomeni di diffusione di C nell acciaio utilizzato principalmente su leghe leggere 47 La durezza Vickers di diversi materiali HV Diamante C.B.N. Ceramici Carburi metallici Acciai rapidi Resistenza a flessione [MPa] Politecnico di Torino 24

25 Sommario della lezione Il processo di taglio non avviene per pura separazione di strati metallici ma per scorrimento plastico dei piani cristallini Le macchine utensili sono classificate in funzione dei moti di taglio e di alimentazione Gli utensili devono possedere le proprietà conflittuali di elevata durezza a caldo e resilienza Domande di riepilogo Politecnico di Torino 25

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