LE LAVORAZIONI INDUSTRIALI Tornitura Foratura Rettifica Fresatura Altre lavorazioni Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 1 Tecnologia Meccanica 1 LAVORAZIONI INDUSTRIALI Nelle lavorazioni industriali per asportazione di truciolo sono sempre presenti: – Pezzo Grezzo – Macchina Utensile – Utensile – Attrezzatura Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 2 Tecnologia Meccanica 1 TORNITURA Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 3 Tecnologia Meccanica 1 TORNITURA Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 4 Tecnologia Meccanica 1 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 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 5 Tecnologia Meccanica 1 TORNITURA Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 6 Tecnologia Meccanica 1 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 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 7 Tecnologia Meccanica 1 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) Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 8 Tecnologia Meccanica 1 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 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 9 Tecnologia Meccanica 1 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) Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 10 Tecnologia Meccanica 1 TORNIO Tornio parallelo manuale Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 11 Tecnologia Meccanica 1 Comando cambio di velocità Mandrino autocentrante Vite per fissaggio torretta Comando movimenti barra o madrevite Rubinetto per liquido refrigerante Controtesta Contropunta Volantino movimento contropunta Madrevite Barra avanzamento automatico Comandi cambio di avanzamenti e passi per filettature Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione Carro 12 Bancale Barra avviamento rotazione mandrino Tecnologia Meccanica 1 TORNIO Volantino slitta portautensili Torretta portautensili Volantino slitta trasversale Comando avanzamento automatico trasversale Comando avanzamento automatico longitudinale Innesto madrevite Avviamento rotazione mandrino Volantino spostamento manuale del carro Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 13 Tecnologia Meccanica 1 TORNIO Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 14 Tecnologia Meccanica 1 TORNIO: Mandrino Autocentrante Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 15 Tecnologia Meccanica 1 TORNIO: Controtesta e Lunetta Controtesta Lunetta Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 16 Tecnologia Meccanica 1 TORNIO: Contropunta Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 17 Tecnologia Meccanica 1 TORNITURA • Parametri di lavorazione caratteristici: – – – – – avanzamento a [mm/giro] profondità di passata p [mm] spessore di truciolo s [mm] sezione di truciolo S [mm2] velocità di taglio vt [m/min] Sezione teorica: è data dal prodotto fra profondità di passata e avanzamento: S=a·p Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 18 Tecnologia Meccanica 1 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 le e l’altezza è pari a se (spessore del truciolo equivalente): se = S / le = (a p) / le Se = se le Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 19 Tecnologia Meccanica 1 SEZIONE DEL TRUCIOLO Sezione reale: è la sezione effettiva del truciolo dopo il distacco dal pezzo. Sr = s1 l1 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 20 Tecnologia Meccanica 1 FORZE E POTENZA IN TORNITURA Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 21 Tecnologia Meccanica 1 FORZE IN TORNITURA Componenti della forza Fa Fa = Forza di avanzamento Fr = Forza di repulsione Ft = Forza di taglio Fr Ft R Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 22 Tecnologia Meccanica 1 POTENZA IN TORNITURA Calcolata attraverso il prodotto scalare: r r P = R × v = Ft vt + Fa va + Fr vr P = Ft vt + Fa va Poiché: vr = 0 Inoltre: Quindi: va << vt Fa < Ft P = Ft vt Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 23 Tecnologia Meccanica 1 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 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 24 Tecnologia Meccanica 1 ATTREZZATURA Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 25 Tecnologia Meccanica 1 ATTREZZATURA Foro da centro Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 26 Tecnologia Meccanica 1 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna • tra le punte • brida + menabrida • trascinatore frontale Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 27 Tecnologia Meccanica 1 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna piattaforma a tre griffe autocentranti Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 28 Tecnologia Meccanica 1 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna piattaforma a quattro griffe indipendenti Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 29 Tecnologia Meccanica 1 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna montaggio a sbalzo o con contropunta Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 30 Tecnologia Meccanica 1 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna / interna di pezzi piccoli • pinze elastiche Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 31 Tecnologia Meccanica 1 Bloccaggio pezzi Tornitura cilindrica esterna di pezzi snelli • supporto del tramite lunetta pezzo Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 32 Tecnologia Meccanica 1 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 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 33 Tecnologia Meccanica 1 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 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 34 Tecnologia Meccanica 1 Verifiche sull’attrezzatura Mr Mt Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 35 Tecnologia Meccanica 1 Verifica dell’autocentrante Momento di taglio: Mt = Ft D / 2 Momento resistente: Mr = 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; 0.35 ÷ 0.8 per griffe rigate in acciaio temprato. Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 36 Tecnologia Meccanica 1 Verifica dell’autocentrante Affinché la lavorazione sia eseguibile, si deve verificare che: Mt = Ft D / 2 Mr = 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! Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 37 Tecnologia Meccanica 1 INFLESSIONE DEL PEZZO Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 38 Tecnologia Meccanica 1 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 1: a sbalzo (autocentrante) Ft N.B. La freccia f è massima quando la forza è applicata all’estremità libera. Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 1 Ft ⋅ L3 f = ⋅ [mm] 3 E⋅J 39 Tecnologia Meccanica 1 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 2: autocentrante - contropunta Ft N.B. La freccia f è massima quando L1 ≈ 0.6 L Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 1 Ft ⋅ L3 f ≈ ⋅ [mm] 107 E ⋅ J 40 Tecnologia Meccanica 1 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 3: tra le punte (punta - contropunta) Ft N.B. La freccia f è massima quando L1 = L/2 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 1 Ft ⋅ L3 f = ⋅ [mm] 48 E ⋅ J 41 Tecnologia Meccanica 1 INFLESSIONE DEL PEZZO Caso 1: a sbalzo (autocentrante) Caso 2: autocentrante contropunta Caso 3: tra le punte (punta - contropunta) Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 42 3 1 Ft ⋅ L f = ⋅ [mm] 3 E⋅J 3 F ⋅ L 1 f ≈ ⋅ t [mm] 107 E ⋅ J 3 F ⋅ L 1 f = ⋅ t [mm] 48 E ⋅ J Tecnologia Meccanica 1 RUGOSITA’ SUPERFICIALE Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 43 Tecnologia Meccanica 1 RUGOSITA’ SUPERFICIALE Rugosità Teorica: utensile con raggio di punta nullo Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 44 Tecnologia Meccanica 1 RUGOSITA’ SUPERFICIALE Rugosità Teorica: utensile con raggio di punta nullo Si calcola “a”: a = AD + DC a = DB(cotgχ ′ + cotgχ ) Poiché: DB = Rt = Rmax Si ottiene: Rmax a = ⋅103 (µm) cotgχ ′ + cotgχ Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 45 Ra = Rmax 4 Tecnologia Meccanica 1 RUGOSITA’ SUPERFICIALE Influenza dell’avanzamento “a” e del raggio di punta “r” Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 46 Tecnologia Meccanica 1 RUGOSITA’ SUPERFICIALE Influenza della velocità di taglio sulla rugosità reale Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 47 Tecnologia Meccanica 1 RUGOSITA’ SUPERFICIALE Esempio dell’influenza dell’avanzamento 1000 a 2 Ra = 32 r Schmaltz Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 48 Tecnologia Meccanica 1 Tipologie utensili Tornitura esterna Tornitura interna Fig 5.17 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 49 Tecnologia Meccanica 1 Filettatura Schema di realizzazione p z1 = pm z 2 Fig 5.22 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 50 Tecnologia Meccanica 1 Filettatura Utensili per filettare Fig 5.23 Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 51 Tecnologia Meccanica 1 Filettatura Modalità di esecuzione di una filettatura Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 52 Tecnologia Meccanica 1 Utensili speciali Troncatura Dipartimento di Meccanica Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione 53 Tecnologia Meccanica 1
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