Scarica Ciclo di lavorazione commentato e più Guide, Progetti e Ricerche in PDF di Tecnologia Meccanica solo su Docsity! 1 Università Degli Studi Di Parma Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Anno Accademico 2015/2016 Relazione Laboratorio di Tecnologia Meccanica Docente: Professore Ing. Luca Romoli Relatori: Aberto Bonici Federico Ferrario Paolo Fontana Marco Squeri Giancarlo Tinelli 2 Indice 1. Introduzione al Ciclo di Lavorazione 2. Teoria del Ciclo di Lavorazione 3. Il nostro Componente Meccanico 4. Il Ciclo Di Lavorazione 1. Introduzione al Ciclo di lavorazione Con il termine Ciclo di Lavorazione si intende tutto l’insieme delle operazioni necessarie a fabbricare un singolo elemento meccanico attraverso una successione di processi tecnologici nel rispetto delle indicazioni fornite dal disegno costruttivo. Alla base del Ciclo Di Lavorazione ci deve essere un attenta pianificazione razionale ed economica. Infatti la scelta delle macchine, degli utensili e delle procedure tecnologiche per lavorare l’elemento grezzo, incidono fortemente sulle qualità e sul costo del prodotto finale. Il ciclo di lavorazione quindi non è altro che l’insieme delle fasi, delle sottofasi e delle operazioni elementari che portano il pezzo di partenza a definirsi come da disegno. 2. Teoria del Ciclo di Lavorazione Nel caso in cui sia stato precedentemente preparato il disegno costruttivo e che il grezzo debba essere lavorato alle macchine utensili per asportazione di truciolo, il processo di stesura del Ciclo di Lavorazione può essere suddiviso nei seguenti punti:  Analisi critica del disegno di progetto e valutazione dei dati di partenza: Dal disegno costruttivo è possibile rilevare i seguenti dati fondamentali: o Dimensioni: da essi dipendono le dimensioni delle macchine utensili e delle attrezzature da impiegare. o Tolleranze Dimensionali e di Forma: influenzano sia la scelta delle macchine, degli utensili e dei processi tecnologici da impiegare, sia il posizionamento del pezzo durante la lavorazione. o Qualità superficiale: anche questo fattore influenza la scelta del processo di taglio e di tutti i parametri ad esso associati o Trattamenti termici: giunti saldati, chiodati, accoppiamenti forzati o Materiale: gli angoli caratteristici e il materiale dell’utensile, i parametri di taglio e gli accorgimenti da adottare per il bloccaggio del pezzo dipendono anche dalle caratteristiche meccaniche del materiale dell’elemento da lavorare. o Quantità di pezzi da produrre: questo aspetto condiziona tutta l’impostazione del ciclo, che varia considerevolmente a seconda che siano realizzati pochi esemplari oppure una quantità rilevante. o Disponibilità di mezzi e macchine: la disponibilità di macchine, attrezzature, utensili, calibri deve essere presa in considerazione nella stesura del ciclo, in modo da sfruttare al meglio le risorse dell’officina.  Scelta dei processi di lavorazione e della sequenza delle fasi: A seconda del pezzo da realizzare si individuano le superfici che devono essere lavorate e in base alla forma, la posizione, la precisione e la finitura superficiale, ipotizzare i possibili processi di lavorazione da usare. Successivamente si raggruppano le superfici secondo il principio di poter lavorare il maggior numero possibile di superfici con il medesimo processo, (cioè nella stessa fase) e possibilmente con lo stesso piazzamento (stessa sottofase). 5 3. Il Nostro Componente Meccanico Il pezzo meccanico da noi ideato e disegnato è costituito principalmente da tre variazioni di diametro per quanto riguarda la superficie esterna. Partendo da sx nella figura a lato, il componente presenta nel primo tratto (di lunghezza 48mm e di diametro 40mm) una leggera conicità di 8° e successivamente un tratto cilindrico su cui si trovano quattro sfaccettature posizionate a 90° una rispetto all’altra. Su una di queste è posizionato un foro M6 passante fino alla cavità interna. Il primo tratto termina con una gola di scarico in prossimità del cambio di diametro. Nel secondo tratto non sono presenti intagli o variazione di diametri e la sezione rimane costante per 25mm con un diametro di 46mm L’ultimo tratto come il secondo non presenta intagli e procede per una lunghezza di 20mm con un diametro di 56mm. Osservando la sezione all’interno del pezzo identifichiamo due tratti: Nel primo abbiamo una sezione circolare con diametro 32 mm che prosegue per 15 mm. Nel secondo tratto lungo 33mm abbiamo un restringimento di sezione a seguito di uno spallamento con diametro pari a 26mm. In questo tratto viene specificata la rugosità desiderata da ottenere nella lavorazione alle macchine utensili pari a 1.6 micrometri. Alla fine di quest’ultimo è presente una gola di scarico e successivamente la sezione che si otterrà dalla punta dell’utensile durante la foratura. La presenza della gola di scarico è necessaria al fine di evitare la battuta dell’utensile con il fondo del foro. Si noti la presenza di due tolleranze geometriche: una di perpendicolarità, riferita alla superficie B, e una di concentricità, riferita alla superficie A. Maggiori dettagli e misure sono visibili nel disegno tecnico. 6 4. Il Ciclo Di Lavorazione Materiale: Nel nostro caso abbiamo utilizzato una barra di alluminio Ergal a sezione circolare (ɸ=60); questa particolare lega ha una resistenza meccanica maggiore di tutte le altre leghe di allumino in commercio a scapito di una maggiore suscettibilità nei confronti dei fenomeni e degli agenti corrosivi poiché è presente zinco. La caratteristica che si nota subito è la sua leggerezza, esso infatti ha una densità che è un terzo rispetto a quella dell’acciaio (2.70 g/cm3). Altre caratteristiche importanti per la sua lavorazione sono:  Elevata malleabilità e duttilità  Un’eccellente resistenza alla corrosione  Buona resistenza meccanica  Totale assenza di scintille durante le lavorazioni  Non può essere saldato Tutti i processi effettuati sul pezzo sono per asportazione di truciolo. Proprio per questo motivo bisogna tener presente le caratteristiche meccaniche dell’alluminio: essendo molto duttile e malleabile esso tende a sviluppare un truciolo continuo (fluente) che può compromettere la finitura delle superfici già lavorate. Per ovviare a questo grosso problema è importante utilizzare utensili con piastrine rompitruciolo e impostando parametri di taglio opportuni: in particolare questo metallo richiede elevate velocità di taglio, permesse anche dal fatto che l’alluminio non fa aumentare considerevolmente le temperature dell’utensile andando ad intaccarne la resistenza. In particolare nelle operazioni di fresatura viene generata una grande quantità di truciolo: la difficoltà che si presenta nell’evacuazione di quest’ultimo si ripercuote nella possibilità di danneggiare anche in questo caso le superfici lavorate. In certi casi potrebbe essere necessario addirittura il fermo della macchina e una rimozione manuale dei trucioli che comporterebbe un evidente danno economico. Durante la lavorazione dell’alluminio si manifesta il fenomeno del chatter (vibrazioni prodotte dall’aumento della velocità del mandrino e dal moto dell’utensile) che va a compromettere la finitura superficiale di alcune superfici e in alcuni casi porta alla rottura prematura degli utensili. Le leghe di alluminio possono essere facilmente macchiate da olii quindi è importante tenere pulita l’area di lavoro per non compromettere le superfici. Un aspetto che non va sottovalutato è la “delicatezza” del materiale: l’Alluminio è un materiale facile da lavorare, ma critico da bloccare, a causa della sua tendenza a deformarsi. Può capitare che un bloccaggio troppo efficace lasci il segno o, ancor peggio, porti a deformazioni, obbligando a riprese per riportare il manufatto alle condizioni previste. Posizionamento sulle macchine utensili Per quanto riguarda il nostro pezzo, essendo un pezzo “tozzo” (L/D <3) abbiamo potuto optare per un bloccaggio che permettesse lavorazioni “a sbalzo” quindi per esempio per quanto riguarda il tornio un semplice bloccaggio su griffe autocentranti. Se analizziamo infatti l’inflessione del nostro grezzo possiamo considerarlo come una trave incastrata: In questo caso volendo analizzare l’inflessione massima del nostro grezzo con l’ausilio della Scienza delle Costruzioni ci rendiamo conto che è del tutto trascurabile. 𝜕 = 𝐹𝐿3 3𝐸𝐼 Dove L è la lunghezza del grezzo, E è il modulo di Young ed I il momento d’inerzia della sezione della trave riferito all’asse neutro. 7 Ciclo Di Lavorazione Il primo passo per preparare il ciclo di lavorazione è quello di partire da una copia del disegno tecnico e numerare tutte le superfici presenti al fine di creare un ordine preciso delle superfici da lavorare. Una volta numerate tutte le superfici si può passare alla creazione del vero e proprio ciclo di lavorazione. Solitamente si cerca di eseguire più di un ciclo di lavorazione per pezzo al fine di avere una maggior scelta e di conseguenza ottenere quello con il miglior compromesso fra qualità e prezzo. Il ciclo da noi realizzato comprende 6 fasi comprendenti le seguenti macchine utensili + attrezzature: 10) Sega alternativa + Morsa: nella prima fase viene tagliato da una barra cilindrica il grezzo di partenza di una lunghezza maggiore rispetto a quella del pezzo finale al fine di usare questa parte in eccesso per i bloccaggi futuri, in particolare al tornio. 20) Tornio Parallelo: in questa fase vengono lavorate tutte le superfici cilindriche. Per prime quelle esterne, mentre quelle interne vengono realizzate dopo la realizzazione del foro utilizzando per ogni operazione l’utensile adatto. Nelle foto possiamo vedere i vari utensili: partendo da sinistra un particolare dell’attrezzatura di bloccaggio dell’utensile per la finitura, l’utensile per gole per esterni, l’utensile per la sfacciatura ed infine quello per la cilindratura interna