Domande di Tecnologie e Studi di Fabbriacazione, Esercizi di Tecnologia Meccanica

Scarica Domande di Tecnologie e Studi di Fabbriacazione e più Esercizi in PDF di Tecnologia Meccanica solo su Docsity! Domande Studi di Fabbricazione: Gestionale 1) Spiegare le principali strategie per organizzare un impianto produttivo e le loro peculiarità (layout aziendali) Quantificare cosa s’intende per volumi produttivi bassi, medi e alti e correlarli alle diverse tipologie produttive (layout aziendali) e varietà di prodotto Esistono 4 strategie produttive: a) project shop: vengono prodotti una quantità minima di oggetti perché il prodotto è al centro della produzione, infatti sono gli operatori e le macchine che si muovono in base alle necessità. Viene usata per la produzione di oggetti personalizzati e per questo necessita di grande flessibilità b) linee di produzione: sono una serie di operazioni ben codificate fatte in sequenza, che non permettono molta flessibilità. Ogni stazione è adibita alla propria operazione. Esistono due linee di produzione: la linea continua, quando i prodotti vengono mossi nelle varie stazioni a velocità costante, e la linea discontinua, quando i prodotti si fermano per un tempo prestabilito in ogni stazione in modo da permettere le operazioni da parte degli addetti; in questo ultimo caso la linea deve essere ben bilanciata per avere in ogni stazione più o meno lo stesso tempo di lavoro. Le linee di produzione vengono usate per grandi quantità di prodotti, in modo da ammortizzare le spese iniziali sui macchinari. Gli impianti non possono essere definiti robusti perché nel caso di guasto o di aggiornamento di un singolo macchinario tutta la linea deve essere bloccata. Gli operatori sono specializzati in 1 o 2 operazioni al massimo. c) job shop: i macchinari vengono raggruppati in vari reparti a seconda della loro funzionalità, perciò gli oggetti devono essere trasferiti durante il processo di lavorazione da reparto a reparto. Questo tipo di struttura è abbastanza robusta e flessibile poiché in caso di aggiornamento della produzione o di rottura di un macchinario non si dee interrompere l’intera catena produttiva. Il volume produttivo è minore rispetto alle linee di produzione poiché il trasporto dei prodotti tra le varie stazioni aumenta i costi aggiuntivi e fa diminuire l’uso dei macchinari. d)cellular system: anche detto celle di produzione, in ogni area sono raggruppate macchine diverse ma che eseguono operazioni su una sola famiglia di prodotti. Permette di ridurre, rispetto al job shop, i costi di trasporto dei prodotti tra le varie stazioni aumentando l’efficienza. 2) Illustrare con semplici grafici i modelli reologici più comuni e spiegarne brevemente le caratteristiche I modelli reologici approssimano il comportamento dei materiali sottoposti a prove di trazione. Esistono 4 modelli: a) rigido perfettamente plastico: la zona elastica è trascurabile, il materiale si deforma costantemente fino alla rottura. Il materiale non è incrudente. b) elastico perfettamente plastico: è presente la zona elastica, ma dopo lo snervamento il materiale si deforma costantemente fino a rottura. Non è presente incrudimento e la rigidezza è bassa. c)rigido plastico incrudente: la zona elastica non è presente, il materiale è incrudente perciò presenta elevata rigidezza. d) elastico plastico incrudente: è il caso più generale e versatile, presenta sia la zona elastica che la zona plastica e l’incrudimento, per questo può essere sostituito alla curva tensione deformazione ingegneristica. 3) Spiegare l’effetto della temperatura sulle caratteristiche meccaniche di un materiale metallico Tutti i materiali hanno una forte dipendenza dalla temperatura nella curva tensione-deformazione. Aumentando la temperatura, infatti, la curva tende ad appiattirsi abbassando il valore della tensione di snervamento e aumentando la capacità di deformazione. Perciò evitando di applicare carichi molto grandi si possono ottenere adeguate deformazioni sfruttando le alte temperature. L’aumento della temperatura nei processi di lavorazione però peggiora: l’impatto ambientale, consumo molta più energia per riscaldarlo, e precisione superficiale, infatti, durante il raffreddamento si vengono a creare zone leggermente più calde o più fredde per cui il ritiro termico è differente. Nel caso dei metalli è utile aumentare la temperatura nei processi di grandi deformazioni perché aumenta anche la duttilità permettendo la realizzazione di oggetti dalla geometria molto complessa. Aumentando la velocità di deformazione si aumentano anche le tensioni necessarie per la deformazione, soprattutto ad alte temperature. 4) Spiegare quali sono le caratteristiche del materiale ed i parametri esterni (es: temperatura) che influenzano la sua duttilità ed in quale modo La duttilità è l’allungamento a rottura che riesco a raggiungere, durante una prova di trazione, con il provino. Viene definito materiale duttile quel materiale che deve essere rotto di volta in volta e prima di riuscire a romperlo il componente deve essere posto a uno sforzo di deformazione intenso. Maggiore è la duttilità di un materiale e più facile sarà da deformare, per questo aumentando la temperatura aumenta anche la duttilità. Un materiale per essere definito duttile deve avere un allungamento a rottura >5%. La tenacità è la capacità di assorbire energia a fronte di un urto. Rappresenta l’area sottostante il grafico tensione-deformazione. Indica l’energia necessaria per portare a rottura o deformazione un materiale. Dipende anche dai trattamenti che l’oggetto subisce. Maggiore fragilità, minore tenacità. Viene calcolata attraverso il pendolo di Charpy, sulla base di quanta energia perde il pendolo a seguito dell’urto con il provino. 5) Disegnare la curva tensione deformazione per un materiale duttile ed uno fragile e commentare le differenze Materiale fragile: -frattura avviene a seguito della propagazione di una cricca -bassa tenacità e bassa duttilità -%AR <5% -no fase plastica -rottura del provino per flessione: superficie di separazione netta Materiale duttile: -frattura causata da deformazione prolungata Maggiore precisione di lavorazione implica un aumento significativo nei costi di produzione. 13) Classificare errori geometrico/dimensionali connessi alle lavorazioni meccaniche, indicando le grandezze utilizzate per quantificarne l’entità Per verificare le misure di un pezzo: -strumenti puntuali per le misure interne, esterne e di profondità, sono utili per monitorare la produzione (micrometri) -strumenti non puntuali, per verificare che le misure siano in uno specifico range (calibro passa-non passa) Strumenti puntuali: -calibro (int, est, prof) Per misurare con precisione millimetrica osservo dove lo 0 della parte mobile coincide con la scala soprastante (fissa). Per precisioni inferiori l millimetro osservo in che punto un elemento della scala mobile, spaziata di 0.9mm, coincide con uno della scala fissa: quel punto indica il decimo di millimetro. -micrometro Dotato di una parte fissa, l’incudine, e una mobile, il martello. È più preciso del calibro, di solito fino a 1/100 di mm. Il martello, infatti, viene avvicinato all’incudine con una frizione che viene fatta girare (tamburo) e non manualmente. Ha un campo di misura ridotto. Il tamburo è collegato all’incudine con una vite cha un passo di 0.5mm, perciò ogni giro che fa il tamburo, l’incudine si sposta di 0.5mm. Il decimetro di mm si misura dalle linee visibili sul tamburo. Il centesimo di mm lo leggo sulla base della posizione del tamburo rispetto a una linea di riferimento. -proiettore di profili Permette di fare foto molto ingrandite di un profilo di un oggetto, proietta poi l’ombra ingrandita dell’oggetto stesso e la misura. Esistono dei micrometri che posizionano precisamente l’oggetto nel macchinario. Viene usato per oggetti molto piccoli e difficilmente misurabili (sfere). -CMM (macchina di misura a coordinate) Tastatore si appoggia sul componente e ne acquisisce la posizione. La macchina si muove per punti successivi con precisioni micrometriche, è a sospensione d’aria per non avere attriti (appoggio a cuscino d’aria). Leggendo la posizione dei punti acquisiti sugli assi x, y, z, posso ricostruire la nuvola di punti e ricavare le misure dell’oggetto. Misure di planarità, parallelismo e rotondità: comparatore: ha lo 0 in una posizione fissata e misura gli scostamenti con una precisione di 10micron rispetto ad una posizione di riferimento (uso un tavolo di riscontro duro, stabile termicamente e facilmente rettificabile). Per verificare il parallelismo, faccio scorrere il pezzo sul tavolo di riscontro, se il micrometro non ha variazioni le due superfici sono parallele. Per la rotondità, faccio ruotare il componente lungo un asse noto e controllo che il micrometro non misuri variazioni. 14) Illustrare, utilizzando anche schemi grafici, l’effetto dell’usura sulla qualità superficiale di un componente meccanico È interessante misurare il valore della rugosità perché maggiore è, maggiore sarà l’attrito, poiché essendoci poche zone di contatto tra le due superfici, la pressione si concentra in tali aree diventando elevatissima e creando delle sorti di saldature dove i materiali tendono a plasticizzare. Quando le superfici si muovono e i punti di saldatura vengono asportati, la superficie molto rugosa perde pezzi, e si abbassa il coefficiente di attrito. 15) Illustrare schematicamente il processo produttivo evidenziandone aspetti tecnologici ed economici Il sistema produttivo è organizzato in base al numero di pezzi da produrre e si sviluppa su più livelli: -manufacturing process: viene prodotto il componente a seguito della trasformazione e dell’assemblaggio delle materie prime -controllo qualità: un esperto verifica tutti gli aspetti del componente e offre un primo riscontro -manufacturing system: controlla e gestisce il manufacturing process -sistemi di supporto: manutenzione, approvvigionamento risorse Lo sviluppo del prodotto parte dal progettista che definisce un primo progetto dell’oggetto in modo che sia più efficace possibile e ci confronta con il tecnologo. Costui tiene conto della producibilità del componente e quindi del costo e riferisce le sue valutazioni al progettista. Ottimizzato il progetto, parte la fase di preproduzione e testing dei primi pezzi prodotti. PROVA DI TRAZIONE Il provino viene tirato da una macchina, con estensimetro posizionato sulla parte in cui si rompe (parte stretta) che misura l’allungamento del provino durante la prova. 1) Deformazione lineare ed elastica 2) Mantenendo costante il carico ho delle deformazioni che continuano a crescere (transizione elastico-plastica) 3) In questa zona il materiale mantiene una deformazione permanente, la curva tensione-deformazione continua a crescere, deformazione è uniforme 4) Quando raggiunto UTS ho la deformazione concentrata in una zona (necking), la curva decresce fino a rottura.