Elaborato Laboratorio Tecnologia Meccanica, Guide, Progetti e Ricerche di Tecnologia Meccanica

Scarica Elaborato Laboratorio Tecnologia Meccanica e più Guide, Progetti e Ricerche in PDF di Tecnologia Meccanica solo su Docsity! Università degli studi di Cassino Corso di laurea in Ingegneria meccanica Esame di Laboratorio di Tecnologia Meccanica Introduzione  Risulta di primaria importanza andare a definire quella che è la tecnologia meccanica o meglio le tecnologie di lavorazione meccanica che costituiscono l’insieme dei processi che permettono la trasformazione dei grezzi o di semilavorati in prodotti finiti. Attraverso tale disciplina è possibile passare dal progetto di una parte alla sua realizzazione fisica.  Fondamentalmente il corso di laboratorio lo possiamo immaginare strutturato nelle seguenti diverse parti: 1. pianificazione e realizzazione di un processo di lavorazione al tornio che porti a realizzare un pezzo finito a partire da un grezzo (albero a gradino); 2. materiali compositi e loro utilizzi; 3. introduzione alla programmazione di macchine a controllo numerico (software CATIA); 4. cenni sulla lavorazione delle lamiere. 5. controllo della macrogeometria del pezzo realizzato;  La prima fase può essere riassunta nelle due figure sottostanti ove sulla sinistra ritroviamo il grezzo di partenza, sulla destra il pezzo finito o prodotto della nostra lavorazione. (Materiale utilizzato: alluminio) velocità di 1200giri/min e avanzamento di 224 giri/min,giungendo a un diametro pari a 21 mm . In entrambe i casi è possibile osservare la presenza di 1mm di sovrametallo che è stato appositamente voluto per poter effettuare la finitura in un secondo tempo. A questo punto andiamo a finire la superficie della zona di lunghezza C’ con 4 passate di cui la prima da 0,5 mm la seconda da 0,3 e le restanti da 0,1 con una velocità pari a 680 giri/min e avanzamento di 224 giri/pollice e giungiamo a un diametro pari a 20 mm come da progetto .In seguito ci dedichiamo alla finitura della parte centrale ossia quella data dalla differenza C-C’ e la realizziamo con 3 passate la prima da 0,5mm la seconda da 0,3mm e l’ultima da 0,2 mm di profondità; andando a misurare con un calibro quanto ottenuto però ci accorgiamo del fatto che il diametro effettivo è di 39,9mm mentre da progetto doveva essere pari a 40mm . Abbiamo ottenuto quindi : Procediamo con il secondo appostamento : A questo punto effettuiamo una sfacciatura preliminare attraverso 4 passate da 2mm con una velocità di 1200 giri/min e avanzamento di 224 giri/min. Applichiamo la contropunta servendoci del foro di centraggio come nel caso del primo appostamento . Procediamo con la sgrossatura dell’ultima parte di lunghezza C” pari a 34 mm circa e diametro 60mm tramite ben 9 passate da 2mm e 11 da 1mm di profondità (sempre sul diametro) sino ad avere un diametro di 31mm, il tutto eseguito con velocità pari a 680 giri/min e avanzamento di 224 giri/pollice. Effettuiamo la finitura di quest’ultima parte tramite 3 passate di cui una da 0,5mm una da 0,3 e una da 0,2 mm di profondità con velocità pari a 360 giri/min e avanzamento di 224 giri/pollice. Adesso con 4 passate da 1 mm di sfacciatura andiamo a determinare la lunghezza di progetto sul pezzo pari a 100mm e ci prepariamo al foro. Foriamo con punta da centro e sfortunatamente questa si rompe nel pezzo. Materiali compositi Un materiale composito è un materiale costituito da più materiali semplici, caratterizzato quindi da una struttura non omogenea. I singoli materiali che formano i compositi sono chiamati costituenti o fasi e a seconda della loro funzione prendono il nome di matrice o rinforzo. L'insieme di queste due parti costituisce un prodotto in grado di garantire proprietà meccaniche elevatissime e massa volumica decisamente bassa: per questo motivo i compositi sono largamente usati nelle applicazioni dove la leggerezza è cruciale. La matrice è costituita da una fase continua omogenea che ha il duplice compito di garantire la coesione del materiale e la dispersione al suo interno delle particelle o fibre di rinforzo (altrimenti si avrebbe la segregazione delle stesse). Il rinforzo è rappresentato da una fase che viene dispersa in varie modalità all'interno della matrice e ha il compito di assicurare rigidezza e resistenza meccanica, assumendo su di sé la maggior parte del carico esterno. La differenza tra materiale composito e lega è che nella lega gli elementi sono miscelati a livello microscopico mentre nei compositi gli elementi sono miscelati a livello macroscopico. In relazione alla natura della matrice si effettua la catalogazione dei compositi in:  PMC o compositi a matrice polimerica (termoplastici e termoindurenti es.: nylon e resine epossidiche);  MMC o compositi a matrice metallica (leghe di Al, Mg, Ti);  CMC o compositi a matrice ceramica (allumina, carburo di silicio):  Vetrosi;  Vetroceramici. Per realizzare un componente si parte da un’idea che viene progettata e successivamente si va a prendere in considerazione il processo di produzione .Nell’analisi si deve tener conto dei materiali ,del dimensionamento, della tecnologia di produzione, del layout di esercizio, dei controlli , della qualità e il Cenni sulla lavorazione delle lamiere La più importante categoria di lavorazioni è quella delle lamiere , che dà origine ad una numerosa serie di prodotti quasi sempre finiti: carrozzerie automobilistiche, involucri di elettrodomestici, componentistica varia, ecc. Il più comune e importante gruppo di lavorazioni è quello comprendente: TRANCIATURA,PIEGATURA, IMBUTITURA. Per ottenere i pezzi stampati finiti sono necessarie diverse fasi di lavorazioni che richiedono macchinari (presse e stampi) molto costosi, pertanto la messa a punto di un impianto di stampaggio risulta economicamente conveniente solo per produzioni di un grande numero di pezzi (lavorazione in serie). TRANCIATURA La tranciatura è un processo di deformazione plastica che ha lo scopo di ritagliare da una lamiera una figura geometrica piana. L’operazione di tranciatura si effettua con stampi montati su presse, consente tramite l’utilizzo di un punzone e di una matrice di ottenere sulla lamiera fori o pezzi pieni di forma anche complessa in tempi brevi e con costi molto contenuti . IMBUTITURA L'imbutitura è un processo tecnologico attraverso il quale una lamiera viene deformata plasticamente ed assume una forma scatolare, cilindrica o a coppa. Consente di realizzare oggetti aventi profonde cavità come ad esempio lattine metalliche, pentole e altri contenitori. PIEGATURA La piegatura è una lavorazione meccanica con la quale si deforma un determinato oggetto applicandogli delle forze. In relazione a tutte le possibili lavorazioni che una lamiera può subire è indispensabile definire la formabilità delle lamiere ossia la capacità del materiale di subire deformazioni plastiche senza arrivare alla frattura. Uno dei metodi utilizzati per evidenziare tale dato è la prova di Erichsen :  tale prova cerca di portare a rottura la lamiera , l’altezza massima(altezza a rottura che si raggiunge) che registrerò sarà l’indice di Erichsen per quel determinato materiale. La prova si effettua tramite una lamiera incastrata con premilamiera su cui verrà esercitata la forza di un punzone con superficie lubrificata . Tale prova è stata effettuata in laboratorio: Prova di ERICHSEN Il motore è comandato da un inverter che possiamo gestire in modo da regolare velocità di avanzamento e il numero di giri. Il tutto è stato collegato al computer attraverso un trasduttore che converte il segnale della cella di carico a compressione in un segnale digitale. In sostanza possiamo schematizzare la prova in 4 fasi: 1. serraggio lamiera (alluminio 45 Nm); 2. taratura inverter (velocità di avanzamento del punzone=10mm/s) 3. metto a contatto il punzone con la lamiera e taro il calibro che mi rileva la profondità del punzone; 4. applico il carico facendo avanzare il punzone fino a rottura(14 kN); a questo punto andiamo a rilevare la profondità di imbutitura=20mm ,questa sarà l’indice di ERICHSEN per tale materiale . CONTROLLO MACROGEOMETRICO E DIMENSIONALE Nel passare da un progetto ad un prodotto dobbiamo mettere a preventivo il sicuro riscontro di errori, questi ultimi possono essere controllati e oggi più che mai tale controllo risulta preciso e all’avanguardia grazie all’ormai diffuso utilizzo delle macchine di misura a coordinate. Lo sviluppo di tali macchine è inestricabilmente collegato allo sviluppo delle macchine utensili automatizzate e da esse ha avuto origine in relazione alla crescente richiesta di effettuare misure in tempi brevi e quanto più accurate possibili. In laboratorio abbiamo effettuato misure relativamente la precisione del nostro pezzo utilizzando una macchina di misura a coordinate (ZEISS modello PRISMO). Tale macchina si basa sulla movimentazione e rilevazione della posizione lungo 3 assi di riferimento (x,y,z) di un tastatore .Le traverse sono fatte di metallo e vetro riflettente e grazie proprio a ciò il tastatore riesce ad ottenere informazioni relative la propria posizione le quali come segnale elettronico vengono inviate al ricevitore e successivamente al foglio di calcolo. Anche questa macchina ha un suo errore marginale dato dalla formula: MPE = errore =(Maximum permissible error)= 2,5+ 𝐿 3000 La misura avviene in diverse fasi: