tecnologia meccanica, Esercizi di Tecnologia Meccanica

Scarica tecnologia meccanica e più Esercizi in PDF di Tecnologia Meccanica solo su Docsity! Esercizio Una barra di ghisa, avente un diametro iniziale di 140 mm, deve essere ridotta ad un diametro finale di 120 mm. Avendo a disposizione un tornio equipaggiato con un motore elettrico la cui potenza di targa è 8 Kw, si scelga il numero di passate minimo da effettuare e si calcolino le potenze per ogni lavorazione. η=0,8; HB=260 N/mm2; n=800 giri/min; velocità di avanzamento va=430 mm/min; α=12°; γ=-8°; Ks=0,9 HB 0,4 β0,666 daN/mm2. [Ks = 0.9*(HB) 0.4*β0.666] Esercizio Si debba sgrossare una piastra in alluminio (HB=650 N/mm2, ks = 550 N/mm 2; 1/n = 0.060), di dimensioni 200x100x15 mm, riducendone le dimensioni a 200x100x12 mm, utilizzando una fresa in HSS di diametro D pari a 20 mm e 4 denti, utilizzando una fresatrice a testa verticale equipaggiata con un motore di potenza di targa PM pari a 4 KW e rendimento 0.9. Sia inoltre Ft,max = 160 N. Si valuti la massima profondità di passata utilizzabile e si scelga il numero di passate minimo da effettuare, in relazione ai vincoli suddetti e alle condizioni di stabilità della lavorazione (D < L, essendo L la larghezza di fresatura), e si calcolino, per ogni passata, forza di taglio e potenza richieste al motore con riferimento ai seguenti parametri di taglio: − n = 2000 giri/min; − az = 0.1 mm/giro. Esercizio Calcolare la pressione dell’aria agente sullo stantuffo di un maglio a doppio effetto, dovendo fucinare dei pezzi di acciaio Fe60 a 1000°C, essendo noti: Pressione di fucinatura = 18 Kg/mm2 Peso dell’incudine = 18000 kg. Peso del meccanismo cadente = 700 kg. Altezza di caduta = 0.8 m. Diametro dello stantuffo operatore = 150 mm. Superficie di lavoro dei pezzi = 16000 mm2. Profondità di fucinatura = 5 mm. Considerando un rendimento unitario, si determini il lavoro fornito ad ogni colpo, il lavoro assorbito dall’incudine, lo spostamento nominale dell’incudine, la forza di deformazione e la forza disponibile al termine della deformazione. Esercizio Calcolare la potenza massima richiesta al mandrino per una lavorazione di una fresatura periferica di un particolare in acciaio (HB = 250 N/mm2) con larghezza di taglio l = 30 mm mediante una fresa avente D = 60 mm, z = 8, ruotante a 650 giri/min, fissando un avanzamento di 0.5 mm/giro, avendo impostato una profondità di passata pari a 4 mm ed essendo β = 84°. Verificare la fattibilità della lavorazione con una fresatrice di potenza di targa pari a 6 KW e rendimento 0,9. [Ks=2,4 Rm 0,454 β0,666 daN/mm2] Esercizio Si calcoli la pressione del fluido agente sullo stantuffo di un maglio pneumatico a doppio effetto necessaria per fucinare dei particolari meccanici in acciaio Fe60, alla temperatura di 800° C (in base ai dati di seguito forniti, si consideri opportunamente il rendimento). Le caratteristiche del maglio e dei pezzi sono: − superficie di lavoro: A = 25000 mm2; − profondità di fucinatura: s = 5 mm; − peso dell’incudine: Pi = 40000 Kg; − peso del meccanismo cadente: Pc = 2000 Kg; − altezza di caduta h = 500 mm. Si determino, inoltre, il lavoro fornito ad ogni colpo, il lavoro assorbito dall’incudine, lo spostamento nominale dell’incudine, la forza di deformazione e la forza massima al termine della deformazione. 700°C 800°C 1000°C 1200°C Acciaio Rm=45 Kg/mm 2 25 20 13 8 Acciaio Rm=60 Kg/mm 2 38 30 18 9 ESERCIZIO Per mezzo di un maglio a doppio effetto si devono fucinare dei meccanici di acciaio Fe 45. Le caratteristiche del maglio sono: peso dell’incudine: Pi=40000 Kg; peso del meccanismo cadente: Pc=1800 Kg; altezza di caduta: h=0,5 m (η=0,85); superficie di lavoro: A=35000 mm2; profondità di fucinatura: s=5 mm; pressione agente sullo stantuffo: pf =14 Kg/cm 2; temperatura di fucinatura: T=800°C. Calcolare il diametro D dello stantuffo. 700°C 800°C 1000°C 1200°C Acciaio Rm=45 Kg/mm 2 25 20 13 8 Acciaio Rm=60 Kg/mm 2 38 30 18 9 Esercizio Si debba tornire una barra in acciaio (Rm=490 N/mm 2, 1/n = 0.197), di diametro iniziale pari a 100 mm fino al diametro finale pari a 90 mm, utilizzando un utensile con inserto in carburo di tungsteno per il quale l’angolo di spoglia inferiore α è pari a 5° e l’angolo di spoglia superiore γ è pari a -5°. La macchina utensile a disposizione è un tornio equipaggiato con un motore di potenza di targa PM pari a 8 KW e rendimento 0.9. Si assuma Ft,max = 1500 N. Acciaio Rm=45 Kg/mm 2 25 20 16 13 Esercizio 1 Determinare i parametri di taglio da utilizzare per eseguire una lavorazione di tornitura cilindrica esterna di barre di acciaio AISI1040 (Rm = 525 N/mm 2; Ks = 2,4·Rm 0.454·β0.666; 1/n = 0,197), considerando una lunghezza di lavorazione pari a 250 mm e riducendo il diametro dal valore iniziale di 50 mm al valore finale di 40 mm, con una superficie finale di rugosità media aritmetica pari a 0.6 µm. Si utilizzi per la lavorazione un utensile in carburo di tungsteno P20, di forma triangolare, angolo di taglio pari ad 83°, raggio di raccordo tra i taglienti pari a 1.2 mm, la cui durata è espressa dalla seguente legge di Taylor generalizzata: .paTv ,,, 260210230250 =⋅⋅⋅ Si analizzi il caso di lavorazione eseguita con un’ipotetica macchina utensile convenzionale con velocità di rotazione del mandrino ed avanzamenti disponibili in accordo con i seguenti valori: n [giri/min]: 3000, 2700, 2430, 2187, 1968, 1771, 1594, 1435, 1291, 1162, 1064, 941, 847, 763, 686, 618, 556, 500, 450, 405, 365, 328, 295, 215, 194, 174, 157, 141, 127, 114, 103, 93, 83. a [mm/giro]: 1.000, 0.900, 0.810, 0.729, 0.656, 0.590, 0.531, 0.478, 0.430, 0.387, 0.349, 0.314, 0.282, 0.254, 0.229, 0.206, 0.185, 0.167, 0.150, 0.135, 0.122, 0.109, 0.098, 0.089, 0.080, 0.072. Si scelga il numero di passate minimo da effettuare, in relazione ai vincoli su potenza e forza di taglio, considerando l’ultima passata come di finitura, e si calcolino, per ogni passata, forza di taglio e potenza richieste al motore con riferimento ai seguenti vincoli: potenza di targa pari a 4.5 KW, rendimento di trasmissione pari a 0.9, forza di taglio massima per evitare eccessive deformazioni di pezzo e portautensile pari a 1.2 KN (Ft = Ks q 1-1/n ), max rugosità e profondità di passata in sgrossatura pari a 1 µm e 2.5 mm, velocità di taglio min e max pari a 180 m/min e 230 m/min, rispettivamente. Si calcolino, per ogni passata, il valore del Material Removal Rate, durata dell’utensile e numero di passate eseguibili per singolo tagliente. Esercizio Si determini il lavoro fornito ad ogni colpo, il lavoro assorbito dall’incudine, lo spostamento nominale dell’incudine, la forza di deformazione e la forza disponibile al termine della deformazione, considerando una lavorazione di fucinatura di pezzi di acciaio Fe45 a 800°C utilizzando un maglio a doppio effetto, essendo noti: Peso dell’incudine = 10000 kg; Peso del meccanismo cadente = 100 kg; Altezza di caduta = 1 m; Diametro dello stantuffo operatore = 100 mm; Pressione agente sullo stantuffo operatore = 0.01 Kg/mm2; Superficie di lavoro dei pezzi = 4000 mm2; Profondità di fucinatura = 2.5 mm. Pressione di fucinatura 700°C 800°C 900°C 1000°C 25 Kg/mm2 20 Kg/mm2 16 Kg/mm2 13 Kg/mm2 Esercizio Determinare i parametri di taglio, da utilizzare per eseguire una lavorazione di tornitura cilindrica esterna di barre di acciaio AISI1040 (Rm = 525 N/mm 2; Ks = 2,4·Rm 0.454·β0.666; 1/n = 0,197), considerando una lunghezza di lavorazione pari a 250 mm e riducendo il diametro dal valore iniziale di 50 mm al valore finale di 44 mm in un’unica passata, con una superficie finale di rugosità media aritmetica pari a 0.6 µm. Si utilizzi per la lavorazione un utensile in carburo di tungsteno P20, di forma romboidale con angolo tra i taglienti pari ad 80°, angolo di taglio pari ad 83°, raggio di raccordo tra i taglienti pari a 1.2 mm, la cui durata è espressa dalla seguente legge di Taylor generalizzata: .paTv ,,, 260210230250 =⋅⋅⋅ Si analizzi il caso di lavorazione eseguita con un’ipotetica macchina utensile convenzionale con velocità di rotazione del mandrino ed avanzamenti disponibili in accordo con i seguenti valori: n [giri/min]: 3000, 2700, 2430, 2187, 1968, 1771, 1594, 1435, 1291, 1162, 1064, 941, 847, 763, 686, 618, 556, 500, 450, 405, 365, 328, 295, 215, 194, 174, 157, 141, 127, 114, 103, 93, 83. a [mm/giro]: 1.000, 0.900, 0.810, 0.729, 0.656, 0.590, 0.531, 0.478, 0.430, 0.387, 0.349, 0.314, 0.282, 0.254, 0.229, 0.206, 0.185, 0.167, 0.150, 0.135, 0.122, 0.109, 0.098, 0.089, 0.080, 0.072, 0.065, 0.058. Si assuma: potenza di targa pari a 6 KW, rendimento di trasmissione pari a 0.9 e forza di taglio massima per evitare eccessive deformazioni di pezzo e portautensile pari a 1.6 KN (Ft = Ks q 1-1/n ). Si calcolino inoltre i tempi di effettiva asportazione e il valore del Material Removal Rate. Esercizio 2 Calcolare l’altezza di caduta della mazza battente di un maglio a semplice effetto, dovendo fucinare dei pezzi di acciaio Fe45 a 800°C, utilizzando un maglio a semplice essendo noti: Peso dell’incudine = 10000 kg. Peso del meccanismo cadente = 250 kg. Rendimento = 1. Superficie di lavoro dei pezzi = 5000 mm2. Profondità di fucinatura = 2.5 mm. Si determini il lavoro fornito ad ogni colpo, il lavoro assorbito dall’incudine, lo spostamento nominale dell’incudine, la forza di deformazione e la forza disponibile al termine della deformazione. Pressione di fucinatura 700°C 800°C 900°C 1000°C 25 Kg/mm2 20 Kg/mm2 16 Kg/mm2 13 Kg/mm2