Appunti Tecnologie e studi di fabbricazione - terzo parziale

Gli inserti per gli utensili da fresatura sono diversi rispetto a quelli per la tornitura, sono un po’ più

complessi. Sono inserti che devono essere resistenti agli urti, e devono avere delle geometrie

complesse, perché devono lavorare in rotazione.

L’utilizzo degli inserti serve ad abbassare il costo della lavorazione, permette di fare una lavorazione

più veloce. Il corpo utensile deve essere resiliente, mentre l’Inter to deve essre più duro e resistente

alle temperature. Gli utensili possono essere fatti di materiali diversi a seconda della

lavorazione che devono fare, la velocità di taglio, e la resistenza che deve

avere l’utensile al calore. Possono essere usati acciai super rapidi,

soprattutto per utensili di forme complesse, oppure i carburi ceramici,

per materiali più difficili da lavorare.

Come nel caso dell’utensile della tornitura, si utilizzano utensili con più strati di copertura.

Il numero dei denti dell’utensile è dato dalla funzione che deve avere, gli utensili da due denti sono

solitamente usati per la sgrossatura, sono pensati per forze grandi e ampia zona del truciolo. Per la

finitura di solito si utilizzano utensili da quattro denti, e per la lavorazione intermedia utensili da tre

denti. In genere non si vedono molti utensili con più di quattro denti, al massimo a volte vengono usati

utensili da sei denti per la finitura.

Forze di taglio

Le forze in tornitura sono praticamente costanti,

ad eccezione di alcune vibrazioni.

Nella fresatura invece le forze non sono costanti.

Le forze del diagramma in figura corrispondo a

un processo di fresatura in downmilling, poiché c’è

un picco iniziale, poi le forze minuiscono.

È importante tenere sotto controllo le forze del

processo di asportazione di truciolo perché

influiscono sulla finitura e precisione del processo. Il processo di asportazione di truciolo, in confronto

agli altri tipi di processi, non è economicamente conveniente, viene comunque usato proprio per le

buone finiture che riesce a ottenere. Maggiori sono le forze, peggiori sono le precisioni, per questo

c’è la divisione del processo in almeno due parti, cioè sgrossatura e finitura.

Foratura

La foratura è un processo semplice, serve a creare fori senza una grande precisione. La foratura

utilizza un utensile pluritagliente e fragile, composto da una barretta di metallo che viene piegata ad

elica, quindi con due lati taglienti.

Con la foratura si possono realizzare sia fori ciechi che fori passanti, i due processi hanno tempi

diversi, per avere un foro passante la distanza da percorrere sarà maggiore, in particolare se gli

spessori sono sottili.

Inoltre non è possibile fare fori troppo profondi, il rapporto fra diametro dell’utensile e profondità

del foro deve essere massimo 1:3.

Le macchine per la foratura sono macchine abbastanza semplici, senza costi particolarmente alti.

Altre operazioni simili sono l’alesatura, che utilizza un utensile estremamente più costoso con più

taglienti, che ha l’obbiettivo di rendere il foro molto più preciso, lavorando su fori già fatti.

La svasatura, serve per allargare il foro nella parte superiore.

Foratura da centro, serve per fare un piccolo foro di invito, da cui partire per fare il foro in se.

Durante l’operazione di foratura l’utensile entra ed esce più volte per permettere al truciolo di uscire,

sempre per lo stesso motivo si usa molto lubrificante.

La maggior parte delle punte sono fatte in metallo duro, cioè sono punte integrali, alcune hanno la

testina intercambiabile fatta in carburo.

Durante la foratura il percorso che fa la punta è una spirale, cioè la punta si abbassa e nel frattempo

ruota, la sezione di truciolo che porta via è infatti costante. Il fatto che la punta tracci una spirale fa

diminuire un po’ gli angoli di taglio.

La punta dell’utensile è costituita da due zone, la parte centrale si chiama coltello, che ricalca il

materiale e lo spinge di lato, a una parte tagliente, affilata. La parte centrale è quella con minore forza

di taglio, infatti esegue più una deformazione plastica, spostando il materiale verso l’esterno, ed è in

corrispondenza del coltello che il materiale oppone più resistenza al taglio.

Piallatura

La piallatura è un processo di taglio che serve a creare delle superfici piane, utilizza un singolo

utensile che piano piano si sposta e rimuove la vecchia superficie. Un altro metodo per ottenere una

superficie piana è la fresatura, che è però meno precisa rispetto alla piallatura. La piallatura è un

processo estremamente preciso, le macchine da piallatura sono specifiche solo per eseguire

quell’operazione. A seconda della dimensione del pezzo si muove l’utensile o il componente da lavorare.

L’operazione di piallatura è abbastanza semplice.

La geometria della sua rugosità dipende dal raggio

di raccordo, dalla geometria dell’utensile, e

all’avanzamento per passata.

Brocciatura

È un processo che permette di creare degli oggetti complessi, con buone finiture superficie le e una

buona precisione. Per la brocciatura si utilizza un oggetto pluritagliente costituito da vari denti. La

broccia viene inserita all’interno di un foro e leva via via del materiale, allargandolo. Gli utensili per la

brocciatura sono molto lunghi e estremamente costosi. Con la brocciatura è possibile ottenere dei fori

con delle geometri interne particolari all

La brocciatura parte da un foro. È un processo a bassissima velocità, e usa tanto lubrificante. Questo è

dovuto al costo dell’utensile, molto elevato, andando a bassa velocità l’utensile ha vita più lunga. La

sezione di truciolo è una corona circolare.

Segagione -

Esistono tre tipi di segagione, una con la macchina

alternata, a nastro e a disco. Quella alternata è poco

usata perché ha produttività scarsa. Quella a nastro e

a disco sono molto simili, cambia la geometria su cui

conviene applicarle.

Nella segagione ci sono più denti in presa

contemporaneamente.

In generale le lame sono stradate ovvero le lame sono aperte verso l’esterno per far sì che la lama non

si incastri all’interno durante uno scavo.

Studi di fabbricazione

Gli studi di fabbricazione riguardano l’ordinamento dei vari processi di produzione e l’ottimizzazione

dei parametri di lavoro per il processo che vogliamo fare. Si cerca quindi di ordinare e programmare

ii processi in modo da avere la produttività maggiore a parità di costi. Esistono diversi livelli di

pianificazione del processo, nella prima fase si scelgono i processi, in seguito si scelgono i parametri.

Per iniziare a pianificare il processo è necessario conoscere la geometria da realizzare e il materiale

da usare.

In base al materiale ci saranno più soluzioni possibili (questo perché non tutti i materiali possono

essere lavorati allo stesso modo), si escludono quindi i processi che non sono compatibili con quel

determinato materiale. Poi è importante considerare la geometria del pezzo che devo realizzare, ad

esempio se la geometria è complessa posso usare la fusione o la brocciatura. In seguito si sceglie il

processo più adeguato in base alla finitura che voglio ottenere, e in base al numero di pezzi da

realizzare. Si utilizzano quindi le informazioni che abbiamo per iniziare a scartare dei processi che

non sono adeguati, avremo comunque più processi possibili fra cui poter scegliere.

Una volta scelta la sequenza dei processi da seguire, bisogna definire i parametri di lavoro da

utilizzare per ogni processo, e nel caso di operazioni di rifinitura superficiale, si vanno a definire le

superfici da lavorare.

Un altro passo importante è poi quello di definire la sequenza ottimale delle lavorazioni, solitamente si

raggruppano le operazioni in modo da limitare gli spostamenti all’interno delle aziende, che

rappresentano una perdita economica.

Un’altra cosa importante da considerare sono gli errori, che ovviamente vanno ridotti al minimo, e

vanno tenuti in considerazione per il costo della produzione. Si sceglie poi la macchina, all’interno

dell’azienda, da utilizzare, in base alla potenza, le forze in gioco.

In fine si fa il conto economico, cioè si calcola quanto ci costa produrre quel pezzo, e se è fattibile a

livello di mercato, e si decide se ha senso la produzione di quell’oggetto o meno. Se il costo del

componente è troppo alto, fuori mercato, è possibili intervenire di nuovo sulla progettazione dei

processi.

I processi si suddividono in processi primari e secondari.

Quelli primari danno origine al semilavorato, mentre

quelli secondari danno il prodotto finito. Cioè i primi

danno la forma all’oggetto, gli altri lavorano sulle

superfici.

La scelta del processo da usare dipende anche dalla

disponibilità dell’azienda delle macchine, dei sistemi di

fissaggio, ma anche dal personale specializzato

disponibile.

I processi sono ulteriormente suddivisibili in processi che rimuovono il materiale, cioè asportazione di

truciolo, e gli altri processi, come fusione, saldatura ecc…

Questa classificazione è dovuta al fatto che i processi di asportazione di truciolo, anche se

particolarmente costosi, sono fondamentali per la finitura superficiale. Per questo sono principalmente i

processi da migliorare e ottimizzare. Inoltre sono molto diffusi per la loro flessibilità, con l’asportazione

di truciolo è possibile creare qualsiasi geometria, con la precisione più alta possibile.

Aspetti economici

Una delle cose più importanti da considerare, quando scegliamo un processo di fabbricazione, o i

parametri di lavoro da usare, è il costo.

Oltre al costo dei macchinari è necessario considerare anche il costo dei materiali usati, ci sono dei

processi che consumano più materiale di altri, a parità di componente da realizzare.

In generale, i processi produttivi aggiungono valore al materiale di partenza, è importante capire cosa

aggiunge valore al componente, in modo da ottimizzarlo.

Le cose che, invece, comportano un costo e non aggiungono valore

al componente devono essere ridotte, o eliminate.

Un fattore importante è il tempo di pensiero, cioè il tempo

utilizzato per lo studio di fabbricazione per un determinato

componente. Il tempo di pensiero è necessario per scegliere una

buona strategia di fabbricazione, per ottimizzare poi tempi e

costi di produzione. Il tempo di pensiero rappresenta un costo e deve essere quindi ottimizzato, è

l’investimento che fa l’azienda per ottimizzare lo studio di fabbricazione. È importante