Tecnologie di produzione - appunti completi

CAMPIONI DI MISURA

1. BLOCCHETTI JOHANSSON utilizzati per le quote esterne

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blocchetti con lunghezze diverse, che hanno un errore molto limitato (0,1-0,2 μm) risoluzione

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estremamente elevata

Questi blocchetti si impiegano singolarmente o come combinazione di più blocchetti collegati tra loro:

hanno una planarità e rugosità talmente buone da aderire perfettamente tra di loro e sono poco sensibili

alla variazione di temperatura

servono come campioni di misura per azzerare gli strumenti comparativi

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2. ANELLI DI AZZERAMENTO utilizzati per le quote interne

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MISURA RELATIVA

1. COMPARATORE fornisce una misura comparata e non assoluta

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E’ formato da un tastatore, che viene messo a contatto con il pezzo, il quale è collegato ad un'asta che

lancetta su una scala centesimale (1/100 mm).

scorre su e giù lo spostamento dell’asta fa girare la

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Ogni giro della lancetta fa salire il totalizzatore di 1

Posso misurare uno scostamento massimo di 10 mm con una sensibilità di 1 centesimo

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L’azzeramento avviene girando la corona mobile allineo lo zero con la lancetta

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Il comparatore viene utilizzato per verificare:

-​ lo spostamento di un oggetto rispetto a un campione (verifica dimensionale)

-​ le tolleranze di forma (circolarità, cilindricità, rettilineità o planarità di una superficie)

-​ le tolleranze di posizione (parallelismo, ortogonalità di una superficie rispetto ad un piano di

riferimento)

(Chiedere appunti applicazioni comparatore, tolleranze di posizione slide 39)

2. ALESAMETRO comparatore accoppiato ad un sistema meccanico che trasforma il movimento di

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traslazione dell’asta del comparatore in un movimento di due tastatori in direzioni opposte

serve per verificare le quote interne e fornisce una misura relativa va azzerato mediante un anello

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azzeramento. Tolleranza dimensionale è al di sotto di 1 μm (precisione molto molto accurata)

Per misurare il diametro di un foro faccio il basculamento e prendo il valore minimo

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3. CALIBRO PASSA NON PASSA si utilizzano per certificare tanti oggetti (rapidi nella lettura, ma costosi e rigidi)

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Esistono sia per verificare le quote interne che esterne

-​ Per le quote esterne: ho due distanze (una maggiore e una minore) per essere in tolleranza, il

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pezzo deve passare per la prima distanza (quota massima) e non per la seconda (quota minima)

se il pezzo non passa per la prima distanza, allora il diametro è maggiore della quota massima

→ se il pezzo passa per entrambe le distanza, allora il diametro è al di sotto della quota minima

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-​ Per le quote interne: ho due cilindri (uno piccolo e uno grande) per essere in tolleranza il cilindro

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piccolo (quota minima) deve passare nel foro e il cilindro grande non deve passare (quota massima)

se il primo cilindro non passa, allora il foro è più piccolo della quota minima

→ se il passa anche il secondo cilindro, allora il foro è più grande della quota massima

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La tipologia di strumento utilizzato (manuale, automatizzato, macchina di misura) dipende dalla

disponibilità degli strumenti in azienda, dal numero di pezzi da controllare e dalla tipologia di pezzi da

controllare

se ho una produzione unitaria/lotti piccoli utilizzo uno strumento manuale versatile (calibro/alesametro)

→ se supero 1000/2000 pezzi utilizzo uno strumento manuale rigido (calibro passa non passa)

→ se ho una produzione in serie (1000000 pezzi) utilizzo una macchina automatica

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LA STRUTTURA DEI MATERIALI

I materiali per costruzione vengono classificati secondo la loro natura chimica:

Metalli

➢​ Ferrosi prevalenza di ferro, comprendono acciai e ghise hanno un rapporto

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★​ resistenza/costo molto elevato

Non ferrosi non hanno alto contenuto di ferro, comprendono alluminio, rame, magnesio,

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★​ titanio miglior rapporto tra resistenza meccanica e densità

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Non metalli

➢​ Polimerici comprendono plastiche, elastomeri, compositi

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★​ Ceramici comprendono ceramiche tecniche, vetri

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★​

Nei materiali metallici, ci sono legami metallici nuclei con carica positiva, che condividono elettroni con

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carica negativa questo legame conferisce ai metalli la proprietà di deformabilità permette ai metalli di

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subire uno scorrimento atomico senza fratturare il materiale posso avere una deformazione permanente

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e plastica del materiale senza romperlo

Le sostanze solide possono presentarsi allo:

-​ Stato AMORFO: atomi e molecole occupano lo spazio in modo disordinato solo liquidi ad alta

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viscosità con un fortissimo attrito interno, tale da vincere l’azione della gravità (vetri)

Non hanno una temperatura di fusione, piuttosto hanno una temperatura di transizione vetrosa

sopra la quale si deformano e rammolliscono

-​ Stato CRISTALLINO: atomi disposti ordinatamente e legati a determinate posizioni tutte le leghe

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metalliche formano solidi cristallini

Considerando una porzione del reticolo cristallino, la più piccola possibile ma tale da conservare

ancora tutte le caratteristiche di simmetria del cristallo, otteniamo una cella elementare (unitaria)

STRUTTURE CRISTALLINE

Materiale monocristallino composto dalla stessa struttura in tutto il volume del materiale (la cella

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elementare si ripete in tutto il materiale) abbastanza raro

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Materiale policristallino formato da un insieme di regioni cristalline grani cristallini a diversa

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orientazione, dove si incontrano abbiamo il bordo di grano rappresenta la quasi totalità dei metalli ad uso

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tecnico

I metalli e le leghe vengono ottenuti per solidificazione della fase liquida, durante la solidificazione gli atomi

a seconda del materiale, temperatura e pressione

si organizzano per minimizzare l’energia libera →

ottengo una determinata struttura per natura.

Esistono 7 tipi di sistemi cristallini che danno origine a tutti i tipi possibili di reticolo, inoltre ci sono possibili

varianti nell’unità elementare di base ho 4 tipi di celle elementari (semplice, corpo centrato, facce

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centrate, base centrata)

CELLA CUBICA A CORPO CENTRATO (CCC) Cella elementare cubica composta da: 4 atomi sulla faccia

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superiore, 4 atomi sulla faccia inferiore ed un atomo al centro

Questa cella unitaria è caratterizzata da piani a minore densità atomica rispetto ad altre strutture; di

resistenza meccanica) necessaria per provocare scorrimento risulta

conseguenza la tensione al taglio (=

alta i metalli caratterizzati da questa struttura sono i metalli più duri e resistenti (Fe-ⲁ, Fe- , cromo (Cr),

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molibdeno (Mo), Tungsteno (W), Vanadio (V))

CELLA A FACCE CENTRATE (CFC) Cella elementare cubica con 5 atomi su tutte le facce (no atomo al centro)

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Questa cella unitaria è caratterizzata da piani ad alta densità atomica; di conseguenza la tensione di taglio

meccanica) necessaria per provocare scorrimento risulta minore

(resistenza

i metalli caratterizzati da questa struttura sono i metalli duttili e meno resistenti (alluminio, rame, piombo,

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argento, oro, Fe-y) li posso deformare maggiormente, ma hanno una resistenza minore

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CELLA ESAGONALE COMPATTA (EC) Cella elementare esagonale con 7 atomi sulla faccia superiore, 7

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sulla faccia inferiore e 3 atomi al centro

Questa cella è caratterizzata da pochi piani di scorrimento; di conseguenza risulta fragile a temperatura

ambiente non si deformano plasticamente (magnesio, titanio…)

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ANISOTROPIA

Una struttura reticolare ha proprietà fisiche e meccaniche diverse a seconda delle direzioni o dei piani

considerati questo è dovuto in primis alla diversa distribuzione atomica nello spazio

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-​ Se gli atomi sono più vicini densità atomica elevata

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-​ Se gli atomi sono più lontani densità atomica minore

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Gli scorrimenti preferenziali avvengono lungo i piani e le direzioni a maggiore densità atomica

Tensione tangenziale di scorrimento tensione necessaria per ottenere una deformazione permanente,

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nei metalli è proporzionale alla distanza tra gli atomi nel piano (b) e inversamente proporzionale alla

distanza tra i piani di atomi (a) → τ ≡

In un determinato piano, se ottengo un valore minore di b, la resistenza alla deformazione diminuisce e viceversa

CCC CFC

Densità atomica minore maggiore

Tensione di scorrimento Maggiore minore

(resistenza)

Duttilità minore maggiore

durezza maggiore minore

Metalli Fe-ⲁ, Cr, Mo, V Al, Cu, Pb

CRISTALLIZZAZIONE DEI METALLI PURI

La formazione dei cristalli avviene durante il passaggio dei metalli dallo stato liquido a quello solido il

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processo di cristallizzazione ha inizio spontaneamente da più punti della massa liquida, che si chiamano

centri o nuclei di cristallizzazione

Un centro di cristallizzazione si forma quando, a causa del rapidissimo movimento degli atomi, alcuni di

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essi si dispongono casualmente con una certa simmetria o addirittura secondo una forma prossima a quella

di una cella elementare

All’interno del liquido si formano contemporaneamente più centri di cristallizzazione i cristalli si

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accrescono ordinatamente fino a quando non interferiscono tra loro. A questo punto la crescita si arresta

senza che i cristalli abbiano potuto raggiungere una forma regolare si ottiene una struttura poliedrica

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Solidificazione lenta la forza termodinamica che spinge alla formazione dei centri di cristallizzazione è

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bassa, quindi si formano pochi centri di cristallizzazione crescono tantissimo e ottengo grani molto

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grossi ho una resistenza meccanica minore

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Solidificazione rapida la forza termodinamica che spinge alla formazione dei centri di cristallizzazione è

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alta, quindi si formano molti centri di cristallizzazione crescono meno e ottengo grani piccoli ho una

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resistenza meccanica maggiore

A parità di composizione chimica, posso ottenere delle proprietà meccaniche diverse a seconda di come

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solidifica quel materiale

Talvolta dai primi individui cristallini (cristalli primari) si dipartono, durante l’accrescimento, nuovi cristalli

secondo altre direzioni (cristalli secondari) e da questi altri ancora ottengo una struttura dendritica (anche

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in questo caso la crescita si arresta per interferenza) questa struttura è tipica dei getti di fusione

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DIFETTI PUNTU