Tecnologie e studi di fabbricazione - secondo parziale

Processi di lavorazione e accoppiamento selettivo

Il processo di lavorazione associato alla curva σ1 non produce scarti, ma è più costoso poiché più preciso. Al contrario, il processo di lavorazione associato alla curva σ2 produce scarti ma ha un costo minore.

L'accoppiamento selettivo è un processo che permette di utilizzare anche i pezzi non in tolleranza. Consiste nell'accoppiare normalmente i pezzi in tolleranza, mentre quelli fuori tolleranza vengono accoppiati tra di loro. Ad esempio, un foro troppo grande viene accoppiato con un albero con lo stesso problema, in questo modo l'accoppiamento funziona comunque. Questo metodo riduce i costi di produzione eliminando gli scarti, ma richiede una gestione aggiuntiva per accoppiare i pezzi non in tolleranza.

Le tolleranze geometriche si riferiscono all'aspetto macroscopico della geometria dell'oggetto. Se sono indispensabili per il funzionamento del componente, vengono indicate sul disegno.

attraverso i simboli della tabella. Le tolleranze geometriche possono essere sia di forma che di dimensione. Le tolleranze di forma sono definite dall'ampiezza della fascia entro la quale devono essere compresi gli errori, ad esempio rettilineità, planarità, circolarità, cilindricità, concicità. Le tolleranze di posizione, invece, sono riferite a una superficie di riferimento, sono infatti definite dall'ampiezza della fascia entro la quale deve essere compresa la deviazione di una superficie, rispetto a quella di riferimento. Ad esempio inclinazione, parallelismo, normalità, concentricità, simmetria. Per misurare le grandezze in tolleranza dovremmo fissare il pezzo, e per fare ciò dobbiamo eliminare la possibilità di movimento dei 6 gradi di libertà che ha. Si definiscono 3 piani di riferimento, piano d'appoggio e due piani perpendicolari. A livello di programmazione dei processi produttivi si cerca di lavorare.

superfici in tolleranza di forma tra di loro con lo stesso piazzamento sul pezzo. I sistemi di fissaggio (fixturing) hanno due scopi: riferire correttamente la geometria del pezzo e fornire la forza di afferraggio sufficiente a contrastare le forze di processo.

Tornitura

La tornitura è un processo di lavorazione per asportazione di truciolo, che consiste nel realizzare la forma del componente asportando il volume in eccesso. Si introduce un interferenza fra un oggetto di materiale più duro (utensile) e il pezzo che vogliamo lavorare. L'utensile di materiale più duro si muove rispetto all'asse di rotazione del pezzo. Consente di realizzare oggetti assial-simmetrici (il pezzo ruotando ritorna più o meno nella stessa posizione con l'utensile). Questo sistema porta a errori di forma principalmente di due tipi.

Se il pezzo rimane fermo e si muove intorno a lui l'utensile, si formerà un errore sulla cilindricità, che dipende dal controllo

del sistema di realizzazione degli assi, che non è detto che descrivano una circonferenza. Crea il truciolo che è il materiale in eccesso che viene asportato. La macchina è il tornio, sul mandrino viene montato il pezzo e con delle manovelle possiamo muoverlo sul piano variando il raggio. Si prende il semilavorato, da rifinire, lo posiziono sul mandrino e poi movimento l'utensile per creare il pezzo. I mandrini sono autocentranti, e hanno tre elementi mobili detti cani, che si possono avvicinare o allontanare. Quando, durante il processo di asportazione di truciolo, l'utensile entra in contatto con il componente si generano delle forze in tutte le direzioni, che provocano una deformazione. A fine lavorazione il pezzo ottenuto deve essere misurato. A seconda della tornitura usata possiamo ottenere due tipi di tolleranze geometriche differenti: - . . . Misurazione A fine lavorazione i componenti devono essere misurati. La misurazione deve essere accurata eprecisa.Una procedura di misurazione accurata è quando evita errori sistematici.La precisione è il grado di ripetibilità nel processo di misurazione. Una buona precisione significa che gli errori casuali nella procedura di misurazione sono ridotti al minimo.Perché lo strumento sia preciso deve essere frequentemente ritarato.Errori di superficieLe lavorazioni dei materiali non consentono di ottenere delle superfici ideali (superfici nominali: cioè quelle rappresentate dai disegni), ma le superfici contengono degli errori, sono superfici reali.-superficie nominale/reale: superficie che definisce idealmente il pezzo, ed è rappresentata sul disegno.Le superfici nominali appaiono come linee assolutamente rette, cerchi ideali, fori rotondi e altri bordi e superfici geometricamente perfetti.-superficie reale: è la superficie effettiva ottenuta con la lavorazione. La superficie effettiva dipende dai processi di fabbricazione utilizzati, lavarietà di processi comporta variazioni caratteristiche della superficie. Il substrato è caratterizzato dalla presenza dei grani cristallini, che sono le strutture base dei materiali (con reticolo regolare). I grani hanno tutti orientazione diversa, originano quindi dei difetti. Quando la superficie viene fortemente ingrandita, quindi a livello microscopio, è tutt'altro che dritta e liscia: presenta rugosità e ondulazioni. Le irregolarità superficiali possono avere: - un orientamento, quando i solchi caratterizzanti la rugosità hanno una direzione predominante; - un passo, quando i solchi hanno un carattere periodico, definito come la distanza media tra le creste prevalenti, su un piano di rilievo ortogonale all'orientamento. Profilo di rugosità: si ottiene eliminando i difetti di forma. Le rugosità sono piccole deviazioni poco distanziate dalla superficie nominale, determinate dalle caratteristiche del materiale e dai processi di

lavorazione.Le ondulazioni, invece, sono deviazioni di una spaziatura molto maggiore, queste si verificano a causa dideflessione del pezzo, vibrazioni, utensili (ad esempio quelli utilizzati per l'asportazione di truciolo), efattori simili.

RugositàLa rugosità totale rappresenta la differenza fra picco massimo e minima valleRt= | Ymax - Ymin |

Rugosità aritmetica media:Ra=y-ymaxDove Ym è la quota media della rugosità:Iy,xaxym =

Per non includere l'ondulazione nel calcolo della rugosità totale e della rugosità media, si utilizza lalunghezza di taglio, cioè una lunghezza di campionamento inferiore all'ondulazione, in questo modo sievidenzia solo la rugosità.

Nei processi di asportazione di truciolò (che sono quelli più precisi) il profilo di rugosità, oltre che dalmateriale stesso, dipende dai parametri di processo. Il profilo in questo caso sarà periodico. In questocaso il profilo

di periodicità dipende quindi da fattori geometrici dell'operazione, parametri di processo, come ad esempio l'utensile usato, fattori del materiale, vibrazioni e altri fattori dovuti alla macchina usata. Poiché durante l'asportazione di truciolo il materiale gira, l'utensile compie un giro a spirale sopra il materiale, non si ottiene quindi una superficie liscia, ma si ottiene un profilo di rugosità periodico. ag = avanzamento a giro (parametro di processo) indica quanto avanza l'utensile durante un giro completo del corpo. Poiché il corpo ruota, il materiale che non verrà asportato sarà quello fra due raggi di raccordo. A seconda dell'avanzamento a giro avremo profili di rugosità molto diversi, per avanzamenti a giro molto elevati otteniamo un profilo di rugosità più regolare, ma più complesso. Esempio: X y In questo modo, ad esempio possiamo ottenere la filettatura. Inoltre, a seconda del

L'utensile usato avrà un diverso tipo di impronta.

Caratteristiche dei materiali

Proprietà fisiche: caratteristiche del materiale legate alla sua struttura e composizione chimica.

Proprietà meccaniche: risposta del materiale all'applicazione di una forza esterna. Le proprietà meccaniche derivano dalle proprietà fisiche del materiale.

Proprietà tecnologiche: sono quelle qualità che forniscono informazioni sull'idoneità a varie operazioni o processi tecnologici.

Per la scelta del materiale bisogna tenere in considerazione che lo stesso materiale può variare molto a seconda di parametri chimico-fisici, ad esempio la variazione di temperatura.

Esempio di come varia la durezza di Brinell e la struttura del materiale cambiando la sua velocità di raffreddamento. (Durezza Brinell = capacità del materiale di resistere alla penetrazione di un utensile).

In genere materiali che hanno subito un raffreddamento

moltorapido hanno proprietà meccaniche migliori.

Esempio di come varia la resistività elettrica in base alla temperatura e agli elementi di lega presenti nel materiale.

Anche l'aspetto del materiale dipende dalle condizioni fisiche. Ad esempio l'ossido di alluminio può essere trasparente, se formato da un mono cristallo, traslucido se formato da pochi cristalli (bassa porosità), completamente opaco se formato da tanti cristalli (alta porosità).

Sottoponendo i materiali a trattamenti termici si cambiano le caratteristiche meccaniche dei materiali. In particolare la loro velocità di rottura (di propagazione della cricca) se sottoposti a sforzo, diminuisce.

Elementi elettronegativi

Elementi elettropositivi

La posizione degli elementi all'interno della tabella è in funzione, oltre che del peso atomico, della loro elettronegatività. Un atomo di un elemento elettro positivo presenta la tendenza a perdere elettroni e quindi a