Appunti lezioni Tecnologia Meccanica

Prove di durezza e deformazione plastica

Queste prove di durezza sono fortemente condizionate dal fenomeno dell'incrudimento, dai trattamenti superficiali e dalla posizione rispetto ai bordi del pezzo.

I processi di deformazione plastica si basano sull'applicazione di una forza sul pezzo grezzo usando diversi tipi di stampi e attrezzature. Si dividono in:

• Lavorazioni primarie: si parte da oggetti provenienti da processi di fonderia, e avviene a caldo.
• Lavorazioni secondarie: portano il pezzo alla forma di utilizzo. Avvengono a caldo o freddo.

Considerando la temperatura di fusione del metallo Tm, le lavorazioni si dicono:

• A freddo: T/Tm < 0,3. I processi a freddo garantiscono finiture superficiali e tolleranze migliori.
• A media temperatura: 0,3 < T/Tm < 0,5
• A caldo: T/Tm > 0,6. Utilizzate quando le deformazioni da imporre al materiale sono importanti. Sono fragili sulla superficie.

Forgiatura a stampo aperto

Nella forgiatura a stampo aperto lo stampo non presenta contenimenti laterali. Come in tutte le prove di imbarilimento. Questo fenomeno può essere causato, oltre all'attrito pezzo-compressione si osserva pressa, dalla compressione di un pezzo caldo con uno stampo freddo. In questo caso la parte del pezzo a contatto con lo stampo si raffredda, la sua resistenza al flusso plastico diminuisce localmente, quindi la deformazione avviene in modo più accentuato dove il pezzo è più caldo, cioè al centro.

L'imbarilimento può essere ridotto scaldando gli stampi o ricoprendoli di isolante termico e lubrificante, oppure sottoponendo gli stampi a vibrazione ultrasonica. Si deve tener conto anche della generazione interna di calore dovuta agli attriti interni, che può provocare fatica termica. Il lavoro di deformazione è somma di

Il tuo lavoro ideale, causato dall'imbarilimento e attrito ridondante, è difficilmente calcolabile e dipende dal processo, dalla forma da realizzare e dal materiale. Considerando una deformazione unica e ideale con la corsa della pressa, il volume del pezzo (V) e l'equazione di Hollomon per il flusso plastico medio, puoi utilizzare l'eq di Hollomon per calcolare il flusso plastico medio.

Il processo di forgiatura è un processo a volume costante, poiché si trascurano i piccoli volumi di ossidi che si distaccano durante il contatto con l'aria. Questi rischiano di essere inglobati nel pezzo, formando dei difetti superficiali. Il grezzo deve essere preparato considerando le perdite di materiale a causa della formazione di bave e delle lavorazioni successive per l'asportazione di truciolo. La formazione di bava è un parametro molto importante perché è la zona in cui si concentrano maggiormente gli attriti durante la forgiatura, quindi le due semimetà degli stampi devono avere una distanza adeguata.

Gli stampi devono essere inoltre lubrificati e preriscaldati. Per effettuare la forgiatura si utilizzano macchinari detti magli. Un maglio è un dispositivo per forgiatura, composto da una mazza e un'incudine. Il pezzo viene inserito tra mazza e incudine e colpito dalla mazza, che trasforma l'energia potenziale in energia cinetica ripetutamente. La macchina funziona per conversione cinetica, e quindi sono macchine limitate in energia. Eseguono cicli in modo molto rapido, limitano il raffreddamento del pezzo, sono produttive ma pericolose e rumorose. Essendo la velocità di deformazione alta, aumenta anche la resistenza alla deformazione del materiale, poiché la duttilità diminuisce e si incorre nell'incrudimento, σ quindi ad ogni azione successiva aumenta il coefficiente n, e quindi la necessaria. Con questo tipo di lavorazione si può controllare il flusso del materiale tra un colpo e l'altro, si ottengono manufatti con buona resistenza meccanica e tenacità.

prossimi alla forma finale e con geometrie complesse. Tuttavia i semi stampi sono molto costosi e la manodopera deve essere altamente specializzata.

Le forti deformazioni provocano che dovranno essere corrette con adeguati trattamenti tensioni residue termici.

I magli si dividono in:

• Magli a semplice effetto: che aumenta l'effetto
• viene utilizzato un pistone azionato idraulicamente
• Magli a doppio effetto: del colpo. Si raggiungono 250kN e 8m/s aumentando l'effetto del colpo.
• sia mazza che incudine si muovono, Fino a Maglio a contraccolpo: 2000kN e 10m/s

In generale i processi di formatura a stampo aperto sono semplici, economici, permettono di ottenere forme varie con gli stessi utensili, permette di produrre pezzi molto grandi, o in generali semilavorati che poi dovranno subire altri processi, come lo stampaggio massivo. Gli svantaggi sono l'imbarilimento e le tensioni residue sviluppate.

Martellatura

La pressione viene applicata con un dente su una parte del pezzo alla volta, richiedendo quindi pressioni inferiori. Il pezzo effettua una piccola rotazione tra compressione e l'altra. In questo caso lo stampo ha dimensioni inferiori rispetto al pezzo, poiché la deformazione avviene su una zona alla volta. Le minori forze richieste comportano macchinari meno costosi e ingombranti.

Ricalcatura di testa o intestatura è un'operazione di preformatura per l'allargamento della parte terminale di un profilato o filo. Il filo o profilato è sostenuto da un punzone posizionato nell'incudine che permette anche l'estrazione. Viene utilizzata ad esempio per la formazione delle teste delle viti.

Il calcolo della forza per la forgiatura a stampo aperto si basa su formule empiriche. La forza dipende dalla tensione massima sviluppata, dalla superficie finale dell'oggetto e tiene conto di un...