Appunti tecnologia meccanica - asportazione di truciolo

Taglio Ortofonale

Schema lavorazione:

Taglio Ortofonale: fianco e dorso dell'utensile sono la stessa parte ?!

• α₀ ➔ angolo di spoglia superiore, fa evacuare il truciolo
• α_u ➔ angolo di spoglia inferiore
• β₀ ➔ angolo uslido / angolo di taglio

Petto ➔ superficie su cui fluisce il truciolo

Dorso ➔ superficie che si affaccia su quella appena lavorata

Tagliente ➔ linea di intersezione tra petto e dorso

h_o ≡ a_p ➔ spessore di truciolo indeformato

h_ch ➔ spessore di truciolo deformato

Rapporto di calettatura r_c = h_o / h_ch

b ➔ larghezza di taglio

A_b = b ⋅ h_o ➔ sezione di truciolo

l_SH = lunghezza passo di scorrimento

Taglio Ortogonale

Schemi lavorazione:

Taglio ortogonale: fianco e dorso dell'utensile sono la stessa parte?!

α_o → angolo di spoglia superiore, fa evacuare il truciolo

α_o → angolo di spoglia inferiore

β_o → angolo stilo / angolo di taglio

Petto → superficie su cui fluisce il truciolo

Dorso → superficie che si affaccia su quella appena lavorata

Tagliente → linea di intersezione tra petto e dorso

h_o ≡ a_p → spessore di truciolo indeformato

h_ch → spessore di truciolo deformato

            rc ≜ ^h_o⁄_hch

rc ≜ fattore di acceleramento = ^h_o⁄_hch

                  b = larghezza di taglio

Δ_b = b ⋅ h_o → sezione di truciolo

Parametri di processo su cui si può intervenire

vc = velocità di taglio, settiline, può avere o l'utensile (il più delle volte) o il pezzo

h1 = spessore di taglio/profondità di portata/spessore truciolo indeformato eventualmente b = larghezza di taglio

Da rc (fattore di scorrimento) si può risalire all'angolo di scorrimento φ, angolo del piano di taglio.

rc = _Rb/_h1 = _{FSN · sin φ}/_{cos (φ - δs)}

tau φ = _{rc · cos δs}/_{1- rc · sin δs}

forza tangente al petto dell'utensile

β_s → angolo solido

β → angolo di attrito

forza normale al petto dell'utensile

forza sul piano di scorrimento

forza normale al piano di scorrimento

forza di taglio

forza di avanzamento

Equazione di Merchant :

Φ = _π/4 + _δo/2 - _β/2

Viene ricavato da delle deduzioni sulle componenti in cui può essere diviso la

forza risultante applicata R'.

• Φ MAGGIORE → area piano di scorrimento MINORE
• Φ MINORE → area piano di scorrimento maggiore

Dell'equazione di Merchant si può notare come all'aumentare dell'angolo di

spoglia superiore δ_o, anche Φ aumenta.

Per valutare forza e potenza meccanica, in alternativa ai modelli del piano di

scorrimento si possono adottare quelli della porzione di taglio kc.

kc = _Pc/Q = _Fc·Ac/2pf·^k  = _Fc/^A_c → sezione di truciolo

2pf = h_o·b = A_b

kc → mm è costante ma dipende dalle condizioni di taglio

ESPRESSIONE DI KRONENBERG per ricavare kc :

kc = _(kcs ^· porzione di taglio specifico)

x → dipende dal materiale utensile

Con gli utensili moderni y ≈ 0

Quindi l'espressione si riduce a

kc = _kcs/^hx

A_b= 1 mm² con

h_o = 1 mm b = 1 mm

Temperatura:

Equazione di Cook: collega la variazione di temperatura sulla superficie di contatto

umiltà - triciclo durante la lavorazione

Formula di Trigger: relazione che lega velocità e temperatura; più semplice

A mezzo di contatti sono attraverso leggi che legano T esponenzialmente a k.

L’equazione di Cook possiamo dire che sia un po' più cautelativa poiché con la

presenza di hm nell’equazione, tiene conto anche dell’annerimento f.

Tornitura

Operazione generalmente eseguita su pezzi ROTAZIONALI (o ASSIALSIMMETRICI)

f → avanzamento ^mm⁄_giro

nf → velocità di avanzamento = n·f ^mm⁄_min

Q → MRR = ^dm³⁄_min material removal rate = n·f·2

Durante la lavorazione l'utensile descrive un'elica di passo f e diametro D

Utensile:

• β_o : angolo di taglio, angolo solido
• E_r : angolo della punta dell'utensile
• k_r : angolo di registrazione primario
• k_r^' : angolo di registrazione secondario
• γ_o : angolo di spoglia superiore ortogonale
• α_o : angolo di spoglia inferiore ortogonale
• α_o^' : angolo di spoglia inferiore secondario

ϒ: angolo di direzione complementare del tagliente

ρ: raggio di raccordo della punta

Come varia ϒ:

• materiali in lavorazione tenaci consentono ϒ0 gradi
• utensile in materiale duro e fragili lavora bene a compressione e male a taglio e flessione, quindi richiede ϒ0 piccoli o negativi

(nel caso di quelli negativi però necessita più potenza, forze maggiori e le temperature di pezzo aumentano).

L' utensile descrive una traiettoria a elica di passo f e diametro D, inclinata rispetto alla verticale di un angolo ϒ.

Affinché il dorso dell' utensile non strisci sulla superficie lavorata, ϒ0 - ϒ deve essere maggiore di 0 (positivo).

Come varia Χ

• Χ elevato: sezione resistente minore ⇒ utensile più fragile
• Χ piccolo: si riesila lo sforzamento ⇒ rapide usura utensile
• Maggiore è la necessaria minore dev'essere Χ (utensile più robusto)
• Se l'utensile è di un materiale poco tenace servono Χ minori

Come varia Ε_χ

• Se Ε_χ maggiore, utensile più robusto

Λ (angolo di inclinazione del tagliente principale)

• Λ maggiori: utensili più robusti

K_r (angolo di registrazione primario)

• Se piccolo l'utensile dura di più ma sono necessarie forze maggiori: forze di taglio e di espulsione maggiori
• K_r = 90° per spallamenti
• < 90° in condizioni di lavoro normali

Ke e Ke' sono gli angoli di registrazione, angoli di direzione del tagliente principale e secondario, caratteristiche dell'utensile, mentre K_re e K_re' sono i rispettivi angoli però in condizioni di lavoro.

Meccanismo rompitruciolo -> soggetto ricavato direttamente sull’utensile/inserto

-> pastina rompitruciolo

Utensili

utensile integrale HSS

inserto in carburo sinterizzato (carburo di tungsteno) su stelo in acciaio

inserto inamovibile su stelo di acciaio

Problema formula di Kronenberg

Sui cataloghi non si trova Ks teorici Kcou -> potenza di taglio per f = 0,4 mm

e Kae = 90°

Ks = Kcou • 0,9ⁿ

h = f sin ke

forza di repulsione

forza uscente: forza di taglio Fc

forza di avanzamento

P_c = F_c ∙ V_c + F_f ∙ V_f + F_p ∙ V_p

V_p ≠ 0 solo in caso di vibrazioni radiali

Considerando in generale:

F_c > F_f

N_c >> N_f

Si semplifica a P_c = F_c ∙ N_c = k_c ∙ A_b ∙ N_c = k_c ∙ f ∙ Δp ∙ N_c

Quando il processo è fattibile:

• parametri di processo (P, n (v_c) e f) ammissibili del tornio e dell'utensile (Δp)
• oltre verifiche da fare: momento di serraggio > coppia resistente; rugosità e tolleranze dimensionali compatibili con quelle richieste

Rigidezze: dipende da ancoramento e angolo di punta dell'utensile

Fresatura

Macchina: fresatrice

Utensile: fresa

• Periferica
  • Concorde: truciolo di spessore maggiore e lunghezza minore
  • Discorde: truciolo di lunghezza maggiore e spessore minore
• Frontale

Periferica:

F = forze risultante

Fc = forze di taglio (tangente alla fresa)

Ff = forze di avanzamento (parallela alla direzione del moto)

Frontale:

A: traslatorio in ingresso affinché la fresa inizi a lavorare tutta la superficie

δ_FE → angolo di spoglia radiale

δ_AE → angolo di spoglia assiale

Geometria doppio negativo:

• adatto a materiali duri che necessitano di notevoli sollecitazioni
• serve maggiore potenza

Geometria doppio positivo:

• materiali dolci
• serve meno potenza

Geometria Positiva - Negativa

• potenze intermedie

• tipo _P favorisce l'evacuazione del truciolo

• tipo _N consente di avere elevati avanzamenti e profondità di taglio

Angolo di registra­­zione Κ_R

se diminuisce → spessore truciolo diminuisce → larghezza truciolo aumenta

f_z = avanzamento el dente

f = avanzamento = f_z × numero denti

ν_f = f × _tⁿ = f_z × Z × N

Un generico punto P su un dente della fresa percorre una traiettoria CICLOIDALE

composta da uno spostamento intorno all'asse della fresa e una traslazione in direzione x. Il dente successivo seguirà la stessa traiettoria, ma spostata di f_z e dopo uno spostamento pari a f il primo dente ripercorrerà la CICLOIDE.

Sparere di tuariolo variabile che varie in [0, p]

Per Θ = p → sparere massimo

In un generico punto Θ → h_Θ = f · sinΘ     e     A_Θ = h_Θ · b

b =  ½p · sin K_KE     →     K_KE = 90°     →     b =  ½p

Macchina: rettificatrice

Utensile: mola → utensile multi-tagliente e geometria non definita

Scopo: conferire una finitura migliore al prodotto, sia come tolleranze dimensionali che come tolleranze superficiali (rugosità)

• LEGGANTE: tiene agglomerati i grani abrasivi conferendo resistenza, rigidità e consentendo il distacco dei grani usurati
• ABRASIVO: asporta il truciolo

caratteristiche della mola: tipo di abrasivo e dimensione dei grani, tipo di legante, durezza e porosità (vuoti d'aria che ci sono)

SCHEMATICAMENTE È MOLTO SIMILE ALLA FRESATURA;

Sì lavora però øe molto maggiori

Sìpero le mole sono anche autoaffilanti, ovvero i grani usurati sì staccano, sì fratturano o sì sminuzzano creando nuovi taglienti.