Fonderia - Tecnologia Meccanica 1

23/02/21

• Tecnologie di lavorazione - processi di trasformazione (pezzi in bene)
• Grezzo/semi lavorato o altri materiali
• Energia
• La lavorazione -> Materia (scarti), Energia, Info
• Tipo/progetto
• Risorse

26/02/21

Processi continui

prodotti con continuità (es. raffineria)

Processi discontinui

prodotti pezzi finiti (es. lavatrice)

• Le 2 fasi: fabbricazione (trasformare il prodotto in ingresso) e assemblaggio (unire componenti)
• Volume di produzione: quanto ne faccio?
• Si definisce sul metodo di produzione

• Prodotti: faccio 3 macchinine belle posso correggere qualcosa a mano
• Serie limitata: da 1 a 100 unità l'anno
• Serie media: da 100 a 10.000
• Prod. grande serie: da 10.000 o più
• Varietà di prodotto: alta varietà → meno pezzi a lotto

Capacità di una fabbrica

limiti tecnici e fisici

• Capacità tecnica
• Capacità produttiva

Ritmo produttivo

Tempo ciclo = lavorazione [minuti/parte] + tempo area

Tempo consegna

Tempo lavorazione

Processi di produzione

• Fonderia
• Colata: fusione in forma transitoria in forma permanente
• Formatrice: scaldo il metallo e stampo col maschio (pressa)
• Estrazione: spingo in fuori
• Appostazione di travasi, finitura finale (requisito)
• Collegamento assemblato
• Finitura

Scelta del processo, fattibilità tecnico ed economica

Trasformazioni

• Massa (DN)
  • osp. di travi ΔH ⪆ 0
  • def. plastica ΔH ⪆ 0
  • assemblaggio ΔH ⪆ 0

Materiali

• ferrosi
• non ferrosi

• silice e allumina
• cursus e intarsi

• termoplastici
• termoindurenti
• elastomeri

• fibre di vetro/carbonio in matrice polimerica

Stato di tensione idrostatico, tende d'utili anche materiali che non lo sono.

Anch'io la velocità con cui viene trattato l'oparino è normata.

V = _dL/_dt s = _dε/_dt e = ε_u = ε_t

Prova di compressione

• SVANTAGGI: si spezzano il provino
• Alcuni materiali sono esattamente simmetria alla trazione
• Von Mises (una eu di distorsione)

pp. 129-146

1013 m.s.m decision e vecchissimo

FONDERIA = processo primario. Prepara i grezzi

La colata: il liquido viene travasato in uno stampo

La tonneta (c. materiale refrattario) = forma

Il pezzo solidificato si chiama getto ed è molto simile alla forma finale per se non xxs lo sbordatura

Colate in sabbia o terra: le più antica. La sabbia è facile da formare e compattare. Non è ben definito perché rimane rugosa.

Si usa per materiali con alto tempo di fusione (specialmente ghisa che si cola sempre)

L'alluminio si cola anche in stampi d'acciaio permanenti (tipo basso f.e.p.)

1. Fabbricazione forma (stampo)
2. Colata
3. Solidificazione
4. Rottura e recupero della sabbia → pezzo

Il metallo poi si raffredda e solidifica. In ogni caso devo considerare il metallo (grigia cosa particolare come l'acqua).

Considero:

• il tempo di solidificazione

Nei metalli puri (p.137)

Formazione dei grani.

t ₀ forma grezza metallo liquido caldo

Sui bordi si raffredda velocemente = grani equiassici piccoli.

Vel. raff. basso = colonne direzionate verso l’asportazione di calore (nell’acciaio dendritici).

Vel. raff. bassissimo = grani grossolani non ho direzioni preferenziali.

Cambiano le proprietà da dentro a fuori (durezza).

Piu la forma è rugosa più aumenta la superficie di raffreddamento.

Nelle leghe è simile ma ho una fase "pastosa", ho due linee, liquidi e solidus perchè solidificano a temp. diverse.

T_s=Cm^m

• λ modulo termico

Tempo di solidificazione totale

E : Pm _(Li/Lf) = | E_r | = 0,287

      E_e = -0,5

      E_s = 0,253

E = Pm (1+e)

V_t: cost -> ΔV_t = 0

V_t = b_t·h_t   Σe_b·e_b·h_b = 0

d_e = 10 mm

Re = 20 mm

d_u

 e_u = 0,5

 Re

G = ^F/_Su

da grafica: G_t = 600

E = Pm (0,5) = -0,693  => | E | = 0,693

V_cost -> S_u P_u = S_e P_e

S_u = π/4 · 10² · 20 = 157,4 mm²

F = G S_u = 600 · 157,4 = 9,43·10³ N

2) Lavoro di deformazione

S_u = 157

M = ^W/_Vu

Mu = 350 N/mm²

W_u = 350 · 157,4 · 10 · 550 · 10³ N mm = 550 J

Aa < Ao < Ac

Va > Vo > Vc

Q = cost = Av

Se Va < 1 m/s sono già a posto

Qa = Ua . Aa

trf = 15 s → trf = V/Q → trf = V/Va . Aa

Va = c √2g Hiamo

c ≈ 0,5 ÷ 0,6

c ≈ 0,9

Hiamo = 1/√πc' + πc'/(VB2 + VH - b)/2

(V130 + V130 - 50)/2

= 103,5 mm

rc' = VSotto/VTot

VSotto = π(250² - 290²)50/2 + (∫(60.60.150 - ∫60.60.150.1/2) + VR/cono + π(50² . 50))

VR/cono : 1/3 π50 (32² + 26² + 32.26)

rc'

VSopra/VTot

rc' = = 0,69

rc' = = A . rc' = 0,51

VA = C √2g Hiamo

= 0,5 ; 2;9.81

1/√(0,49)/0,13 + 0,51/0,1035 in m

0,752 m/s < 1 m/s

trf = V/Va.Aa

Ao = 657.1,3 = 854 mm²

Ac = 657.1,5 = 686 mm²

FORNI (p. 163)

1. Forni a cupola (cubilotto)
2. Forni a combustibile a riscaldamento diretto
3. Forni a crogiolo (a comb. e risc. indiretto)
4. Forni elettrici ad arco
5. Forni a induzione

1) Forno verticale cilindrico. Si usano solo per la ghisa.

5) La corrente crea un campo magnetico che "mescola" il metallo. Utile con met. ferrosi, poco con l'Al.

FINITURA (p. 163)

SISTEMA DI ALIMENTAZIONE

(disegni e grafici)

Cono di ritiro → manca materiale poiché è andato a riempire gli altri volumi.

Materozza = cavità extra/serbatoio.Collegate tramite un "colletto" che facilita la separazione dopo (smaterozzatura).

Rifaccio A

80,5 0,8 10,4 5,21 0,9 8,6 8,61,5 1,09 8,1 12,1

y = ((x-1)³)/(8³) ≥ 0,32 tutte acc

V_PA := 1/8 (V₁ + V₂)

Da OBBT DISP5m 10,4 3,6 10cm ✔8,6 4,5 ✔8,1 4,8 ✔

Obiettivo: (2π · 22,5 - ∑ D_A - 4C) / 16

5.2) Razze

T TARGET DISP1 15 7,5 2(1 = 8) ✔

5.3) Mozzo (lo guardo in sezione)

x = 3,6 cm -> spessore medio