Studi di fabbricazione T-1 - Appunti

F

materiale n F t

F avanzamento del materiale

condisione di trascinamento,

Poi subentra la che è la condizione per cui il materiale avanza fra i rulli:

questa condizione è meno restittiva di quella di imbocco.

= tg (α/2)

µ L’angolo è il massimo valore

µ=0,45

raggiungibile a caldo è (α=24°), mentre

in condizioni più convenzionali è

α=21°.

L’angolo massimo raggiungibile a

R freddo è molto minore, 10°, ciò

α<

vuol dire pezzi che entrano nei rulli di

laminazione di sezione molto più

piccola.

α/2 α

F

F

NO TO

h F

1 T

F h

TV 2

F F

N NV avanzamento del materiale

slittamento rullo e materiale hanno velocità diverse;

à

aderenza rullo e materiale hanno la stessa velocità;

à

Il coefficiente di attrito regola la fase di slittamento e aderenza.

rapporto di laminazione rappresenta la percentuale di diminuzione che si vuole ottenere dal processo

à di laminazione.

Studi di fabbricazione - modulo 15 Laminazione - Benassi Simone 2

formule sperimentali

Attraverso è possibile calcolare la pressione media .

Le formule sperimentali sono ottenute dopo accurata sperimentazione e variano da caso a caso: per questo

motivo sono presenti tabelle che aiutano l’operatore nelle scelte tecniche di processo.

F = L b P m

Dove: L lunghezza dell’arco di pressione

à

b larghezza del pezzo < larghezza del rullo

à

P pressione media

à

m

Si può inoltre calcolare momento torcente e potenza necessarie:

momento torcente M = (F L) / 2

à

potenza 2 M = 2 M (2 n) / 60

à spessore minimo

Bisogna stare attenti a non scendere sotto un certo poiché altrimenti aumenterebbe

troppo la pressione ed il ritorno elastico.

La pressione inoltre aumenta all’aumentare del coefficiente di attrito e al raggio del rullo.

Le lamiere molto sottili vengono lavorate da rulli di piccolo diametro e buona finitura superficiale: in

questo caso sono presenti gabbie di laminazione molto complesse.

calibratura

La consiste nella regolazione dei rulli (per esempio in un treno di laminazione) per ottenere

le deformazioni plastiche desiderate.

Bisogna inoltre tenere sotto controllo la temperatura del laminato: nel passaggio da una coppia di rulli

all’altra è importante che la temperatura rimanga superiore alla temperatura di ricristallizione (per

permettere quindi una stabilizzazione della struttura).

difetti,

Dopo processo di laminazione è possibile riscontare che possono essere:

-ondulazioni;

-fratturazioni;

sui bordi;

-fratturazioni

-delaminazione è il peggiore dei difetti poiché difficile da rilevare.

à

Studi di fabbricazione - modulo 15 Laminazione - Benassi Simone 3

16.ESTRUSIONE

In questo processo il materiale viene obbligato a passare attraverso un’apertura di sezione opportuna che

ne determinerà una ben precisa sezione.

cilindro di estrusione matrice si estrusione.

Il materiale è contenuto in un e passa attraverso una

Come tutti i processi per deformazione plastica anche il processo di estrusione può essere effettuato a

caldo o a freddo.

L’estrusione a freddo permette carichi elevati e buona precisione superficiale.

L’estrusione a caldo permette carichi minori e presenta problemi per ossidazione del materiale e

lubrificazione.

Gli spessoti ottenibili sono molto piccoli se utilizzate leghe molto plastiche (0,5mm).

I materiali estrutibili sono tutte le leghe ad elevata plasticità (alluminio, rame, piombo e con maggiori

limitazioni acciai).

velocità di uscita del materiale estruso

La varia dai 5m/min per profili complessi o leghe difficilmente

estrudibili ai 30 m/min in condizioni più favorevoli.

due tipologie di estrusione:

Esistono diretta

-estrusione il materiale estruso esce nella stessa direzione e verso rispetto alla forza che

à applico al pistone;

inversa

-esrusione il materiale estruso esce nella stessa direzione ma con verso opposto rispetto alla

à alla forza che applico al pistone.

F Curva rossa diretta

à

Curva blu inversa

à

corsa

Per quanto riguarda le forze c’è grossa differenza fra l’estrusione diretta (curva rossa) e l’estrusione

inversa (curva blu).

Nell’estrusione diretta c’è un forte picco di pressione all’inizio del processo: man mano le forze in gioco

diminuiscono a causa del passaggio del materiale attraverso la matrice.

Nel’estrusione inversa invece la pressione è pressochè costante durante tutto il processo.

Anche per questo motivo l’estrusione inversa è più vantaggiosa come forza totale richiesta e qualità

interna dell’estruso.

Le forze in gioco sono normalmente molto elevate: 1000 – 14000 tonn.

Invece le pressioni raggiungibili all’interno della camera di estrusione possono arrivare fino a 2700 Mpa

blindatura.

con Studi di fabbricazione - modulo 16 Estrusione - Benassi Simone 1

estrusione diretta estrusione inversa

matrici piane a ponte.

Le possono essere o

Le matrici a ponte servono per ottenere pezzi cavi.

Le matrici a ponte sono tenute su da collegamenti alla matrice principale: il materiale si apre in

corrispondenza dei collegamenti e poi si richiude dopo di essi, formando la cavità.

I materiali delle matrici possono essere acciai ad alta resistenza a caldo o carburi sinterizzati.

difetti principali

I che si possono riscontrare nell’estruso sono:

-estetici superficie non omogenea, macchie, bolle, scheggiature, rigature.

à

-strutturali spessori minori di quelli che si sarebbero voluti ottenere (spessori nominali).

à linee di flusso sperimentale:

Si possono determinare le attraverso un’analisi si taglia in due la billetta e

gli si incide sulla superficie piana interna una griglia.

Si ricompone la billetta e la si fa passare all’interno della matrice attraverso processo di estrusione.

Dopodichè si riapre la billetta e si studia come si è modificata la griglia.

processo di estrusione continua

Il consiste nel caricare le billette una in seguito all’altra.

È un processo a caldo: l’ultima billetta che è calda quando viene spinta dal pistone si salda alla

precedente.

La zona di saldatura non si nota molto ma comunque verrà scartata alla fine del processo a causa delle

scarse caratteristiche meccaniche.

La produttività aumenta notevolemente poiché il processo di estrusione è continuo.

processo di estrusione a freddo per impatto

Il consiste nella punzonatura del materiale, che dovrà

essere molto duttile, da parte di un punzone.

Il punzone si muove molto velocemente, e quindi si ha un notevole impatto fra esso ed il materiale.

Questo processo presenta quindi una deformazione molto rapida ed è utilizzato per la produzione di

piccoli particolari. sistemi software

Il progettista, al giorno d’oggi, ha a disposizione come CAD che gli permettono di

visualizzare il pezzo da progettare anche tridimensionalmente, oltre che bidimensionalmente.

Quando uscirono questi nuovi sistemi software si pensò che i disegni su carta bidimensionali fossero

diventati obsoleti, ma non fu così.

sistemi software ad elementi finiti

Con si possono applicare forze, vincoli, ecc al processo studiato: il

software è poi in grado di fornire una previsione delle tensioni e delle deformazioni plastiche che si

andranno a verificare nella realtà.

Questo tipo di sofware può essere d’aiuto anche nello studio dei processi: in questo caso però il software

ha bisogno di parametri in base a quale processo stiamo studiando.

Bisognerà quindi effettuare delle prove sperimentali per determinare tali parametri.

sistemi di simulazione numerica per processi,

In poche parole questo software, chiamati devono essere

personalizzati in base al particolare processo che stiamo studiando.

Studi di fabbricazione - modulo 16 Estrusione - Benassi Simone 2

17.TRAFILATURA filiera.

Il questo processo il materilale passa attraverso una matrice, che in questo caso prende il nome di

Al contrario del processo di estrusione, in questo tipo di processo il materiale viene tirato verso la

matrice, e non spinto.

Si esegue quasi sempre a freddo, quindi con incrudimento del materiale, e talvolta a caldo: si riesce ad

ottenere buona precisione e qualità superficiale.

Questo processo è una delle operazioni di formatura più antiche e ancora oggi ha un’enorme rilevanza

industriale.

Le sezioni minime che si possono ottenere sono anche molto piccole (fino a 0,1 mm).

La velocità con cui viene tirato il materiale (pieno o cavo) è anche molto elevata: per leghe di rame,

alluminio e acciaio si puù arrivare anche a 2000 m/min, con lotti minimi di almeno 1000m. bobine

Se il prodotto è di sezione molto piccola allora esso può essere avvolto all’uscita della filiera in

(aspi), senza che la curvatura determini deformazioni plastiche del filo.

In questo caso è la bobina a determinare la forza di tiro necessaria alla lavorazione.

Le macchine trafilatrici possono avere decine di bobine, fino anche a 40.

La velocità, che cresce proporzionalmente alla riduzione di sezione, può arrivare alla fine del processo ad

essere anche molto elevata.

pulegge

Le sono strumenti che evitano sbalzi di tensione del materiale durante il processo.

Le sollecitazioni sono notevoli per cui si cerca di diminuire l’attrito attraverso l’uso di lubrificanti come

sapone, olio e grassi. supporto

cono di uscita

calibratura

imbocco avanzamento materiale

cono di

trafilatura filiera

Un punto molto delicato del processo è quando il materiale esce dalle filiere: bisogna fare in modo che la

tensione non superi un certo limite se no il pezzo si rompe.

La natura della filiera è l’alta produttività quindi la rottura del filo, con conseguente arresto delle

macchine, comporta costi notevoli.

La forza di trafilatura deve essere tale da deformare il materiale, ma non eccessiva da rischiare di

romperlo. tensione del materiale

Si può definire una (con approssimazione che l’attrito sia costante):

σ

‘ componente dovuta alla deformazione (indipendente dalla conocità);

à

σ componente dovuta all’attrito (dipendente dalla conicità);s

à

σ’’ componente dovuta alla distorsione interna (dipendente dalla conicità);

à

σ’’’ 1

In assenza di att