Tecnologia dei processi produttivi - Appunti

TPP

Domande stupide

Numero slide

• Introduzione 31
• Materiali 60
• Fonderia 62
• Truciolo 92 + 3 di lavorazioni non convenzionali
• Totale 244 + 4 addendum + 1 addendum = 249

Num. esercitazioni: 6

Ore di lezione 48 ± 2

Ore di esercitazione 11

Fe G520 carico di rottura 520 N/mm²

Sovrametalli -> dipende dalla "serie" e max slim getto

Ritiro -> dipende da grandezza getto, più è grande e meno è rittura

Dimensionamento anima -> è in funzione di:

• diametro
• lunghezza
• spessore

Rugosità di un getto ottenuto da FONDERIA 50 μm

Potenza tornio che abbiamo scelto 7,5 KW

Raggio dell'insert scelto 0,8 mm

K_s dell'insert 2600 N/mm²

Lunghezza 12 mm

Nella sgrossatura da fonderia considera 80 μm per la finitura o 1,6 o 0,8 (R_a)

Costo operaio 10 €/h

Costo macchina o c/o 0,20 €/h

Costo insert 4 €

Costo attrezzaggio 60 €

Costo acciaio 0,38 €/kg

Costo alluminio 2,00 €/m³

Peso specifico sabbia ≈ 1200 kg/m³

Costo sabbia 0,22 €/kg

Introduzione

• SISTEMI PRODUTTIVI → immissione nel mercato di un'idea (prodotto)
  1. Concezione del prodotto e prestazioni desiderate
  2. Progettazione del prodotto e del processo (Fase "time")
  3. Scelta delle attrezzature
  4. Controllo e ottimizzazione della produzione
  5. Prodotto finito: assemblato, controllato, pronto all'uso
  In ognuna di queste fasi bisogna tener conto dei costi e della capacità di processo.
• LA SINGOLA TECNOLOGIA DI FABBRICAZIONE
  • Ciclo di fabbricazione:
  • disegno del finito → forma, dimensione, tolleranze e finiture superficiali
  • analisi materiali e trattamenti
  • analisi critica del progetto
  • tecniche di fabbricazione → tecnologie meccaniche

Sistema integrato di produzione

Sistema produttivo

Processo produttivo

Costo delle tolleranze/rugosità

costo

tolleranze/rugosità

Molte leghe non hanno un singolo punto di fusione ma attraversano un intervallo di fusione in cui il materiale è una miscela di fase solida e liquida

T in cui comincia a fusione → Solidus

T in cui la fusione è completa → Liquidus

• Soluzioni solide Interstiziali → atomi posizionati all'interno del reticolo
• Soluzioni solide Sostituzionali → atomi posizionati al posto di altri atomi del reticolo

Studio delle leghe metalliche

• Struttura → diagrammi di stato
• Comportamento → prove meccaniche

Diagramma di stato Cu-Ni

In ascissa abbiamo le percentuali dei due materiali, in ordinata le temperature

Al di sopra della curva "Liquidus" la lega presenta solo la fase liquida, mentre al di sotto della "Solidus" solo la fase solida.

Tra le due curve invece coesistono sia la fase liquida che la solida.

Diagramma Fe-C

Duttilità dei materiali

max deformazione che il materiale può sopportare prima della frattura

Tensioni e deformazioni reali

σ = P/A A è il valore della sezione reale del provino

ε = ΔL / L₀ discretizzando dε = dl / l

integro gli incrementi infinitesimi tra l₀ e la lunghezza attuale

∫_l0^l dε = ∫_l0^l dl / l ⇒ ε = ln l - ln l₀ = ln(l / l₀)

σ = P/A = P/A₀ A₀/A ed essendo ε = (l - l₀) / l₀ A₀ / A = l / l₀ ⇒ P / A₀ = σ_n

da qui σ = σ_n(1 + ε)

Vantaggi nell’impiego delle deformazioni reali

1. vale il principio di sovrapposizione degli effetti: la deformazione totale sarà pari alla somma dei valori di deformazione impressi in ciascuno degli stadi di carico
2. forniscono una rappresentazione adeguata dal punto di vista fisico

Deformazioni convenzionali:

ε = ΔL / l₀ = (l - l₀) / l₀

Deformazioni reali:

ε = ln (l / l₀)

Sollecitazioni Semplici

• Compressione / Trazione = produce accorciamento / allungamento delle fibre lungo l’asse del solido

• Taglio = produce scorrimento di una sezione rispetto a quella adiacente sia trasversalmente che longitudinalmente

• Flessione = produce incurvamento longitudinale del solido

• Torsione = produce la rotazione delle sezioni trasversali rispetto all’asse

Es. Vetro _{prova trazione = duro prova con carico dinamico = fragile}

Sollecitazioni Composte

date da più forze che agiscono in modo differente (somma di semplici)

Si può disegnare il diagramma delle sollecitazioni da cui determiniamo la sollecitazione MAX per verificare se si raggiunge la _rottura

σ_MAX = (H_MAX * y_MAX) / E * I

dove H_max = P * L / 4

σ_MAX = PLY / 4E I

Dalla conoscenza della linea elastica è possibile determinare le deformazioni massime e quindi verificare se le deformazioni sono compatibili con la funzionalità del pezzo.

Freccia massima

f_MAX = (PL^3 / 48 E I)

In questa formula:

1. Ε tiene conto delle proprietà del materiale
2. I della geometria del pezzo
3. P del carico applicato
4. L delle condizioni di vincolo

a) RIPRESA DI COLATA

si producono a causa di un'interruzione della colata durante la quale si è avita l'ossidazione della superficie.

5) CRICCHE

si usano sezioni ondulate.

Struttura finale di un lingottoÈ auspicabile avere:

• elevata velocità di raffreddamento
• spessori ridotti
• aggiunta di elementi nucleanti (promotore cristallizzazione)
• rugosità della forma

I lingotti presentano una forma non omogenea perchè all'interno la velocità di raffreddamento è bassa e quindi si formano pochi grani grandi mentre all' esterno abbiamo una struttura a grani piccola perchè la V_s è ». (Questo è perlopiù un comportamento delle leghe: la composizione chimica influenza la struttura microcristallina e quindi il comportamento macroscopico)

COLATA CONTINUA

si ottengono semilavorati destinati a successive lavorazioni per deformazione plastica (in alcuni casi anche prodotti finiti).

Il materiale liquido viene fatto attraversare per forza gravitazionale una forma permanente ad alta conducibilità termica e fondo aperto (lingottiera) navata in rame e raffreddata esternamente con acqua e lubrificata per impedire usura a freddo.

spostamento del baricentro termico

La materozza funziona in caso di:

• SOLIDIFICAZIONE DIREZIONALE → Il modulo termico aumenta continuamente in direzione della materozza

Formule empirica di Chvorinov

t_s = K * (V/S)ⁿ = K * (H) tempo modulo _{solidificazione} ^termico

V = volume

S = superficie di _scambio

Si suddivide il getto in parti a modulo termico crescente verso la materozza seguendo la formula empirica

H_i+1 = (t_i+1 ÷ t_i) H_i

• assciura solidificazione unid.
• evita rischio di rottura

H₁ = H₂ < H₃ < H₄ < H_mat H₂ = 1,1 H₁ H₃ = 1,1 H₂ H₄ = 1,1 H₃ H_mat = 1,2 H₄

Tipologie di materozze

• aperte
• cieche
• coibentate
  • disperdono di meno e quindi hanno H>>

Forma

La materozza sferica sarebbe la migliore poiché la sfera è la forma che a parità di volume ha la minore superficie, ma la sua formatura sarebbe complessa e costosa