Tecnologia Meccanica - Terzo Parziale/Compitino

ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO

I processi nei quali la forma e le dimensioni dell'oggetto prodotto sono realizzate asportando materiale con un utensile sono classificati come taglio dei metalli o lavorazioni ad asportazione di truciolo.

Questi tipi di lavorazioni fanno parte sia di quelle PRIMARIE (hanno lo scopo di dare la forma) sia di quelle SECONDARIE (hanno lo scopo di dare la finitura superficiale), ma soprattutto di quest’ultime.

I macchinari utilizzati sono estremamente complessi, e le lavorazioni sono lunghe. I costi fissi sono però molto bassi, quasi nulli (solo la progettazione della lavorazione = programmazione della macchina). Sono comunque macchinari presenti in tutte le aziende (esemplari/interfacce da lavorare, produzioni di pezzi unici come riparazione o per fare prototipi).

I processi si possono suddividere in:

• CONVENZIONALI -> asportazione di truciolo con metodi meccanici (tornitura, fresatura...)
• NON CONVENZIONALI -> asportazione di truciolo con metodi non meccanici (es. processi elettrochimici, termici...)
• ABRASIVI -> materiale asportato da particelle abrasive dure (es. rettifica)
  • Permettono alte finiture superficiali, ma è + ruvido la geometria dell'utensile (in conclina la forza risultante media e geometrie medie = processi a geometria non definita).

Vantaggi

• Estrema versatilità → si possono lavorare una grande quantità di materiale (a patto che l'utensile sia "duro del pezzo)
• Elevata accuratezza dimensionale e finitura superficiale
• Si possono ottenere forme complesse e specifiche, come:
  • filettature
  • buchi precisi
  • bordi molto diritti

Svantaggi

• Spreco di materiale → il truciolo generato è difficilmente riciclabile e raramente reinserito nella stessa azienda. Bisogna considerare che ha subito shock meccanici e termici, ed è carico di inquinanti (olios/liquidi refrigeranti).
• Dispendioso in termini di tempo e denaro (ci vuole in genere di più che con altri processi.)

Queste lavorazioni permettono però di ottenere forme, dimensioni, finiture superficiali, e particolari geometrici che altri processi non possono ottenere.

Meccanica dell'asportazione del truciolo

La lavorazione include sempre un moto relativo fra pezzo e utensile che, rimuovendo, asporta il materiale => intersezione tra pezzo e utensile.

Velocità relativa tra pezzo e utensile = velocità di taglio.

In realtà il tagliente nonsarà mai effettivamenteappuntito, ma ci sarà unarco di raccordo tra petto e

dorso dell'utensile (fra i 20 e 140 μm)

α è variabile (in ogni punto dell'arco del raccordo dipendedalla tangente all'arco) e non esiste realmente un pianodi scorrimento, bensì delle zone di scorrimento

• PRIMARIA → è dato dalla forza di taglio vera e propria, doveil materiale è piegato e trasformato in trucciolo
• DUE SECONDARIE → in cui avviene plasticizzazione (a causa diattrito columbiano e adesivo)

Nella zona nuova alla punta abbiamoplasticizzazione e attrito adesivo, mentreallontanandosi vi ha attrito columbiano,quindi scorrimento ed usura.

La nuova superficie appena lavorata ha anche subito sforzidi compressione → è stata ricalcata.Se trucciolo è più duro del materiale base → è stato mandato

Sono da evitare trucioli lunghi e continui, che possono

essere paracolori per l'operatore e possono danneggiare

i macchinari. Il truciolo che mi forma deve essere

frammentato o ripiegato su sé stesso (a spirale) e

deve essere evacuato velocemente dalla zona di taglio.

Intanto migliore esso lungo l’asse dell'utensile in direzione

opposta a quella di lavorazione.

Sull’utensile possono essere realizzate geometrie rigondate per

facilitare l'uscita del truciolo, che si rompe in piccoli nuclei.

Le operazioni di asportazione

di truciolo si dividono in

• Sgrossatura → creare la
• Rifinitura → migliorare al

massimo la

• superficie esterna
• levare meno

della finitura

superficiale

• → togliere più
• materiale possibile

attorno al

Tornitura

Il pezzo è bloccato con un mandrino e messo in rotazione su asse

mentre l'utensile vi si muove sopra asportando il materiale, a

velocità costante. Nella maggior parte dei casi si possono realizzare

solo pezzi assialmente simmetrici. In qualche

caso c’è l'utensile è rettilineo e può

quindi realizzare oggetti più complessi.

Fissando l'avanzamento per ogni giro (cioè le feed) abbiamo automaticamente determinato la rugosità (nel caso idealo in cui il raggio di raccordo va zero)

Considerando invece l'angolo di raccordo noi otteniamo una superficie ad archi di circonferenza:

Le espressioni trovate valgono per valori di rugosità oltre una certa soglia, non per valori bassi.

• Bisogna considerare che c'è sempre una prima parte di deformazione elastica della zona da tagliare e se la penetrazione è bassa la superficie è solo incalzata (l'utensile striscia sulla superficie senza tagliarla) o magari c’è un taglio discontinuo.

Non è vero il modello che predice che per velocità lente si possa aggiungere rugosità basse a piacere: esistono una sorta di fenomeno del RIFIUTO DEL MATERIALE.

• U_m R_a = 0.5 - 1 è in generale il limite per le lavorazioni di asportazione di trancio ecc.

Le cause di fallimento dell'utensile possono essere:

• Frattura - Forza di taglio eccessiva -> l'utensile si rompe in modo improvviso con una frattura fragile.
• Temperatura - Se è troppo elevata, il materiale dell'utensile può ammorbidarsi e perdere le proprie proprietà.
• Usura graduale - È quella preferibile. Duce causa la perdita della forma dell'utensile, la diminuzione della sua efficienza di taglio e infine il suo collassamento.

(Si cambia l'utensile prima del fallimento dello stesso per evitare danni alla superficie da lavorare.)

La pendenza della curva è influenzata da:

• Materiale da lavorare (maggiore durezza -> maggiore usura)
• Condizioni di taglio -> velocità (il parametro più importante), feed e profondità di passata.

femminile con un solo granulo.

Vantaggi: non ha solo problemi di urto. La modalità di contatto del dente non dipende dalla geometria del pezzo, eventuali aumentati sulla superficie non influenzano la durata dell'utensile. Taglio stabile se denti affidati.

Svantaggi: tendenza dell'utensile a vibrare e talvolta essere trascinato, non si è imperarati i rischi fisso. Eseguelo lo spazio molti e piccoli non più avevo all'utito, molcat­ nutura e non tagliò = sfintura supervisionale non eccellente.

È usa solo per materiali con problemi di urto.

DOWN MILLING

(resistenza in concordianza)

è l'azione di taglio vinvia in concordanza dello sparonio minesimo del truciolo, e la tagliente mi trova in contatto con una superficie che va a scendere.

Vantaggi: la componente della forza di taglio diretta verso il basso contiene strinse e tenere bloccato il pezzo (utile per pezzi rinali). Non a sono problemi di molcatatura. Migliori finitura superficiale.

Svantaggi: il dentato munito o tagliente con un unto moa urale un criteria di fissageo ripido. Non adatto per pezzi con scelglia multiplayer come i composti, che provovciono rapace accesso.

Dato deformazione elastica.