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Estratto del documento

RELAZIONE ESERCITAZIONI

TECNOLOGIA MECCANICA (07CRLMN)

Anno 2017/2018

Prof.ssa Atzeni Eleonora, Gabriele Piscopo.

Allievo:

Matricola:

Esercitazioni di Tecnologia Meccanica

1 - TENSIONI E DEFORMAZIONI

Richiami Teorici PROVA DI TRAZIONE:

  1. Curva nominale

S = F/Ao

e = Δl/lo

S = Ee

γ → e = 0,2%

  1. Curva reale

G = F/A

G = K εm

ε = ∫lol (dl/l) = ln (l/lo)

funzioni del materiale

  • K coeff. di sforzo
  • n esponente di incrudimento

ln G = ln K + n ln ε

Esercizio 2

Un componente di un velivolo è costituito da una barra di diametro D = 20 mm e lunghezza lo = 400 mm sottoposta a trazione pura. Per la sua produzione si propone di utilizzare una lega di alluminio 7075-T6 oppure la lega di titanio Ti6Al4V oppure acciaio AISI 4340, temprato e raffreddato a 425 °C. Calcolare (a) l’allungamento sotto il carico a trazione di 80 kN, (b) il carico di snervamento e (c) il carico prima della frattura. Per i materiali indicati, si assumano i seguenti dati:

Al7075-T6 Ti-6Al-4V AISI 4340 E (MPa) 70000 119500 210000 σs (MPa) 496 825 1365 UTS (MPa) 558 898 1470 ρ (kg/dm3) 2,77 4,43 7,86

S = F / Ao = σF = 255 MPa → campo elastico S = Ee

e = S / E

  • eAL = 0,36%
  • eTI = 0,21%
  • eAISI = 0,12%

e = Δl / lo

  • ΔlAL = 1,46 mm
  • ΔlTI = 0,85 mm
  • ΔlAISI = 0,49 mm

RS = σS ⋅ Ao

  • RS AL = 155,7 kN
  • RS TI = 259 kN
  • RS AISI = 428,6 kN

RMAX = UTS ⋅ Ao

  • RMAX AL = 175,2 kN
  • RMAX TI = 281,9 kN
  • RMAX AISI = 461,6 kN

Esercitazioni di Tecnologia Meccanica

3 - TORNITURA

Richiami teorici FORZE NELLE LAVORAZIONI:

Relazioni empiriche

Ft = Ks Ao

Ft = Kso ho-z Ao

γ ↓ Ft ↑ / γ ↓ Ft ↑

  • Ft 1,5% per grado
  • Fa 5%
  • Fr 4%
  • Ft = Kso ho-z Ao
  • Fa = Kao ho-x Ao
  • Fr = Kro ho-y Ao

PRESIONE SPECIFICA DI TAGLIO

Ks = Kso ho-z

ho = a ⋅ sin χ

Ao = a ⋅ P

Esercizio 2

  • Durante alcune prove di foratura su di un particolare in acciaio spesso 32 mm sono stati misurati i seguenti valori della resistenza all’avanzamento
    • prova 1 ➔ D = 20 mm, α = 0,20 mm/giro Ra = 2894 N
    • prova 2 ➔ D = 30 mm, α = 0,28 mm/giro Ra = 5311 N

Sapendo che la relazione che lega la resistenza all’avanzamento Ra con i parametri di processo è la seguente

Ra[N] = C2 ⋅ αx2 ⋅ D

dove C2 e x2 sono delle costanti. Ricavare la forza di avanzamento Ra, la corrispondente potenza richiesta al motore e il tempo di taglio nel caso in cui sullo stesso particolare in acciaio venga eseguita una foratura cieca (l = 20 mm) con i seguenti parametri

  • diametro della punta D = 25 mm
  • avanzamento α = 0,23 mm/giro
  • velocità di taglio vt = 20 m/min.

Ra = 380 ⋅ α0,6 ⋅ D

3 ➔ α = 0,23 mm/giro N = 25 mm Ra = 380 ⋅ 0,230,6 ⋅ 25 = 3932 N

Pa = Ra⋅Va / (60 ⋅ 1000) (W) Pa, met = Pa / η = 5,5 W

η = 0,7

N = 255 giri/min

Va = 58,6 mm/min

t = 20 / Va = 20 / α⋅N

N = 400 Vt / πD

t = 0,34 min

Correzione:

γ = 0° → Δγ = 6° ↓

F ↑

1,5% Per sponde

6 ⋅ 1,5% = 9%

Fmax, θ = Fmax 6° ⋅ 1,09 = 3835 N

Fmed, θ = Fmed 6° ⋅ 1,09 = 2189 N

3) tempo di taglio:

e = √R2 - (R - P)2 = 19,6 mm

L = 400 + 19,6 = 419,6 mm

tt = L/Vt ;

Va = Az ⋅ z ⋅ N

N = 1000 Vt/π D = 382 giri/mm

Va = 1528 mm/mm

tt = 0,27 min

N.B. Vt mm/min

Va mm/min

Esercizio 1

Prove di tornitura hanno dato i seguenti esiti:

  • Vt = 150 m/min      T = 29 min
  • Vt = 300 m/min      T = 2 min

Ammessa valida la legge di Taylor, si calcoli la velocità di minimo costo e la relativa durata dell'utensile sapendo che:

  • Costo orario della macchina utensile: M = 30 €/ora
  • Tempo di cambio utensile: tcu = 2 min
  • Costo del tagliente: cta = 3 €

Calcolare inoltre il tasso di profitto, usando i dati ricavati precedentemente, nella finitura di un albero lungo 600 mm con un diametro di 200 mm, sapendo che:

  • a = 0,2 mm/giro
  • Tempo improduttivo: timp = 15 min
  • Tempo di setup: tsu trascurabile
  • Ricavo stimato: R = 100 €

cilindro con

V = πr2h = π d/4 10d = 5π/2 d3

d = 3/2√ = 5 cm

M = V/S = 5/21 d = 1,19 cm

ts = t = M2/K2 = 196 s = 3,3 minuti

cubo lato l

V = l3 = l - 3√V = 10 cm

S = 6l2

M = V/S = l3/6l2 = l/6 = 1,67 cm

ts = M2/K = 386 s = 6,43 min

parallelepipedo

V = a2h = a210a = 10a3 = a = 3√V/10 = 4,64 cm

S = 2(a2) + 4 (ah) = 2a2 + 4 a 10a = 2a2 + 40a = 42 a3

M = V/5 = 10a2/42a2 = 10/42 a = 1,1 cm

ts = M2/K2 = 167 s = 2,8 min

Ritiro lineare

MATERIALE RITIRO % MATERIALE RITIRO % Acciai non legati 1.80 Ghise malleabili nere 0.50 Acciai legati (esclusi quelli al Mn e inoxid.) 1.80 Leghe Al (basso Si) 1.35 Acciai al manganese 2.50 Leghe Al (alto Si) 1.20 Acciai inossidabili 2.00 Leghe Cu-Zn 1.50 Ghise sfer. perlittiche 1.20 Leghe Cu-Sn 1.20 Ghise sfer. ferritiche 0.50 Leghe Cu-Sn-Zn 1.50 Ghise austenitiche 2.00 Leghe Cu-Zn (In,Fe,Al) 1.90 Ghise bianche 2.00 Leghe Cu-Al (Ni,Fe,Mn) 1.30 Ghise malleabili bianche 1.60 Leghe di Zn 1.50 Leghe antifrizione (metalli bianchi) 0.50

Ritiro volumico

Metallo o lega Contrazione Volumetrica (b%) Metallo o lega Contrazione Volumetrica (b%) Alluminio 6.6 70%Cu-30%Zn 4.5 Al-1.5%Cu 6.3 90%Cu-10%Al 4 Al-12%Si 3.8 Ghisa grigia Espansione fino a 2.5 Acciaio dolce 2.5-3 Magnesio 4.2 Acciaio (C=1%) 4 Ghisa bianca 4.5-5.5 Rame 4.9 Zinco 6.5

Sovrametallo - getti in ghisa colati in terra

Quota nominale [mm] Dimensione massima del getto [mm] < 250 250 ÷ 1000 1000 ÷ 2500 < 40 2,5 ÷ 4,5 4,0 ÷ 5,0 4,5 ÷ 7,0 40 ÷ 65 3,0 ÷ 4,5 4,0 ÷ 5,0 4,5 ÷ 7,5 65 ÷ 100 3,0 ÷ 5,0 4,5 ÷ 6,0 5,0 ÷ 8,0 100 ÷ 160 3,0 ÷ 6,0 4,5 ÷ 8,5 5,5 ÷ 9,0 160 ÷ 250 3,5 ÷ 6,5 5,0 ÷ 7,5 5,5 ÷ 9,5 250 ÷ 400 - 5,5 ÷ 8,0 6,0 ÷ 10,0 400 ÷ 630 - 5,5 ÷ 9,0 6,5 ÷ 11,5 630 ÷ 1000 - 6,5 ÷ 10,0 8,0 ÷ 15,0 > 1000 - - 9,0 ÷ 16,0
Dettagli
Publisher
politorelazioni
A.A. 2017-2018
79 pagine
1 download
SSD Ingegneria industriale e dell'informazione ING-IND/13 Meccanica applicata alle macchine
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher politorelazioni di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Tecnologia meccanica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Torino o del prof Atzeni Eleonora.