Esercizi Tecnologia meccanica

Analisi dei dati e calcolo della velocità di taglio

MJSi dispone dei seguenti dati: costo complessivo dell'utensile fresa pari a 9 volte il costo del posto di lavoro tempo (Cu.) (Cp); per il cambio utensile pari a 6 min. Inoltre, tra la velocità di taglio e la durata dell'utensile può essere assunta una relazione del tipo TO (con n=0.28) che permette di calcolare la velocità di taglio Taylor V = VI V.=500), espressa in ml/min corrispondenza del valore di durata espresso in min.

La pressione di taglio media tra il dente della fresa ed il materiale asportato può essere stimata attraverso la seguente relazione che lega allo spessore medio del truciolo (b) e alla variabile COG:m): ]= +lkN/pressione di taglio media mm loglO(COG)2 h:(}·314

Il candidato, utilizzando i dati che ritiene necessari tra quelli a disposizione nelle figure 2 e 3, risponda ai seguenti quesiti:

1. Individuare fasi, sottofasi ed operazioni per la lavorazione del componente in figura I.
2. Calcolare la velocità di taglio in gradi/min per minimizzare il costo.

1. Definire la profondità di passata e l'avanzamento al dente, giro per eseguire le operazioni di fresatura modo tale da minimizzare il costo della lavorazione e rispettare i vincoli di potenza della fresatrice a disposizione.

2. Calcolare il tempo necessario per eseguire l'intera lavorazione di fresatura del pezzo.

3. Compilare il cartellino di lavorazione per la completa realizzazione del componente figura I, evidenziando, come specificato nello schema proposto figura 4: n° fase, n° sottofase, n° operazione, scbizzo c, in, descrizione dell'operazione, macchina su cui eseguire la lavorazione, di taglio, utensile.

POLITECNICO DI BARI - FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSI DI LAUREA IN ING. MECCANICA e ING. GESTIONALE

Esonero di: TECNOLOGIA MECCANICA 0710512008- Anno Accademico 2007

Tempo a disposizione: 90 min Pagina 2 di 2

Figura 2: Tabella dati per FRESATURA frontale.w..._ e p:ti.letall>

non lo!.",0I!\!_R...400'7()O~~ 118-~a __ . ...._ _ a la/giro)...CII;.. .... liS' _ v-- -GlIM moIIeobiio ---- - -- - ...!!!:--- Haterlale.-- Diuetro della punta~ (II1II)1I1!" lIB {at.in} 2 , 6 10 16 25 40 80liS"~di~~ . . 200 +18 25 0,05 O.lO 0.12 0,20 0,25 0.40 0.50 1,00118> Gblse 220 tS O.OS 0, JO 0,25 0,40 0,50 1,00+ Z2 0,12 0,202SO 12 180,04 0,08 0,16 0,20 O.JO 0.40 0.800,10+_~~~~0iaI _.._ _ ~_ 320 S 150,030,06 0,08 0,120,180,25 0,30.0.,,80t IliilTlf _ __ _ __ ._ . ~ __IrudoIotq.o eli 41U101rioa NO'k.'flD)(~ .. .w;;..."lo ----- -~-!1UCioIo"1<10 !40'.. --.~ ~.. .''"'-"'-~ 140~~di~_ .. _l.Io!i!!I.p!_mmp6~ 00'

Figura 3: TabeJle utensiJi e dati per FORATURAN° N° diN° schizzo e descrizione _l)_arametri tazliomacchina utensilefase sottofase operazione dell' operazlone IIdi

Figura 4: Schema cartellino Iavorazione

Esercizio 1Occorre eseguire un’operazione di tornitura cilindrica

esterno del materiale da asportare. Utilizzare la formula: s = arctan(p / (D/2)) spessore medio = p / (2 * tan(s)) spessore esterno = spessore medio + p Esercizio 3 Un tornio esegue una lavorazione di troncatura su un pezzo cilindrico di diametro D = 80 mm e lunghezza L = 200 mm. La velocità di taglio è V = 120 m/min e l'avanzamento è a = 0.3 mm/giro. Calcolare il tempo di esecuzione della lavorazione. tempo di esecuzione = (L / a) * (1 / V)

massimo di truciolo indeformato. [ s = 23°; h = 0.05 mm; h = 0.1 mm]med max

Esercizio 3

In una operazione di spianatura di un pezzo in acciaio Fe800 si impiega una fresa cilindrica a dentidiritti in acciaio rapido di diametro D = 80 mm con 8 denti e si adotta un avanzamento per dente di0.25 mm/giro. Lo spessore di sovrametallo da asportare è di 5 mm e la larghezza di taglio è B = 40mm. Sapendo che la pressione di taglio media è pari a K = 3500 MPa e la velocità di taglio è V =sm t24 m/min, calcolare la forza di taglio agente su di un tagliente e la potenza totale assorbita durante iltaglio. [F = 6.1kN; ]t

Esercizio 4

In una lavorazione di spianatura mediante fresatura frontale di un piano di 400x180 mm, con unafresa a 4 denti dal diametro D=300mm, avanzamento per dente a = 0.3 mm/giro*dente e numero dizgiri del mandrino n=200 giri/min, calcolare il tempo di lavorazione nell’ipotesi di voler effettuareun’unica passata.

Esercizio 5

In una

Lavorazione di fresatura periferica di un piano di 400x180 mm, con una fresa a 5 denti di= 0.35 mm/giro*dente, diametro D = 250mm e lunghezza pari a 300mm, avanzamento per dente aznumero di giri del mandrino n=250 giri/min, profondità di passata pari ad 1,5mm, calcolare il tempodi lavorazione nell’ipotesi di effettuare un’unica passata.

Esercizio 6

La fresatura periferica di un pezzo in acciaio viene eseguita utilizzando un utensile avente leseguenti caratteristiche:

diametro D = 200 mm

numero di denti z = 12

La lavorazione viene eseguita adottando per i parametri di taglio i seguenti valori:

velocità di taglio V = 20 m/mint

velocità di avanzamento V = 100 mm/min

larghezza di fresatura b = 100 mm

profondità di passata p = 5 mm

Sia inoltre il valore della pressione specifica di taglio pari a 1000 N/mm

Calcolare il valore della forza di taglio media, la potenza teorica assorbita dal taglio, il volume ditruciolo asportato nel tempo ed il tempo necessario

Per spianare una superficie di dimensioni 1001mm x 400mm, il volume di truciolo Q può essere calcolato con la relazione Q = b * p * V^3, dove Q è in cm^3/min e V è in m/min.

Esercizio 7

Mediante una punta elicoidale di acciaio rapido si deve eseguire un foro passante in un blocchetto di acciaio 100Cr6. Utilizzando i dati di seguito elencati, calcolare:

a) Il momento torcente da applicare al mandrino

b) La potenza assorbita dal taglio e quella fornita al motore

c) Il tempo di lavorazione

d) Il volume di truciolo asportato nell'unità di tempo

Dati:

• Angolo della punta = 120°
• Diametro del foro d = 40mm
• Altezza del blocchetto h = 82mm
• Rendimento della macchina = 0.85
• Avanzamento a = 0.5mm/giro
• Velocità di taglio V = 20m/min^2
• Pressione specifica di taglio Ks = 2900N/mm

Il momento torcente può essere calcolato con l'espressione M = F * d / 2 * t, dove F è la forza di taglio e d è il diametro della punta.

La potenza assorbita dal taglio può essere calcolata con l'espressione P = M * V, mentre la potenza fornita al motore è data da P = P_assorbita / rendimento_macchina.

Il tempo di lavorazione può essere calcolato come t_lavorazione = h / a.

Il volume di truciolo asportato nell'unità di tempo può essere calcolato come V_truciolo = Q * t_lavorazione.

tn2 ; F =14500 N; Mt = 290 N·m; il volume di truciolo asportato Q = b·h·V[ rad / s ] t t603[mm /min]).

Bibliografia

1. Zompì, Levi, Tecnologia Meccanica, Lavorazioni per asportazione di truciolo
2. Signorino, Tornincasa, Esercitazioni di tecnologia meccanica 2Esercitazioni

POLITECNICO DI BARI FONDERIA

Corso di Tecnologia Meccanica

Ing gestionale (corso B)

DIMENSIONAMENTO DEL MODELLO

Sovrametalli di lavorazione

Valori del sovrammetallo (mm) per getti in acciaio colati in terra in ghisa colati in terra

Angoli di sformo

Permettono la corretta estrazione del modello. Nella seguente tabella sono proposti i valori dell'angolo di sformo (in gradi e come conicità) per modelli METALLICI e in LEGNO.

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Ing. Palumbo Esercitazioni

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Raggi di raccordo

Sono utilizzati per ridurre erosione della forma durante la colata, ridurre rischi

di rottura durante la solidificazione, ridurre concentrazioni di tensioni durante l'uso. È buona regola assumere in corrispondenza degli spigoli un raggio di raccordo pari al sovrametallo.

Ritiro

Il metallo, in fase solida, si ritira in modo dipendente dalla configurazione geometrica e dai vincoli (esercitati per esempio dalle anime); si possono fare valutazioni approssimate dell'entità dei ritiri utilizzando i seguenti valori lineari medi in tabella.

Valori del ritiro lineare medio in fase di solidificazione

DIMENSIONI STAFFE UNIFICATE

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DIMENSIONAMENTO SISTEMA DI ALIMENTAZIONE

Calcolo delle dimensioni e del numero delle materozze

Le dimensioni ed il numero delle materozze da utilizzare va stabilito attraverso il soddisfacimento delle seguenti due condizioni:

C1. Il modulo di raffreddamento della materozza deve essere il maggiore se

confrontato con quello di qualsiasi altra zona del getto. Il volume della materozza deve essere in grado di compensare la variazione dimensionale dell'intero getto dovuta alla contrazione in fase di raffreddamento. La prima condizione può essere espressa tramite la relazione seguente: M f(D,H) = 1.2 x Mm dove M indica il modulo della materozza ed M rappresenta il modulo della porzione n-esima del getto con cui è a contatto la materozza. Il calcolo di M presuppone la conoscenza di una relazione tra i parametri geometrici che definiscono la forma della materozza (per esempio, nel caso di una materozza cilindrica, tra l'altezza H ed il diametro D). Per semplificare il calcolo del modulo di raffreddamento relativo alla materozza, si possono ipotizzare tutte le sue superfici scambianti, senza preliminarmente considerare la effettiva posizione della materozza sia rispetto al getto che alla forma (affiorante o meno). In questo modo la materozza viene dimensionata.

“in sicurezza”, ovvero il modulo calcolato è, a parità di volume dellamaterozza, il più piccolo. In una eventuale successiva fase di affinamento della soluzione si puòprevedere il calcolo del modulo di raffreddamento della materozza tenendo conto della sua effettiva∗posizione (a contatto con il getto o meno ).Il valore del modulo della materozza deve risultare maggior