Tecnologie meccaniche e qualità - Temi d'esame

QUESITO ASPORTAZIONE

a) Determinare il massimo avanzamento che consenta di rispettare un requisito di finitura

superficiale sulla superficie cilindrica interna pari a Ra = 0,8 µm

Nell’ipotesi di validità della legge di Schmaltz (utensile raccordato), si ricava:

32 ∙ 1 ∙ 0,8

√

= √32 ⋅ ⋅ = = 0,16 mm/giro

1000

Naturalmente è necessario verificare le ipotesi di validità di tale legge:

mm

0,16 ≤ 2 ⋅ 1 ∙ sin 95° = 1,992 →

≤ 2 sin giro

{ {

′ mm

≤ 2 sin 0,16 ≤ 2 ⋅ 1 ∙ sin 5° = 0,174 →

giro

b) Determinare la pressione minima di serraggio delle griffe sul pezzo per la corretta esecuzione

della tornitura cilindrica interna

Per garantire il corretto afferraggio del pezzo il momento resistente deve essere superiore al

momento di taglio :

≤

∙ ≤∙∙∙∙

2 2

= + 2 ⋅ = 48 + 2 ⋅ 1 = 50 mm.

Dove

È quindi necessario determinare la forza di taglio. Usando il metodo della pressione di taglio, si

ricava: 0,29

0,4 0,4

= ∙ ∙ = ∙ ( ) ∙ ∙ = 2900 ∙ ( ) ∙ 0,1 ∙ 1 = 433,99 N

0,4

∙ sin 0,1 ∙ sin 95°

Da cui: 50

∙ 433,99 ∙

2 2

≥ = = 2,4 MPa

100

3 ∙ 0,3 ∙ 100 ∙

∙∙∙ 2

2

c) Determinare le velocità di taglio minima e massima che si avranno durante la sfacciatura.

La lavorazione di sfacciatura della base libera è effettuata con una velocità di rotazione costante (si

veda in tabella).

Poiché la velocità di taglio è legata al numero di giri dalla seguente relazione:

= ⋅ ⋅

la velocità minima e massima si avranno in corrispondenza rispettivamente del diametro minimo e

di quello massimo lavorati durante l’operazione di sfacciatura, quindi: m

50 ∙ 900

= ⋅ ⋅ = = 141,37

, min

1000 m

100 ∙ 900

= ⋅ ⋅ = = 282,74

, min

1000

Tecnologia Meccanica e Qualità: Testo appello del 23/01/2020

QUESITO FONDERIA (8 PUNTI)

Si vuole produrre il piattello di collegamento tra motrice e rimorchio di autoarticolati. Tale piattello

viene realizzato attraverso un ciclo tecnologico che prevede un’operazione di fonderia in forma

transitoria seguita da un’asportazione di truciolo necessaria per portare a misura la quota funzionale

C relativa all’alloggiamento del perno di collegamento.

Dati geometrici Figura 1: A = 100 mm, B = 500 mm, C = 130 mm, D = 500 mm, E = 150 mm.

a. Si ricavi la tolleranza sulla quota funzionale C

soggetta ad un grado normalizzato IT13.

b. Si dimensionino le quote B, E e D del modello del

pezzo supponendo l’aggiunta di un sovrametallo

di 3 mm su tutte le superfici. Si consideri un

coefficiente di ritiro in fase solida di 1,15%.

c. A fine progettazione, il volume del getto è =

3 e viene alimentato da due materozze

1,2

identiche a cielo aperto, ciascuna su una delle

due metà identiche del pezzo definite dal piano

X-X in figura 1. Si verifichi l’adeguatezza della

seguente tipologia di materozza cilindrica:

modulo termico = 48 mm e rapporto

dimensionale . Il modulo termico

= 0,5 ⋅

della parte a contatto con la materozza è = 40

mm. Coefficienti Caine: a = 0,1; b = 0,03; c = 1. Figura 1. Disegno tecnico quotato del

piattello di collegamento.

QUESITO QUALITÀ (7 PUNTI)

Si vuole progettare il monitoraggio di un processo di microtornitura di cilindretti forati per componenti

pneumatici in acciaio inox. È noto che il diametro del foro interno è distribuito secondo una normale

con media mm e deviazione standard mm.

= 8,04 = 0,02

a) Qual è la dimensione campionaria che permette di individuare, al primo campione successivo

allo spostamento, con probabilità 50% uno spostamento della media pari a 1,5 volte la

∆

deviazione standard? Si consideri = 3.

b) Effettuando 10 misure del diametro del foro interno ogni due ore, quanto tempo bisogna

aspettare, in media, prima che la carta segnali correttamente una variazione del diametro

medio pari a mm utilizzando una carta di controllo per la media del processo

∆ = 0,019

avente limiti di controllo LCS = 8,07 mm e LCI = 8,01 mm? Si consideri un processo che

operi senza interruzioni su tre turni giornalieri da 8 ore.

c) Utilizzando i limiti di controllo LCS = 8,07 mm e LCI = 8,01 mm, si calcoli il numero medio di

campioni prima che la carta segnali un falso allarme (si consideri una dimensione

campionaria = 10). �

d) Si calcolino i limiti di controllo di una carta per il monitoraggio statistico del diametro del

foro interno dei cilindretti fissando una probabilità di falso allarme pari al 0,8% e dimensione

campionaria = 10.

e) Si calcolino i limiti di controllo di una carta se si intende ottenere una probabilità di falso

R

allarme con dimensione campionaria

= 0,0027, = 10.

QUESITO DEFORMAZIONE (7 PUNTI)

Un’azienda esegue lavorazioni di fucinatura a stampi piani su dei campioni di rame ricotto avente

comportamento incrudente caratterizzato da MPa e Trascurando il

= = 315 = 0,54.

fenomeno del barreling si chiede di rispondere alle seguenti richieste:

a) In una pressa, un massello cilindrico di diametro iniziale e altezza iniziale

= 25 mm ℎ =

0 0

viene compresso applicando una forza Come risultato, la sua altezza

40 mm = 95 kN.

viene ridotta del 20%. Si calcolino il diametro finale del cilindro, la deformazione e lo sforzo

associati. Si chiede inoltre di ricavare il coefficiente di attrito fra cilindro e pressa.

b) Una seconda pressa lavora in assenza di attrito grazie alla lubrificazione. In tale pressa, un

massello cilindrico di altezza iniziale viene compresso ad una altezza finale di

ℎ = 40 mm

0

32 mm. Qual è il lavoro specifico di deformazione richiesto?

c) Nella seconda pressa (quindi in assenza di attrito), si porta a rottura un massello cilindrico

con dimensioni iniziali e La rottura avviene ad un’altezza finale

= 30 mm ℎ = 50 mm.

0 0

Si calcoli la tensione reale al momento della rottura.

= 31,84 mm.

ℎ

QUESITO ASPORTAZIONE (8 PUNTI)

Un alberino cilindrico avente diametro iniziale mm deve subire una lavorazione di tornitura

= 20

cilindrica esterna di sgrossatura su tutta la sua lunghezza mm, con una profondità di passata

= 100

mm ed un avanzamento mm/giro. Si consideri un sistema di trascinamento frontare

= 4 = 0,4

a denti (afferraggio fra le punte). Il materiale da lavorare è un acciaio debolmente legato avente

Mpa. Sono disponibili due inserti e utilizzabili con tali parametri di taglio, ognuno

UA UB

= 650

avente 4 taglienti e con caratteristiche raccolte in Tabella 1. Entrambi gli inserti sono stati testati con

due velocità di taglio e ottendo rispettivamente una vita utile e come da Tabella 1.

v v T T

1 2 1 2

Condizioni lavoro 1 Condizioni lavoro 2

Angolo Costo

Coefficiente Velocità Velocità

Tagliente registrazione inserto Vita utile Vita utile

x di taglio di taglio

primario (€)

K c T T

inserto 1 2

v v

1 2

290 275

UA 42° 0,197 5 15 min 20 min

m/min m/min

290 275

UB 44° 0,197 4 15 min 20 min

m/min m/min

Tabella 1

Si richiede di:

a. Calcolare la vita utile del singolo tagliente UA lavorando con velocità di taglio m/min.

= 280

b. Calcolare il costo della lavorazione di un pezzo supponendo di lavorare con l’inserto UB alla

velocità m/min. Dati: = 90 secondi, = 1 min, = 90 €/ora, e = 0,5 €. Si

= 275

2 0 0

trascurino eventuali extracorse.

c. Tenendo conto della potenza disponibile al mandrino (P = 8,1 kW), verificare se il tagliente

e

UA possa essere utilizzato alla velocità m/min.

= 290

1

Tecnologia Meccanica e Qualità: Foglio di Consegna

Matricola Cognome Nome Data

23/01/2020

Note: Indicare sul foglio di consegna: Matricola, Cognome, Nome;

• NC*

• = Non compilare. Spazio riservato alla correzione;

Non è consentito utilizzare libri o dispense;

• È consentito esclusivamente l’uso del formulario e delle tabelle ufficiali del corso;

• Riportare in penna tutti i risultati numerici richiesti;

• Svolgimento 1h30.

• QUESITO 1 FONDERIA (8 punti) Unità di NC*

Punti Valore misura

DOMANDA A Tolleranza 1

Dimensione B-modello 1

DOMANDA B Dimensione E-modello 1

Dimensione D-modello 1

Rapporto volumetrico 1

limite di Caine

DOMANDA C Diametro materozza 2

Rapporto volumetrico 1

materozza-getto

QUESITO 2 QUALITA’ (7 punti) Unità di NC*

Punti Valore misura

Dimensione

DOMANDA A 1,5

campionaria

Tempo medio prima

DOMANDA B 1,5

dell’allarme

Numero medio di

DOMANDA C campioni prima di un 1

falso allarme

�

Carta : LCS 0,5

�

DOMANDA D Carta : LC 0,5

�

Carta : LCI 0,5

Carta R: LCS 0,5

DOMANDA E Carta R: LC 0,5

Carta R: LCI 0,5

QUESITO 3 DEFORMAZIONE (7 punti) Unità di

Punti Valore NC*

misura

Diametro finale 1

Deformazione 1

DOMANDA A Sforzo 1

Coefficiente attrito 2

DOMANDA B Lavoro specifico 1

DOMANDA C Carico di rottura 1

QUESITO 4 ASPORTAZIONE (8 punti) Unità di NC*

Punti Valore misura

Coefficiente C di Taylor 1

DOMANDA A Coefficiente n di Taylor 1

Vita utile 1

Tempo di contatto 1

DOMANDA B Costo lavorazione al 2

pezzo

Forza di taglio 1

DOMANDA C Potenza di taglio 1

SOLUZIONE

QUESITO 1 FONDERIA

a. Calcolo tolleranza.

Da tabella: 13 = 0,63

b. Dimensionamento modello.

Nel limite delle quote richieste, il dimensionamento del modello e’:

&