Tecnologie speciali esercizi e temi d esame risolti prof Luca Tomesani

INGEGNERIA MECCANICA MAGISTRALE

UNIVERSITA’ DI BOLOGNA

ANNO ACCADEMICO 2019-2020

TECNOLOGIE SPECIALI

ESAME DI TECNOLOGIE SPECIALI

12 gennaio 2018

1. Un produttore di cialde da caffè in alluminio sta analizzando il prodotto della concorrenza. In una analisi in sezione (sotto rappresentata) tale prodotto evidenzia una marcata riduzione dello spessore nella zona della coppa (punto A), associata ad un aumento della microdurezza.
   • Si indichi:
   • Quale processo è stato verosimilmente utilizzato per la formatura della cialda
   • STRETCHING
   • Quale dei punti indicati è rimasto sempre entro il limite elastico durante tutto il processo di formatura
   • C
   • La posizione dei tre punti su un diagramma FLD e VM nell'istante in cui si sono formati e al termine del processo

ESAME DI TECNOLOGIE SPECIALI

12 febbraio 2016

1. Siamo dei produttori di cialde da caffè in alluminio e stiamo analizzando il prodotto della concorrenza. In una analisi in sezione (sotto rappresentata) tale prodotto evidenzia un progressivo aumento della durezza (microdurezza HV) dal punto A verso B e una durezza poi circa costante da B fino a C.
   • Si indichi:
   • Quale processo è stato verosimilmente utilizzato per la formatura della cialda
   • IMBUTITURA
   • Quale dei punti indicati è rimasto sempre entro il limite elastico durante tutto il processo di formatura
   • A
   • La posizione dei tre punti su un diagramma FLD e in VM nell'istante in cui si sono formati e al termine del processo

ESAME DI TECNOLOGIE SPECIALI — 21 luglio 2015

Nome e Cognome ..................................................... Numero di lista ............

1. Nella realizzazione del componente assialsimmetrico sotto rappresentato, si verifica una frattura nel punto A. In questa situazione, il premilamiera esercita una pressione tale da bloccare completamente la zona indeformata. Si posizionino sui grafici sottostanti i tre punti caratteristici del prodotto relativamente a questa situazione.

2. Per rendere fattibile il processo, si decide di diminuire la pressione del premilamiera, migliorando al contempo la lubrificazione all’interfaccia. Si descriva la nuova posizione dei punti nei grafici sottostanti

Si dica infine:

• se esiste la possibilità che qualche altro punto si trovi in condizione critica
• Un altro punto critico è l’attacco tra fondo e parete durante l’imbutitura
• se occorre variare (e se sì in che senso) la dimensione del grezzo di partenza
• Per evitare rottura a seguito dello strizione durante lo stretching o eventualmente del fondo durante l’imbutitura può essere comodo:
1. variare le dimensioni del blank
2. aumentare lo spessore della lamiera

ESERCIZIO 1

Un processo di stampaggio a caldo viene eseguito con una serie di quattro colpi su una pressa a vite di bassa capacità. Si metta in un grafico l'andamento dell'efficienza, in funzione della corsa di lavoro. Si ponga attenzione al fatto che le corse non sono uguali tra loro.

Si tracci anche l'andamento dell'efficienza dei vari colpi anche in un processo di imbutitura eseguito in sei colpi.

• Notare che la variazione di corsa dipende da due fattori:
  • L’aumento della forza media
  • La riduzione di efficienza del colpo
• In un ipotetico processo di imbutitura eseguito sulla pressa a vite (comunque sconsigliato) la curva di efficienza sarebbe in opposizione a quella della forza
• Anche in questo caso le corse di lavoro sono inversamente proporzionali alla forza media e direttamente proporzionali all'efficienza del colpo

Si tracci un diagramma rappresentativo della seguente situazione (si includano la curva caratteristica del processo e quella della forza disponibile, includendo tutti i riferimenti numerici forniti):

Una operazione di estrusione diretta, con corsa attiva di 80 mm e forza massima 2000 ton viene realizzata su una pressa idraulica, forza nominale 2200 ton e corsa 100 mm.

Si tracci un diagramma rappresentativo della seguente situazione (si includano la curva caratteristica del processo e quella della forza cinematica disponibile, includendo tutti i riferimenti numerici forniti):

Una operazione di tranciatura, con corsa attiva di 10 mm e forza massima 30 ton viene realizzata su una pressa meccanica a manovella con angolo nominale 30°, forza nominale 40 ton e corsa 100 mm.

F_MIN= F_N/2 = 20 ton

F_n = 40 ton

F_max = 30 ton

F_min = 20 ton

Si consideri il componente rappresentato in figura, realizzato attraverso la seguente sequenza:

1. Realizzazione della calotta con punzone semisferico, con ottima lubrificazione sul piano lamiera
2. Realizzazione della superficie cilindrica esterna

Si inseriscano sul diagramma FLD le deformazioni dei punti caratteristici delle posizioni indicate con le lettere; quindi si posizionino sugli ellissi di Von Mises le tensioni che caratterizzano i medesimi punti verso il termine della seconda operazione

1^O OPERAZIONE STRETCHING

D, DEFORMAZIONE PLASTICA

C, A, B indeformati

2^O OPERAZIONE IMBUTITURA

C, B deformilla (fondo)

A deformato

emax

CURVA DI STRIZIONE

Emin

σ

ESAME DI TECNOLOGIE SPECIALI – 27 luglio 2020

Nome e Cognome:.......................................................

ESERCIZIO 1

Si deve produrre il componente assialsimmetrico rappresentato in figura, di elevato rapporto altezza/diametro, dotato di fori circolari sulla parete e di un ulteriore foro sul fondo.

• 1. FORO LASER SUL FONDO
• 2. TAGLIO LASER BLANK
• 3. DOPPIA IMBUTITURA
• 4. IDROFORMATURA SUL FONDO
• 5. TAGLIO LASER FORI CIRCOLARE
• 6. RIFILATURA LASER

Si indichi:

1. Quale sequenza di processi si prevede per la sua realizzazione (da indicare nel riquadro a fianco del disegno)
2. La posizione dei punti A, B, C, D su un diagramma FLD e sugli ellissi di Von Mises negli istanti in cui sono stati formati

Si scelgano le macchine corrette per le rispettive operazioni. Sono ammesse scelte doppie.

• A Pressa a manovella α=30°
• B Pressa a manovella α=60°
• C Pressa a ginocchiera
• D Pressa idraulica telaio a C
• E Pressa idraulica telaio ad O
• F Maglio
• G Pressa a vite

PRESSA A GINOCCHIERA

• Coniatura monete
• Piegatura lamiera
• Stampaggio pesante col formazione di bava
• Stampaggio viti a caldo
• Imbutitura
• Stampaggio lamiera
• Estrusione
• Fucinatura libera
• Stretching
• Tranciatura
• Stampaggio con punzoni di gomma

L’imbutitura ha il massimo della forza α multi cose quindi scegliamo una pressa a manovella con α = T.

Per lo stampaggio lamiera facciamo le stesse scelte dell’imbutitura.

Per la tranciatura scegliamo una pressa meccanica standard con α = 30° perché dobbiamo fare solamente una piccola corsa quindi non abbiamo bisogno di una pressa più costosa con α = 60°.

I punzoni in gomma richiedono una operazione lenta com finx a fine press. quindi conviene scegliere una pressa idraulica.

Si deve eseguire uno stampaggio a caldo con formazione di bava di un componente in acciaio. Si mettano in ordine decrescente di criticità le opzioni sotto riportate.

• Maglio a doppio effetto 5
• Pressa meccanica rigida 3
• Pressa meccanica cedevole 2
• Pressa oleo 1 (è la più lenta)
• Pressa a vite 4

Maggiore è il tempo di contatto e maggiore è il flusso di calore verso gli utensili.

La criticità diminuisce all’aumentare della velocità del processo.