Domande compiti con risposte di Tecnologia meccanicaa

DOMANDE TEORIA 1^ PARZIALI

1. Illustrare, facendo uso anche di schemi grafici, le differenze tra le principali prove di durezza.

Le prove di durezza misurano la capacità di un materiale di opporsi alla penetrazione e consistono nell'applicazione di un carico sulla superficie del prodotto tramite un penetratore di materiale molto duro e poi misurare l'impronta lasciata sul pezzo che verrà poi rapportata al carico per determinarne il valore di durezza. Le prove si differenziano per il tipo di penetratore usato:

• BRINNEL HB
• VICKERS HV
• KNOPP HK
• ROCKWELL

La prova Brinnel utilizza una sfera di acciaio, la prova Vickers utilizza una piramide di diamante a base quadrata, la prova Knopp una piramide di diamante a base romboidale, la Rockwell usa un cono di diamante o sfera di acciaio. La prova Knopp in particolare viene utilizzata per lemicrodurezze.

2. Quantificare cosa s'intende per volumi produttivi bassi, medi e alti e correlare alle diverse tipologie produttive (layout aziendali) e varietà di prodotto.

Per volumi produttivi bassi si intende produzione di 1 ÷ 100 pezzi all'anno, volumi produttivi medi 100 ÷ 10000 pezzi e alti oltre i 10000 pezzi annui.

Ovviamente la varietà del prodotto diminuisce con l’aumentare del volume produttivo.

Per alti volumi produttivi e bassa variabilità il layout ideale è la transfer line mentre per alta variabilità e volumi molto bassi è ideale il modello project shop.

Il layout job shop e cellular sistem sono intermedi, il primo è più flessibile mentre il cellular sistem è più conveniente se non è richiesta troppa flessibilità e volumi medio-alti.

5. Illustrare, facendo uso anche di schemi grafici, l’importanza della temperatura di transizione duttile-fragile, e l’influenza della temperatura sulle caratteristiche meccaniche e tecnologiche dei materiali. (x3)

La temperatura di transizione duttile-fragile è quella temperatura sotto la quale un materiale ha un drastico passaggio da un comportamento duttile a fragile.

Questo è un parametro estremamente importante in fase di progetto per cui è importante considerare la temperatura a cui verrà utilizzato il prodotto.

Un materiale infatti all’aumentare della temperatura ha un cambiamento delle proprietà meccaniche in particolare diminuisce il carico di snervamento ma migliora la

9.

Illustrare, facendo uso anche di schemi grafici, l'influenza della temperatura e dello strain-rate sul comportamento meccanico dei materiali. (x4)

Un materiale all'aumentare della temperatura ha un cambiamento delle proprietà meccaniche. In particolare diminuisce il carico di snervamento e a rottura ma aumenta la lavorabilità del materiale. Anche lo strain-rate influisce sulle caratteristiche, con una velocità di deformazione più elevata il materiale diventa più resistente poiché le dislocazioni hanno meno tempo per muoversi.All'aumentare della temperatura l'effetto dello strain-rate diventa più evidente.

10.

Definire e illustrare, facendo uso anche di schemi grafici, cosa s'intende con il termine Design for Manufacturing and Assembly (DFMA). (x2)

Il DMFA è una metodologia ingegneristica che si concentra sulla riduzione del time-to-market e dei costi di produzione totali dando la priorità sia alla fase di fabbricazione delle parti del prodotto che al semplificare l'assemblaggio finale, tutto durante le prime fasi di progettazione. Con questo metodo tutte le lavorazioni saranno fatte in

che la distribuzione dei pezzi ottenuti sia ben descrivibile da una Gaussiana.

Ad esempio se produciamo alberi di diametro 30 ci aspettiamo di ottenere alberi di diametro vicini al diametro nominale ma non tutti saranno esattamente 30.

Definendo la deviazione standard 6 si possono vedere le tolleranze dimensionali come ampiezza della Gaussiana ±3δ all’interno del quale si trova 99,73% dei pezzi.

Per la produzione questo è molto importante nello scegliere le tolleranze adeguate e si potrà quindi tener conto che ad esempio i valori estremi di un range di tolleranze difficilmente verranno ottenuti su molti prodotti di un determinato lotto di produzione.

Questo comporta maggiore flessibilità nella scelta della classe di tolleranza con conseguente diminuzione dei costi.

Design for Assembly che si concentra sull'assemblaggio o Design for Manufacturing che si concentra sulla producibilità del componente.

Il Design for Manufacturing and Assembly (DMFA) è una metodologia ingegneristica che si concentra sulla riduzione del time-to-market e dei costi di produzione totali dando la priorità sia alla fase di fabbricazione delle parti del prodotto che al semplificare l'assemblaggio finale, tutto durante le prime fasi di progettazione.

Alcuni esempi possono essere la creazione di spallamenti su un albero per facilitare l'assemblaggio dei componenti o anche raccordare dove possibile gli spigoli vivi.

No Sì

29. Illustrare schematicamente il processo produttivo evidenziandone aspetti tecnologici ed economici. (x2)

• Manufacturing process
  • Processing operation
    • Shaping processes
    • Property enhancing processes
    • Surface processing operation
  • Assembly operation
    • Permanent joining processes
    • Mechanical fastening

4. Rappresentare schematicamente i processi d’imbutitura (Deep Drawing) e di tranciatura (Blanking),

evidenziandone le differenze, anche in termini di stato tensionale cui è sottoposta la lamiera.

DEEP DRAWING

BLANKING

Nel deep-drawing il punzone comprime la lamiera per farghi

assumere la forma desiderata mentre nel blanking il

punzone comprime la lamiera per trancarla.

Nel deep-drawing il posizionamento del materiale sulla

circonferenza causa sforzi di compressione nella regione della

flangia.

Nella tranciatura nelle zone estreme di contatto tra punzone

e lamiera si avrà un accumulo degli sforzi.

7. Illustrare graficamente l’effetto del numero di pezzi prodotti sui costi di produzione nel caso di processi

d’Imbutitura (Deep drawing) e Spinning.

COSTI

N° PEZZI

Spinning

Drawing

33. Mostrare schematicamente lo schema di funzionamento di un processo di ricalcatura (Upsetting) idrostatica, evidenziandone i principali benefici.

Con questo metodo si possono effettuare operazioni con sforzi maggiori senza che il pezzo presenti difetti o cricche.

29. Illustrare graficamente i principali difetti di un laminato, causati dalla non perfetta cilindricità dei rulli. Considerare sia il caso di superfici convesse che concave.

• INSUFFICIENT CAMBER
• SFORZI REGIUNI
• CENTER CRACKS
• WARPING
• EDGE WRINKLING
• OVER CAMBERED
• SFORZI REGIUNI
• EDGE CRACK
• SPLITTING
• CENTER WRINKLING

10. Disegnare la geometria di utensile da tornitura con placchetta triangolare, caratterizzato da un angolo di registrazione del tagliente principale di 60°, un angolo di spoglia frontale di 15° e dorsale di 5°. Mostrare più viste, e la sezione del tagliente in cui è possibile evidenziare gli angoli principali di taglio (spoglia superiore e inferiore).

5. Illustrare i principali meccanismi di usura di un utensile al variare della velocità di taglio, mostrandone il legame con la geometria dell’utensile usurato.

VB: altezza usura bancoKB-KF: lunghezza cratereKT: profondità cratere