Corso Di Tecnologia Meccanica - Mod.4.1 Asportazione Di Truciolo

7/29/2019 Corso Di Tecnologia Meccanica - Mod.4.1 Asportazione Di Truciolo

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LIUC - Ingegneria Gestionale 1

Corso di Tecnologia

Meccanica

Modulo 4.1Lavorazioni per asportazionedi truciolo


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Il principio del taglio

dei metalli


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Lasportazione di truciolo

Le operazioni di asportazione di truciolosono utilizzate per lavorare a freddo grezzidi fonderia e semilavorati di varia

provenienza (fucinatura, profilati, estrusi,) Vengono utilizzate allo scopo delle

macchine utensili, dal nome dellattrezzoutilizzato nella lavorazione (utensile)


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Metodo di analisi e studio

Campo di utilizzo della lavorazione Caratteristiche delloperazione

Parametri di taglio da utilizzare Macchine ed utensili

Determinazione della forza e della potenzadi taglio


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Campo utilizzo Al fine di saper individuare, di fronte ad un

risultato da ottenere, quale operazionerealizzare e quale pi confacente allo scopo intermini di: Qualit del risultato finale Tempi di preparazione e lavorazione Costo della lavorazione e dunque del pezzo

Diventa importante anche saper individuarepossibilit alternative in caso di carenza di mezzia disposizione


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Caratteristiche delloperazione

indispensabile conoscere le condizionidi lavorazione in termini di:Moti caratteristici:

Del pezzo Dellutensile

Modalit di creazione del trucioloDiverse possibilit di impostazioneVantaggi/svantaggi


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Parametri di taglio

Sono deducibili da apposite tabelle in funzionedel materiale, del tipo di lavorazione, del livelloqualitativo, della macchina utensile utilizzata..:

Velocit di taglio Velocit di avanzamento

Profondit di passata

Velocit di appostamento ..


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Macchine ed utensili Macchine

Caratteristichetecniche

Componenti Stato dellarte Costruttori Varianti CN ..

Utensili Classificazione Tipi Tabelle di riferimento CostruttoriAngoli caratteristici Taglienti Usura .


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Macchine utensiliMacchine utensili

Moto di taglio rotatorioMoto di taglio rotatorio Moto di taglio alternativoMoto di taglio alternativo

torniotornio

trapanotrapano

fresatricefresatrice

alesatricealesatrice

rettificatricerettificatrice

piallatricepiallatrice

limatricelimatrice

stozzatricestozzatrice

brocciatricebrocciatrice

segatricesegatrice


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Forza e potenza di taglio Condizioni di taglio migliori Geometria dellutensile pi idonea Verifica della compatibilit della potenza con la

macchina disponibile Valutazione della deformazione del pezzo e

dunque gli errori dimensionali Conoscere le sollecitazioni cui la amacchina

sottoposta Scegliere la macchina pi idonea


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Tornitura


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Tornitura

La tornitura ha lo scopo di ottenere: superfici di rivoluzione esterne ed interne filettature esterne ed interne

superfici piane (dette di sfacciatura) superfici zigrinate

unoperazione economica realizzata su una

macchina semplice denominata tornio, oggiampiamente diffuso in versione CN


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Moti di tornitura Moto di taglio

Rotatorio continuo del pezzo Misurato con la velocit di taglio v in m/min

Moto di alimentazione Rettilineo o curvilineo dellutensile, in un piano passante per

lasse di tornitura la combinazione di due moti, parallelo eperpendicolare rispetto allasse di tornitura

Misurato con lavanzamento a in mm/giro

Moto di appostamento Rettilineo dellutensile Misurato con la profondit di passata p in mm

Moto di lavoro

Elicoidale risultante dal moto di taglio e di alimentazione


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Tornitura cilindrica esterna

Utensile con moto di alimentazioneparallelo allasse di tornitura

Velocit di taglio:v = (D n)/1000 (m/min)

D = diametro della superficie lavorata (mm)

n = velocit angolare del pezzo (giri/min)


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Tornitura piana esterna(sfacciatura) Permette di ottenere superfici piane perpendicolari

allasse di tornitura con un moto dellutensileperpendicolare a tale asse

Affinch la qualit della finitura superficiale rimanga la

stessa in ogni punto necessario che la velocit di tagliorimanga costante Ci e possibile solo sui moderni torni a CN

E possibile sfacciare anche superfici non circolari in talcaso occorre scegliere un tagliente molto duro a causadegli urti dovuti al taglio interrotto


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Tornitura interna realizzata sfruttando dei fori gia presenti nel

greggio in lavorazione La scelta del profilo di rivoluzione connesso

alluso di macchine CN e di inserti taglienti conangoli opportuni

Lo stelo dellutensile deve essere scelto

opportunamente per il suo ingombro e lasufficiente rigidezza specie per cavit con bassorapporto diametro/lunghezza


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Filettature interne ed esterne Al fine di procedere con le filettature necessario

prevedere un moto di alimentazione parallelo allasse ditornitura,ed avanzamento pari al passo della filettatura La profondit di passata dipende dalla profondit del

filetto e dalla possibilit di realizzarlo in una o pi

passate Sono al momento disponibili inserti a carburi sinterizzati

in grado di eseguire nella stessa passata la filettatura ela finitura delle creste dei filetti

In taluni casi non pi necessario provvedere prima allatornitura cilindrica e anche per quanto riguarda lalucidatura fine possibile farne a meno


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Esecuzione di gole e troncature Per lesecuzione di gole di vario genere (sede di seeger,

o-ring, etc,,,,) necessario procedere con moto diappostamento e posizionare lutensile longitudinalmentealla posizione della gola

Si procede dunque con utensili di sagoma opportuna econ moto radiale alla realizzazione della gola Il moto dellutensile fino allasse di tornitura comporta la

troncatura completa della barra Per operazioni di troncatura la larghezza max

dellutensile deve essere tra 3 e 6 mm


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Allargamento di fori e zigrinatura Lallargamento di fori pu avvenire in direzione

parallela allasse di tornitura in coincidenza difori gi esistenti con avanzamento longitudinale

allasse stesso La zigrinatura ottenibile per deformazione

plastica a freddo mediante lapplicazione di un

doppio rullo con zigrinatura inclinata in sensoopposto premuto contro la superficie


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Tornitura esterna di superfici di

forma complessa Combinando opportunamente i moti di

avanzamento parallelo e perpendicolare allassedi tornitura possibile ottenere profili di

rivoluzione di profilo complesso e comunqueinclinato rispetto allasse di tornitura

Tale possibilit risulta molto connessa alluso di

torni CN ed alla scelta di opportuni angoli dilavoro degli inserti taglienti


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Parametri di taglio Occorre considerare i tre elementi chiave che

caratterizzano il funzionamento delle macchine utensili In ogni caso i costruttori forniscono tavole di riferimento

che riportano i valori pi comuni di: Velocit di taglio (v) che deve essere ridotta del 50% in caso di

filettature, creazione di gole e troncature Avanzamento (a) che, nel caso di gole e troncature, deve essere

compreso tra 0,05 e 0,15 mm/giro Profondit di passata (p) che deve essere:

Tra 1 e 10 mm nel caso di operazioni di sgrossatura Tra 0,1 e 1 mm nel caso di operazioni di finitura

La scelta dei parametri dipende anche dalle condizioni dibloccaggio del pezzo sulla macchina


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Parametri di taglio derivati Numero di giri da

applicare al pezzo perottenere la velocit di

taglio desiderata Velocit di

avanzamento

dellutensile Sezione di truciolo

giri/min1000Dvn

=

mm/minnava =

2mmpas =


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Utensili Parti caratteristiche:

Stelo: parte di fissaggio alla macchina Testa: parte che porta i taglienti fissi o riportati Superficie di appoggio: parte inferiore dello stelo

Petto: superficie attiva su cui scorre il truciolo Fianchi: superfici adiacenti al petto (fianco principale

e fianco secondario) Taglienti: spigoli di intersezione del petto con i fianchi

(tagliente principale e tagliente secondario Punta: intersezione di due taglienti


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Tipi di tagliente Con placchetta saldata: quando la placchetta tuttuno

con lo stelo Con inserto fissato meccanicamente: quando la

placchetta intercambiabile e fissata sullo stelo con unavite

A taglio destro o sinistro: a seconda di come si presentarispetto allosservatore

A taglio frontale: quando il tagliente principale perpendicolare allasse dello stelo

Simmetrico: quando il tagliente principale pu essereindifferentemente quello di destra o di sinistra

.


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Tipi di inserti


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Angoli caratteristici Sistema di riferimento:

Piano parallelo alla superficie di appoggio Retta parallela allasse dello stelo passante per la

punta

Angoli: Del tagliente principale (): formato dalla proiezionedel tagliente principale sul piano di riferimento con laretta di riferimento

Del tagliente secondario (s) : formato dallaproiezione del tagliente secondario sul piano diriferimento con la retta di riferimento

Di punta (): formato dalle proiezioni dei taglienti sulpiano di riferimento


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Sistema di riferimento


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Altri angoli caratteristici Di inclinazione: formato dal tagliente con il piano

di riferimento () Angolo di spoglia superiore del tagliente

principale () Angolo di spoglia inferiore del tagliente

principale ()

Angolo di taglio () Vale la relazione: + + = 90

A li


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Angoli

dellutensile


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Altri angoliAngolo di spoglia inferiore del tagliente

secondario (s) Si possono poi definire, in funzione della

posizione dellutensile rispetto al pezzoAngolo di registrazione del tagliente principale

()Angolo di registrazione del tagliente

secondario (s)


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Influenza degli angoli sul taglio Langolo del tagliente principale definisce

la sezione del truciolo.Varia tra 30 e 45

Tanto pi grande tanto maggiore la duratadellutensile

Lo spessore del truciolo non deve esseretroppo basso per evitare difficolt diincuneamento e dunque strisciamento


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Angolo del tagliente principale


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Influenza degli angoli sul taglio Langolo del tagliente secondario influenza

la rugosit del pezzo.Deve essere inferiore a 90 per non strisciare

sulla superficie gi lavorataTanto pi grande tanto minore la rugosit

della superficie del pezzo

Influenza altres la sezione del truciolo


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Angolo del tagliente secondario


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Influenza degli angoli sul taglio Langolo di spoglia inferiore del tagliente

principale deve ridurre al minimo lostrisciamento del fianco principale con lasuperficie lavorata a causa del ritorno elastico diquestultima. Tanto pi grande tanto minore lo strisciamento sul

pezzo Tanto pi grande tanto minore la sezione

resistente dellutensile


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Influenza degli angoli sul taglio Langolo di spoglia superiore del tagliente

principale determina la deformazione plastica discorrimento del truciolo. Tanto pi grande tanto minore la forza necessaria

per il taglio in quanto minore la pressione truciolo-utensile: Minore la sollecitazione di attrito Minore la temperatura sullinterfaccia truciolo-pezzo

Tanto pi grande tanto minore la sezioneresistente dellutensile. In taluni casi pu essere utilela presenza di uno smusso


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Influenza degli angoli sul taglio Langolo di inclinazione si comporta come

langolo di spoglia superiore del taglienteprincipale in quanto ha influenza: Sulla direzione dello sforzo di taglio e di direzione del

truciolo. Valori positivi comportano lallontanamentodel truciolo dalla superficie lavorata evitando: Potenziale danneggiamento della superficie stessa o

dellutensile Pericolo per loperatore

Problemi nellevacuazione del truciolo

Sulla sezione resistente dellutensile


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Influenza del raggio di punta Il raggio di punta tra i taglienti essenziale

al fine di:Eliminare un pericoloso spigolo vivo

Dare robustezza allutensileRidurre la rugosit del pezzo lavorato

Non deve essere troppo elevato per la

possibile difficolt di incuneamentodellutensile nel pezzo


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Utensili con inserto Gli inserti possono essere di forme

disparate e consentono una rapidasostituzione in caso di usurasalvaguardando il resto dellutensile

Presentano un rompitruciolo necessariospecie per materiali tenaci

Esistono diversi tipi di bloccaggio (a staffa,a cuneo, a leva, )


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Designazione degli inserti Gli inserti vengono designati in base alla codifica

UNI-ISO 1832 composta da 9 simboli +1 4 lettere a definire: forma, angolo di spoglia inferiore,

tolleranze dimensionali, tipo

2 cifre a definire la lunghezza e lo spessore deltagliente

1 cifra/lettera a definire la punta dellinserto

1/2 lettere ad indicare il tipo di tagliente ed il verso ditaglio


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ISO 1832

Tornitura


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esterna

Tornitura


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interna


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Utensili per tornitura esterna


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Utensili per tornitura interna


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Forza di taglio Componenti della forza:

Nella direzione della velocit di taglio (F1) Nella direzione della velocit di avanzamento (F2) Nella direzione perpendicolare al piano individuato dalle due

precedenti (F3)

Si pu verificare facilmente che lunica componentesignificativa ai fini dellindividuazione della potenzanecessaria la componente F1: assumeremo dunqueche F=F1

Si definisce per comodit: F = Ks.

sOve: la grandezza Ks definita pressione di taglio s la sezione di truciolo


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Pressione di taglio La pressione di taglio ks cos come definita

influenzata da pi fattori quali: La sezione del truciolo s. In particolare ks diminuisce

allaumentare della sezione s secondo la relazione:

elavorazioninmaterialedaldipendechelesperimentaun valorew

truciolodiunitariasezionepertagliodispecificapressionelak

)(N/mm 2

ove

kk

sw

s =


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Pressione specifica di taglio


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Pressione di taglio Langolo di spoglia superiore dellutensile. In

particolare ks diminuisce allaumentare dellangolo di

spoglia superiore


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Pressione di taglio La profondit di

passata p elavanzamento a. Inparticolare ks aumenta

al diminuire dellaprofondit di passata(p) e dellavanzamento(a):

1y

0,17x

acciaigliper,

=

=

=

ove

kk

payx

s


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Pressione di taglio La velocit di taglio v elimpiego di un fluido da

taglio. In particolare aldiminuire di v la pressione ditaglio aumenta per via delformarsi del tagliente di

riporto. Luso di un fluido dataglio pu ridurresensibilmente la pressione

di taglio Langolo del taglienteprincipale che pumodificare indirettamente la

sezione s del truciolo


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Pressione di taglio La pressione di taglio ks cos come definita influenzata

da pi fattori quali: Langolo di spoglia superiore dellutensile. In particolare ks

diminuisce allaumentare dellangolo di spoglia superiore La profondit di passata p e lavanzamento a. In particolare ks

aumenta al diminuire della profondit di passata p e

dellavanzamento a La velocit di taglio v e limpiego di un fluido da taglio. In

particolare al diminuire di v la pressione di taglio aumenta per viadel formarsi del tagliente di riporto. Luso di un fluido da tagliopu ridurre sensibilmente la pressione di taglio

Langolo del tagliente principale che pu modificareindirettamente la sezione s del truciolo


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Potenza di taglio Nota la pressione

di taglio e lasezione deltruciolo possibile

calcolare la forzadi taglio F edunque lapotenza di tagliosecondo larelazione:

kWh60

aparirichiesta,

energial'hasielavorazionditempoiltdettocui,damacchinadellarendimentoilove

utensilemacchinadellapotenzalacuida

kWin

100060

intW

E

WW

vFW

m

m

=

=

=


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