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1 Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753] Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone TECNOLOGIA INDUSTRIALE FOGLIO DI LAVORAZIONE La programmazione del ciclo di lavorazione si concretizza nella stesura di un foglio di lavora- zione. In esso vengono descritte, in modo sintetico ma preciso e chiaro, le diverse operazioni in successione temporale; il foglio di lavorazione si avvale anche di schizzi e indica quali stru- menti (di controllo o di misura), quali utensili siano necessari per la singola fase operativa. Per il foglio di lavorazione non si può indicare un modello valido per tutte le esigenze; per esempio in un ciclo industriale l’indicazione dei tempi parziali e complessivi è indi- spensabile, mentre lo è meno per esigenze artigianali o didattiche. Di seguito si riporta il foglio di lavorazione di un manufatto semplicissimo di facile rea- lizzazione. È da notare che il foglio comprende un disegno esecutivo, completo di quotatura, stato delle superfici, tipo di materiale o altre indicazioni generali. METODI DI LAVORAZIONE Trasformare un progetto in un prodotto fini- to è un’operazione complessa che va struttu- rata in modo razionale. La chiara descrizione della sequenza di operazioni necessarie alla realizzazione del prodotto finito prende il nome di ciclo di lavorazione. Già nel proget- to si è tenuto conto di molteplici fattori, da quelli funzionali a quelli economici e nor- mativi, fino a quelli della scelta dei materia- li e delle tecniche di lavorazione. Ma in fase di realizzazione del prodotto deve essere compiuta una precisa programmazione di tutto il ciclo di lavorazione. Se ciò è assolu- tamente indispensabile per un ciclo di lavo- razione industriale, altrettanto importante lo è per lavorazioni artigianali o didattiche. Sco- pi di questa programmazione sono: realizzare il prodotto con le risorse materiali e le competenze possedute; commisurare la qualità del prodotto alle esi- genze riducendo i margini di errore entro livelli accettabili; eliminare o ridurre gli sprechi di materiale e di tempo. Le diverse tecniche di lavorazione, spesso in- tegrate e concatenate in un ciclo, condizio- nano la stesura del ciclo stesso. È molto di- verso programmare un ciclo di lavorazioni manuali rispetto a lavorazioni a macchina oppure automatiche. Per questo comincere- mo a distinguere alcuni tipi di lavorazioni: lavorazioni al banco, fondamentalmente realizzate a mano con utensili e attrezza- ture che operano su un prodotto grezzo fissato al banco di lavorazione; lavorazioni alla macchina utensile, com- piute da dispositivi manuali o semiauto- matici controllati dall’operatore; lavorazioni automatiche, eseguite da complesse macchine programmate per le diverse operazioni, sotto il controllo di sistemi automatici o computerizzati. Le lavorazioni possono essere distinte in: lavorazioni a caldo, se il materiale è stato riscaldato a temperatura adeguata, come per esempio nei processi di fonderia, di fucinatura o di saldatura; lavorazioni a freddo, se il materiale viene lavorato a temperatura ambiente. Questa distinzione è rilevante per le impli- cazioni sui tempi e sulle condizioni opera- tive previste dal ciclo di lavorazione. Ciclo di lavorazione glossario Sovrammetallo: è detta la parte di materiale che viene asportata dalle diverse lavorazioni. ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Oggetto: piastra con foro passante Quantità: 1 Foglio 1/1 Materiale: acciaio C10 10 10 20 10 10 30 18 Schizzo N. Descrizione Strumenti Utensili o macchine 10 20 30 40 50 60 Scelta delle facce di riferimento con controlli di planarità e perpendicolarità Tracciatura di linee di contorno, linee di taglio (con sovrammetallo) e assi del foro Rimozione delle parti eccedenti mediante seghettatura a mano Sgrossatura e finitura manuale delle superfici tagliate Bulinatura centro del foro Foratura 10 Piano di riscon. guardapiani squadre o cilindro di risc. Seghetto ad arco Righello, truschino o altimetro Calibro, guardapiani, squadra Bulino Lima MD 8" Lima MD 6" Trapano sensitivo Punta elicoid. 10 (10 N UNI5620) 10 Ricavato da piastra semilavorata 40 x 40 x10

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1Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

FOGLIO DI LAVORAZIONE

La programmazione del ciclo di lavorazione si concretizza nella stesura di un foglio di lavora-zione. In esso vengono descritte, in modo sintetico ma preciso e chiaro, le diverse operazioniin successione temporale; il foglio di lavorazione si avvale anche di schizzi e indica quali stru-menti (di controllo o di misura), quali utensili siano necessari per la singola fase operativa.

Per il foglio di lavorazione non si può indicare un modello valido per tutte le esigenze;per esempio in un ciclo industriale l’indicazione dei tempi parziali e complessivi è indi-spensabile, mentre lo è meno per esigenze artigianali o didattiche.

Di seguito si riporta il foglio di lavorazione di un manufatto semplicissimo di facile rea-lizzazione. È da notare che il foglio comprende un disegno esecutivo, completo di quotatura,stato delle superfici, tipo di materiale o altre indicazioni generali.

METODI DI LAVORAZIONE

Trasformare un progetto in un prodotto fini-to è un’operazione complessa che va struttu-rata in modo razionale. La chiara descrizionedella sequenza di operazioni necessarie allarealizzazione del prodotto finito prende ilnome di ciclo di lavorazione. Già nel proget-to si è tenuto conto di molteplici fattori, daquelli funzionali a quelli economici e nor-mativi, fino a quelli della scelta dei materia-li e delle tecniche di lavorazione. Ma in fasedi realizzazione del prodotto deve esserecompiuta una precisa programmazione ditutto il ciclo di lavorazione. Se ciò è assolu-tamente indispensabile per un ciclo di lavo-razione industriale, altrettanto importante loè per lavorazioni artigianali o didattiche. Sco-pi di questa programmazione sono:

• realizzare il prodotto con le risorse materialie le competenze possedute;

• commisurare la qualità del prodotto alle esi-genze riducendo i margini di errore entrolivelli accettabili;

• eliminare o ridurre gli sprechi di materiale edi tempo.

Le diverse tecniche di lavorazione, spesso in-tegrate e concatenate in un ciclo, condizio-nano la stesura del ciclo stesso. È molto di-verso programmare un ciclo di lavorazionimanuali rispetto a lavorazioni a macchinaoppure automatiche. Per questo comincere-mo a distinguere alcuni tipi di lavorazioni:

• lavorazioni al banco, fondamentalmenterealizzate a mano con utensili e attrezza-ture che operano su un prodotto grezzofissato al banco di lavorazione;

• lavorazioni alla macchina utensile, com-piute da dispositivi manuali o semiauto-matici controllati dall’operatore;

• lavorazioni automatiche, eseguite dacomplesse macchine programmate per lediverse operazioni, sotto il controllo disistemi automatici o computerizzati.

Le lavorazioni possono essere distinte in:

• lavorazioni a caldo, se il materiale è statoriscaldato a temperatura adeguata, comeper esempio nei processi di fonderia, difucinatura o di saldatura;

• lavorazioni a freddo, se il materiale vienelavorato a temperatura ambiente.

Questa distinzione è rilevante per le impli-cazioni sui tempi e sulle condizioni opera-tive previste dal ciclo di lavorazione.

Ciclo di lavorazione

glossarioSovrammetallo: è detta la parte di materialeche viene asportata dalle diverse lavorazioni.

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Oggetto: piastra con foro passante

Quantità: 1

Foglio1/1Materiale: acciaio C10

10

10

20 1010

30

18

SchizzoN. Descrizione Strumenti Utensili o macchine

10

20

30

40

50

60

Scelta delle facce diriferimento con controllidi planarità eperpendicolarità

Tracciatura di linee dicontorno, linee di taglio(con sovrammetallo) eassi del foro

Rimozione delle partieccedenti medianteseghettatura a mano

Sgrossatura e finituramanuale delle superficitagliate

Bulinatura centro del foro

Foratura � 10

Piano di riscon.guardapianisquadreo cilindro di risc.

Seghetto ad arco

Righello,truschino oaltimetro

Calibro,guardapiani,squadra

Bulino

Lima MD 8"Lima MD 6"

Trapano sensitivoPunta elicoid. � 10 (10 N UNI5620)

10

Ricavato dapiastrasemilavorata40 x 40 x10

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TRACCIATURA

È un’operazione preliminare alle lavorazioni; consiste nel disegnodei contorni, delle linee di taglio e degli assi di referimento sullefacce del pezzo da lavorare.

La precisione e l’accuratezza con cui si realizza la tracciatura è con-dizione indispensabile per la qualità del manufatto. Per la tracciatural’operatore si avvale del disegno esecutivo riportato sul foglio di lavo-razione e utilizza spesso le costruzioni geometriche e le tecniche didisegno; quindi è essenziale la sua competenza nel disegno tecnico.

La tracciatura si esegue mediante appositi attrezzi che riescano ascalfire le superfici lasciando una traccia visibile che guidi l’opera-tore nelle diverse fasi. È necessario che la tracciatura risalti in modochiaro sulla superficie e non venga cancellata durante le lavorazio-ni. Pertanto gli strumenti di tracciatura sono scelti in funzione delmateriale da lavorare, duro o tenero, scuro o chiaro.

Allo scopo di accentuare i segni di tracciatura si adotta spesso lacoloritura della superficie con appositi liquidi o processi chimici.

In genere la tracciatura si articola in:

• preparazione del pezzo, mediante pulizia con raschietti, spazzo-le, abrasivi, solventi;

• coloritura delle superfici, se è necessaria;• tracciatura delle linee con gli appositi strumenti;• bulinatura, che serve a marcare punti delle linee o centri.

La tracciatura delle linee si esegue sostanzialmente come un dise-gno, ma con maggiore energia, dovendo lasciare un solco su superfi-ci talvolta dure; inoltresi deve eseguire concura e precisione, sa-pendo che le linee ditracciatura non potran-no essere cancellate.

Prima di tracciare li-nee su pezzi semilavo-rati e squadrati, è op-portuno individuaredelle superfici di riferi-mento mediante pre-ventivi controlli di pla-narità e perpendicola-rità con gli adeguatistrumenti (squadre,guardapiani, piani ecilindri di riscontro,ecc.).

L’operazione di trac-ciatura, per la cura e iltempo richiesto, vieneeseguita solo su pezziunici o di piccola serie.

Per pezzi di piccolaserie si ricorre talvoltaa tracciatura guidatada sagome (o seste)ricavate su lamiere ofogli di compensato.

Gli strumenti di tracciatura sono:

• matite, pennarelli, punte a tracciare (per metalli) e graffietti (permateriali teneri, come il legno);

• righello e squadre (v. pag. E28);• truschino (v. pag. E29) e

altimetro con nonio (ca-libro per altezze, v. pag.E17);

• compassi (v. pag. E29);• goniometro (v. pag. E24)

e false squadre (v. pag.E29);

• supporti, come piano diriscontro (v. pag. E28), pri-smi e morse (v. pag. E29).

Per la bulinatura si usa ilbulino, una barretta ap-puntita in acciaio tempra-to, per segnare in modopiù marcato le linee di trac-ciatura e i centri dei fori; labulinatura dei fori serveanche a guidare il posizio-namento corretto dellapunta del trapano. Questaoperazione si esegue te-nendo in posizione vertica-le il bulino sul punto desi-derato e dando un colpettocon il martello.

Sia la tracciatura che la bulinatura possono essere eseguite:

• nel piano, cioè su una sola superficie nel caso di piastre o lamie-re; in quest’ultimo caso si possono riprodurre sul piano anchesviluppi delle superfici da curvare o piegare;

• nello spazio, quando le tracce sono incise su diverse superficidello stesso pezzo.

LAVORAZIONI

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memoPer prevenire gli infortuni è indispensabile eseguire la tracciatura con moltacautela. Le estremità delle punte a tracciare sono molto affilate e pericolose.Oltre a manovrarle con molta attenzione, è opportuno riporle dopo averle inserite in protezioni, quali tubicini di gomma o tappi di sughero.

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30

SchizzoN. Descrizione Strumenti Utensili o macchine

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Ricavato dapiastrasemilavorata60 x 60 x20

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Sagoma Sagoma sul pezzo Tracciatura sul pezzo

Punte a tracciare

Graffietto

Bulinatura

Tracciatura nel piano Tracciatura nello spazio

Dal disegno si ricava la tracciatura per guidare le lavorazioni che conducono al pezzo finito.

La tracciatura si esegueesercitando una notevole pressione siasul righello che sullapunta a tracciare.

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Il fissaggio del pez-zo alla morsa deve eli-minare movimenti ovibrazioni durante lelavorazioni; pertantosi fisserà il pezzo nelmodo più comodo perl’operatore, ma in mo-do che dalla morsasporga il minimo in-dispensabile.

Per evitare danneg-giamenti alle super-fici lavorate, tra que-ste e le ganasce dellamorsa si interpongo-no spesso delle pia-stre di materiale me-no duro del pezzo; aquesto scopo si usa-no piastrine di rameo piombo (dette mor-dacchie) per materia-li metallici, oppure piastrine di legno tenero o gomma per legni e pla-stiche.

CRITERI DI SICUREZZA PER LE LAVORAZIONIPer lavorare bene e in sicurezza• si deve mantenere il banco pulito e in ordine;• sul banco si devono tenere solo gli strumenti di lavoro;• specialmente se sono delicati, gli strumenti di misura devono

essere tenuti al riparo da polveri o urti e mantenuti sul bancosolo per il tempo indispensabile;

• l’operatore deve indossare indumenti adeguati, possibilmentetute da lavoro; specialmente quando si lavora con macchinariin movimento rapido si devono eliminare sciarpe, catenelle,maniche larghe, capelli lunghi e sciolti;

• bisogna utilizzare gli adeguati dispositivi di protezione indivi-duale, come guanti, occhiali, ecc.;

• si devono rispettare le indicazioni sia per le procedure opera-tive sia per le modalità d’uso di utensili o macchinari;

• comunque bisogna agire con movimenti cauti e ragionati.

TIPI DI LAVORAZIONELe lavorazioni che trasformano il materiale grezzo in prodotto finitodevono rimuovere la parte eccedente di materiale iniziale. Al risulta-to finale si arriva con diverse lavorazioni che gradualmente consento-no di pervenire alle superfici finite. Pertanto si possono distinguere:

• lavorazioni di sgrossatura, che eliminano la maggior parte dimateriale in eccesso;

• lavorazioni di finitura, che perfezionano le dimensioni e la geo-metria delle superfici.

Bisogna inoltre distinguere ancora:

• lavorazioni senza asportazione di truciolo, cioè realizzate per sempli-ce deformazione del materiale, come la laminazione o la piegatura;

• lavorazioni con asportazione di truciolo, realizzate con la elimi-nazione del materiale eccedente (trucioli).

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Lavorazioni al banco

Cani Morsa parallela

Morsa a ganasce

MortaseVano perattrezzi

L’eccessiva sporgenzadel pezzo creavibrazioni, flessionie rischi di rottura.

La ridotta sporgenzadel pezzo dalle ganascelo rende stabile e sicuro.

La pressione delleganasce puòdeformare il pezzo.

L’interposizione dimordacchie proteggeil pezzo.

Morse per il fissaggiodel pezzo da lavorare.

Le lavorazioni al banco sono quelle eseguite manualmente su unpezzo fissato al banco. Quando sono eseguite su materiali metalli-ci, queste lavorazioni vengono chiamate operazioni di aggiustaggio.

Mentre un tempo le lavorazioni manuali si servivano solo di utensi-li azionati dall’energia muscolare dell’operatore, oggi molte di questelavorazioni si avvalgono di dispositivi motorizzati sia portatili (trapanio levigatrici portatili) sia fissi (piegatrici, segatrici, piallatrici, ecc.).

FISSAGGIO DEL PEZZOLe lavorazioni al banco devono svolgersi in modo razionale e sicu-ro per garantire al prodotto finito la qualità prevista e all’operatorel’attenuazione dei rischi.

Pertanto il pezzo da assoggettare alle diverse lavorazioni deveessere opportunamente fissato in posizione comoda.

Il banco di lavorazione è il più importante supporto per questelavorazioni. Esso deve essere:

• ampio e solido;• di altezza adeguata (70-80 cm);• provvisto di dispositivi di fissaggio (morse da banco, ecc.);• isolato dal pavimento per evitare rischi elettrici.

Il banco può avere caratteristiche diverse a seconda delle lavorazio-ni; per lavorazioni meccaniche ha morse di ghisa o acciaio, per fale-gnameria ha morse parallele in legno e mortase (fori sul piano dilavoro) per l’inserimento di fermi di acciaio (cani).

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Si esegue essenzialmente con seghe,i cui denti incidono il materialerimuovendone piccoli trucioli.

La forma e le dimensioni dei dentidella sega ne condizionano l’uso:denti grossi per materiali teneri,come il legno, piccoli per metalli.

I denti inoltre sono allicciati, cioèpiegati alternativamente verso l’ester-no della lama per creare un solco checonsenta alla lama stessa di procede-re. Le seghe sono provviste di manicio supporti per le lavorazioni a mano,oppure sono fissate a macchine cheforniscono l’energia di taglio.

Per tagli manuali si usano:

• seghe con impugnatura in legno oplastica;

• seghe ad arco metallico, ai cuiestremi è fissata la lama. La sega adarco può avere forme e dimensionimolto varie, dal seghetto per metal-li all’archetto da traforo;

• seghe a telaio, come quella da fale-gname, con la lama fissata a untelaio a forma di H.

Seghe motorizzate portatili sono:

• seghetto alternativo, con lama fissatasolo a un estremo, per taglio di con-torni su materiali di ridotto spessore;

• sega circolare, con lama a disco,per tagli diritti.

TAGLIO

Tra le lavorazioni di sgrossatura è una delle principali, perché con-sente di rimuovere parti notevoli di materiale, separandolo in piùparti mediante utensili. Le lavorazioni di taglio possono avveniresenza oppure con asportazione di truciolo.

� Taglio senza asportazione di trucioloQuesto tipo di taglio si può eseguire manualmente con:

• scalpelli e bedani, robusti e affilati che,sotto l’azione di martelli o mazze, rom-pono la continuità del materiale;

• cesoie (taglierine) e forbici adatte atagliare lamiere;

• punzoni e fustelle di profilo diversoper ottenere fori, soprattutto nelle la-miere.

Queste lavorazioni si possono realizzare anche con macchine:

• cesoie a ghigliottina, che eseguonolunghi tagli con notevole potenza;

• punzonatrici e fustellatrici mecca-niche.

Macchine da taglio sono le se-guenti:

• troncatrice, con sega a disco;• segatrice alternativa, con lama

fissata ai due estremi, di piccoleo grandi dimensioni e potenze;

• segatrice a nastro, con lama aforma di anello.

Queste macchine hanno talvoltanotevole complessità di regolazio-ni e movimento; hanno sempredei dispositivi di sicurezza.

Per il taglio manuale è consiglia-bile:

• scegliere il tipo di sega adatta almateriale: dai 22 denti per pol-lice per il taglio di acciai, ai 16denti per pollice per tagliaremetalli teneri o legno;

• fissare bene il pezzo da tagliare;• avviare il taglio con una incisio-

ne della sega manovrata congrande delicatezza e guidatadall’unghia del pollice;

• procedere regolarmente nel taglioforzando alternativamente se-condo la direzione (in avanti oindietro) dei taglienti della sega.

LIMATURA

La limatura è una lavorazione per asportazione di truciolo realizza-ta con la lima. La lima è un utensile costituito da una barretta inacciaio temprato con superfici incise da una dentatura.

� Caratteristiche delle lime

La parte solcata dalla dentatura èdetta corpo della lima, ma la suaparte terminale è liscia e rastremataverso il codolo, appuntito per essere inserito nel manico.

La forma delle lime è caratterizzata dalla sezione trasversale del cor-po. La forma della sezione rende la lima adatta a lavorare superfici pia-ne o tonde, ampie o ristrette. Le più frequenti forme di sezione sono:

• rettangolare, designata con il simbolo • quadra, designata con il simbolo • triangolare, designata con il simbolo • mezzo tonda, designata con il simbolo• tonda, designata con il simbolo

Le dimensioni delle lime sono caratterizzate dalla loro lunghezza, al-la quale è proporzionale la larghezza; per esempio nelle lime a sezio-ne rettangolare, la larghezza è circa il 10% della lunghezza, mentrequelle tonde hanno diametro pari a circa il 4% della lunghezza.

LAVORAZIONI

nota beneUna lavorazione analoga a quelle di taglio con asportazione di truciolo è l’ossitaglio, realizzato con cannello a ossigeno, che riscaldando a circa1200 °C il metallo, ne asporta piccolissime schegge incandescenti.

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glossarioBedano: è un tipo di scalpello a lama stretta, adatto per realizzare scanalature e incastri.Punzone: è una barretta con bordo tagliente in grado di realizzare fori diun certo profilo; per la punzonatura è necessaria anche una matrice, piastra forata con lo stesso profilo. Analoga è la fustella, ma non è unabarra piena, bensì tubolare con filo tagliente; non ha bisogno di matrice.

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Corpo Codolo Manico

Cesoia.

Seghetto.

Sega con impugnatura.

Seghetto alternativoelettrico.

Sega circolare.

Segatrice a nastro.

Avvio del taglio guidandola lama con il pollice.

Serie di scalpelli.

� Taglio con asportazione di truciolo

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� Tipi di dentatura

Le lime presentano dentature di tipi diversi:

• dentatura semplice, con solchi paralleli etrasversali all’asse della lima, adatta perlavorare materiali teneri;

• dentatura doppia, con solchi incrociati:una serie è inclinata di 50°, l’altra di 70°.Questo tipo di dentatura è adatta a materia-li duri (acciai, ghise);

• dentatura a raspa, con denti grossi e sepa-rati, adatta per lavorazioni di sgrossaturasu legno o metalli teneri.

La forma e la distanza tra i taglienti condizional’efficacia della lima nell’asportazione del materiale eccedente (dettosovrammetallo nel caso dei metalli). Ma le caratteristiche dei taglientiinfluenzano la rugosità della superficie limata. Quindi le lime ver-ranno scelte in base a:

• necessità di sgrossare il pezzo oppure rifinire le superfici;• durezza del materiale;• geometria della superficie, piana o curva, da lavorare.

� Finezza di taglio

Secondo l’efficaciadella passata di lima-tura e del grado dirugosità della super-ficie limata, le limesono classificate se-condo i tipi riportatia fianco.

� Operazione di limatura

Per l’operazione di limatura è consigliabile:

• fissare bene il pezzo, possibilmente albanco e in posizione comoda;

• scegliere la lima adatta alla lavorazioneda eseguire;

• controllare la lima, lo stato dei taglienti;• verificare la stabilità del manico. Doven-

do fissare bene il manico (manicamento)bisogna tenere verticalmente la lima e bat-tere il manico sul banco, mentre con l’al-tra mano si tiene il corpo della lima;

• disporsi in posizione corretta, leggermen-te inclinata rispetto al pezzo, con unagamba lievemente avanzata;

• impugnare bene la lima,con una mano che afferrasolidamente il manico el’altra poggiata con il palmosulla punta;

• muovere regolarmente la li-ma, accompagnando con ilcorpo i movimenti ed evitan-do oscillazioni trasversali;

• incrociare le passate di limatura;• controllare la superficie lavorata, mediante controlli di planarità

e perpendicolarità (v. pag. E27 ed E28);• pulire la lima con la spazzola metallica per evitare che i denti

siano saturi di trucioli.

PIALLATURA

Questa è una tipica lavorazione del legno, per rimuovere trucioli dispessore regolabile mediante la pialla. Essa pertanto è utilizzata siaper sgrossare sia per levigare superfici piane.

La pialla tradizionale in legno è costituita da un blocchetto di legno(ceppo) attraversato da unaferitoia nella quale si inse-risce una lama (ferro) chesporge dalla base (suola). Ilferro è pressato da un cu-neo di bloccaggio che neconsente la regolazione.

Le attuali pialle hanno una struttura metallica e dispositivi che fa-cilitano le diverse regolazioni del ferro. Esso in genere è provvisto di:

• controferro, che riduce le vibrazioni ed elimina i trucioli;• piastra di bloccaggio del ferro e del controferro;• levette e viti di registrazione del ferro;• impugnatura posteriore e pomello anteriore.

Le pialle sono diversificate per dimensioni: dal piallone di lunghezza60÷90 cm, al pialletto di 14÷20 cm. Un tipo particolare di pialla è lasponderuola con ceppo di spessore sottile econ ferro largo quanto il ceppo. La spon-deruola si usa per spianare battute di spi-goli interni, come nel caso di battute diporte o finestre. Esistono anche pialle spe-ciali per lavorare le superfici secondo par-ticolari profili.

� Regolazione della piallaA seconda del legno, più o meno duro, e del tipo di lavorazione super-ficiale, sgrossatura o finitura, è necessario regolare la sporgenza deltagliente, cioè del filo della lama, dalla suola.

Per legni teneri e per lavorazioni di sgrossatura iltagliente non deve sporgere più di 1 mm, mentreper legni duri e per la levigatura delle superfici lasporgenza si aggira su 0,1÷0,3mm. Il tagliente, inol-tre, deve essere regolato trasversalmente in modoche sia parallelo al piano della suola. Queste regola-zioni si eseguono mediante i dispositivi della pialla(levette e viti) oppure, in mancanza di essi, con col-petti di martello sul ferro.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

70°

50°

Dentatura semplice

Dentatura doppia

Dentatura a raspa

CLASSIFICAZIONE DELLE LIME

TIPO DENOMINAZIONE UTILIZZAZIONE

G A taglio grosso Sgrossatura

B A taglio bastardo Sgrossatura

MB A taglio mezzo bastardo Limatura preliminare

MD A taglio mezzo dolce Prima finitura

D A taglio dolce Finitura

DD A taglio dolcissimo Finitura

glossarioTagliente: è il filo di una lama o di un dente.

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Per fissare bene il manico, lo si batte sul piano di lavoro.

La lima si deve muovere con regolarità e secondo una direzione costante.

Tra una passata el'altra si incrocia ladirezione.

La lima si pulisce con laspazzola metallica, seguendola direzione dei solchi.

Ceppo Cuneo Ferro

Suola

Pialla in acciaio.

Il tagliente della lama deve essere parallelo alla suola e regolato a distanza opportuna.

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� Operazione di piallaturaPer procedere a una corretta lavorazione è consigliabile:

• controllare lo stato del ferro e, eventualmente, procedere all’affi-latura della lama mediante mola o pietra di Candia;

• lubrificare la suola con cera per facilitarne lo scorrimento sul legno;• regolare il ferro per sporgenza e parallelismo;• fissare bene il pezzo da lavorare, se possibile in posizione comoda;• impugnare solidamente la pialla con ambedue le mani, dispo-

nendo il corpo in modo da assecondare il movimento dell’attrez-zo. A tal fine è consigliabile tenere piede e spalla sinistra in posi-zione avanzata, in modo che il corpo sia inclinato rispetto almovimento dello strumento;

• spostare la pialla lungo le fibre del legno, per evitare danni almateriale e al tagliente;

• esercitare una pressione unifor-me nel moto di taglio, in modo daasportare trucioli sottili e larghi.Nel moto di ritorno non bisognaesercitare alcuna pressione;

• eseguire frequenti controlli diplanarità, perpendicolarità e di-mensioni.

� Piallatrici meccanicheOltre che manualmente, la piallatura si può eseguire anchemediante macchine dette piallatrici. Esistono piallatrici portatili,ma nei laboratori di falegnameria sono usate soprattutto la pialla-trice a filo e quella a spessore.

� Piallatrice a filoGli utensili di taglio sono lame sporgenti da un cilindro. Il pezzo daspianare scorre su due piani, tavolo d’ingresso e tavolo d’uscita, regola-bili ad altezze diverse; tra i due tavo-li ruota il cilindro disposto con asseparallelo ai tavoli. Il pezzo viene spo-stato dall’operatore, che talvolta eser-cita anche una discreta pressione.

� Piallatrice a spessoreAnche in questo caso il taglio è ese-guito da lame fissate su un cilindro,ma il pezzo, poggiato su un pianoregolabile, è trasportato da rulli cor-rugati. Con passate talvolta multi-ple, si possono ottenere tavole dispessore definito.

L’estrema pericolosità di organi taglienti e ruotanti a notevoli velocitàimpone che queste macchine siano usate solo da personale esperto.

FORATURAQuesta lavorazione serve a ottenere fori cilindrici nel pezzo. Con laforatura si possono realizzare:

• fori passanti che attraversano il pezzo da parte a parte;• fori ciechi che, all’opposto dei passanti, penetrano solo parzial-

mente nel pezzo.

I fori possono essere soggetti a ulteriori lavorazioni che ne modifi-cano le dimensioni e la forma; tra queste lavorazioni sono da citarela lamatura, la svasatura e l’alesatura.

� Tipi di punteLa foratura è una lavorazione con asporta-zione di truciolo realizzata da utensili ruo-tanti intorno al proprio asse, chiamati punte.

La punta elicoidale è senz’altro il tipo piùdiffuso. Questo utensile, normalmente inacciaio rapido, è un cilindro a punta conica,solcato per buona parte da due scanalatureelicoidali. La parte non scanalata, detta codo-lo, serve per l’attacco dell’utensile; si possonoavere punte con codolo cilindrico, più fre-quente negli usi comuni, oppure con codoloconico, dotato di una linguetta terminale.

Le due scanalature che solcano il gambo (ostelo) della punta sono uguali e formano deglispigoli, detti taglienti. Sulla punta conica siesercita durante la foratura il massimo lavorodi taglio; pertanto i suoi taglienti sono dettitaglienti principali, mentre quelli lungo ilgambo sono chiamati taglienti secondari.

La punta conica possiede un angolovariabile, maggiore per punte destinate amateriali teneri, minore (118°) per acciai emateriali duri.

Punte speciali sono prodotte per lavorazio-ni molto impegnative. Alcuni tipi hanno ilgambo rivestito con materiale particolar-mente resistente; in altri casi i taglienti prin-cipali sono realizzati con placchette di metal-lo duro (carburi metallici) saldate sul gambo.

Essendo la punta soggetta a notevole attri-to, può venire riscaldata a temperatura tantoalta da essere danneggiata; tranne che per la-vorazioni su materiali molto teneri, la puntaviene lubrificata e raffreddata con getto con-tinuo di liquido refrigerante (olio, emulsioneacqua-olio, ecc.). Talora le punte sono provvi-ste di canali di refrigerazione per il passaggiointerno del liquido; ciò aumenta l’efficaciadel liquido e la rimozione dei trucioli.

Le punte a centrare sono di diametro ri-dotto e di forma particolare. Servono a prati-care il foro di avvio, per facilitare il centrag-gio della punta elicoidale oppure per l’attac-co della contropunta del tornio.

� TrapanoPer fornire all’utensile il moto di taglio e di avanzamento si usanodispositivi manuali o meccanici chiamati trapani.

I trapani forniscono alla punta i due moti principali:

• moto di taglio, cioè il moto rotatorio che consente ai taglienti del-l’utensile di asportare trucioli;

• moto di avanzamento, cioè lo spostamento di penetrazione del-l’utensile nel materiale.

La combinazione dei due moti deve essere opportunamente dosataper non creare eccessive sollecitazioni (taglio e torsione) nella puntaoppure un surriscaldamento da attrito. Per questo motivo nelle lavo-razioni industriali si usano apposite tabelle che forniscono i parame-tri di taglio, cioè la velocità di taglio, espressa in giri/min, e l’avanza-mento, espresso in mm/min. I parametri di taglio sono relativi almateriale da forare e al diametro della punta elicoidale.

Poiché la realizzazione di fori di notevole diametro crea nella pun-ta notevoli sollecitazioni, si usa praticare prima un preforo, cioè un fo-ro di piccolo diametro (circa la metà di quello finale) con lo scopo di

LAVORAZIONI

glossarioPietra di Candia: è un’arenaria di grana molto fine, utilizzata per affilare lame.

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La pialla viene spinta con motoregolare e pressione uniforme.

Legno da spianare Tavolod'uscita

Tavolod'ingressoCilindro

Lame

LameCilindro

Legnoda spianare

Rullocorrugato

Rullo

Taglientiprincipali

Taglientisecondari

Codoloconico

Gambo

Scanalatureelicoidali

Linguettadel codolo

118°

Elementi della puntaelicoidale.

Punte speciali con o senzacanali di refrigerazione.

Punta a centrare.

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diminuire gli sforzi e aumentare la preci-sione del foro, che viene allargato e termi-nato con la punta di diametro desiderato.

Per la realizzazione di fori di diametromaggiore di 60 mm si usano utensili parti-colari come i perforatori a corona o le seghe atazza, che incidono un anello nel materialesenza asportarlo tutto sotto forma di trucioli.

Ormai scomparsi i trapani manuali, in cui il moto di taglio e quel-lo di avanzamento erano a totale carico dell’operatore, oggi sono pro-dotti trapani elettrici sia per usi comuni sia per usi industriali.

PARAMETRI DI TAGLIO

PUNTA ACCIAI NON LEGATI ACIDI LEGATI GHISA� VELOCITÀ AVANZ. VELOCITÀ AVANZ. VELOCITÀ AVANZ.

(GIRI/MIN) (MM/MIN) (GIRI/MIN) (MM/MIN) (GIRI/MIN) (MM/MIN)

4 2400 330 1900 230 2900 4705 1900 330 1500 230 2300 4706 1600 340 1300 230 1900 4607 1400 340 1100 230 1600 4508 1200 340 960 230 1400 4509 1100 340 850 230 1300 45010 960 340 760 230 1100 44011 870 330 690 220 1000 42012 800 320 640 220 960 41013 730 300 590 210 880 390

� Trapani portatiliMolto diffusi e versatili, sono uti-lizzati oltre che per la foratura, an-che per altre lavorazioni (scalpella-tura, levigatura, fresatura).

Il corpo del trapano, provvisto diimpugnatura e pulsante di avvio,ospita il motore che fornisce il mo-to di taglio a un mandrino il quale,mediante tre griffe (pinze di serrag-gio), lo trasmette alla punta. Il ser-raggio può essere rapido nei man-drini autoserranti oppure si effet-tua con una chiave in quelli provvi-sti di corona dentata (cremagliera).

Il moto di avanzamento nei tra-pani portatili è fornito dall’opera-tore, ma il motore può fornire unasollecitazione di percussione che coadiuva la foratura di materiali du-ri come il calcestruzzo.

� Trapano sensitivoLa testa del trapano (motore, trasmissione e mandrino) in questocaso è innestata su una colonna fissata su un basamento provvistodi piano d’appoggio del pezzo.

Lo scorrimento della testa lungo la colonna è comandata da levamanuale; l’operatore fornisce il moto di avanzamento all’utensilesentendo (per questo motivo si usa il termine «sensitivo») la resi-stenza del materiale.

Oltre ai pulsanti di avvio e stop e al regolatore della velocità, altri dispo-sitivi di protezione garantiscono la necessaria sicurezza alla lavorazione.

In questi trapani il fissaggio della punta può avvenire mediante:

• innesto diretto, se la punta elicoidale ha un codolo conico (codoloMorse);

• mandrino adattatore per le punte con codolo cilindrico.

Sul piano d’appoggio sono presenti fori e scanalature per fissare ilpezzo mediante morse o staffe.

� Trapano a colonna

Differisce dal trapano sensitivo peril dispositivo di comando dell’avan-zamento, che in questo caso puòessere fornito sia dall’operatore siadalla macchina. Questi trapanihanno in genere struttura più com-plessa e consentono lavorazioniparticolari come la filettatura.

� Trapani speciali

Per lavorazioni industriali si rea-lizzano anche:

• trapani a mandrini multipli,che consentono di praticarecontemporaneamente più foria distanza costante;

• trapani a torretta, con diversimandrini che consentono di la-vorare in rapida successionemediante diversi utensili;

• trapani radiali, in cui la testaportamandrino può scorrerelungo un braccio perpendicola-re alla colonna; questi trapanipremettono di forare pezzi digrandi dimensioni a distanzanotevole dal loro contorno.

� Operazione di foratura al trapano

Per lavorare al trapano è consigliabile:

• fissare bene il pezzo da forare e non tenerlo mai con le mani duran-te la lavorazione;

• scegliere la punta adatta al materiale;• bloccare bene la punta elicoidale al mandrino;• sgombrare il piano d’appoggio da attrezzi inutili;• indossare dispositivi di protezione individuale (guanti, occhiali) e

indumenti con maniche strette, senza oggetti pendenti (sciarpe,capelli lunghi e sciolti);

• eseguire un preforo per poi allargarlo in caso di fori di diametronotevole;

• applicare una velocità di taglio molto bassa in caso di materiali du-ri, oppure seguire i parametri ricavati dal-le tabelle;

• raffreddare l’utensile con liquido refrige-rante, tranne casi di materiali molto tene-ri come il legno;

• fornire un avanzamento cauto all’utensileper evitare danni e rotture;

• fermare la macchina prima di qualsiasimanovra sul pezzo o sull’utensile;

• non cambiare mai l’utensile a mani nu-de, potrebbe essere surriscaldato;

• controllare posizione e diametro del foro;• pulire il piano d’appoggio dai trucioli con

spazzole e mai a mano nuda.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

La tabellaesemplificativaè riferita apunte elicoidaliin acciaioHSS.Co erivestimentospeciale(da catalogoNachi).

Seghea tazza.

Trapano a batteria.

Mandrino acremagliera(a sinistra)e mandrinoautoserrante(sopra).

Morsa perfissaggio del pezzo.

Trapano a colonna.

Trapano radiale.

Guanti e occhiali da lavoro.

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ALESATURAÈ una lavorazione di finitura dei fori per migliorarnele caratteristiche dimensionali, formali e superficiali.

Nel foro grezzo, di diametro minore di quellodesiderato, l’alesatura quindi è tesa a:

• allargare il diametro del foro;• elevare la precisione della superficie cilindrica;• ridurre la rugosità della superficie.

La lavorazione può essere eseguita sia a mano siaa macchina, servendosi di un utensile chiamatoalesatore. Esso consiste di una barretta cilindricasolcata da scanalature diritte o elicoidali; l’imboc-co è conico per migliorare l’inserimento e l’avan-zamento dell’utensile.

Dalla parte opposta l’alesatore presenta un codo-lo cilindrico con attacco quadro, per l’inserimentodel girautensile, la levetta che consente di impri-mere il moto rotatorio di taglio. Negli utensili dausare alla macchina (trapano e alesatrice) si ha in-vece un codolo conico.

Le scanalature sono di numero pari, ma distribui-te secondo angoli variabili, per eliminare dannosevibrazioni dell’utensile durante il moto di taglio.

Oltre agli alesatori fissi si usano anche alesatoriespansibili, con lame intercambiabili e regolabili,quindi utilizzabili per alesare fori di vario diametro.

Esistono anche alesatoriconici, per trasformare ilforo cilindrico in conico.L’alesatore può asporta-

re un sovrammetallo (ilmateriale eccedente)molto ridotto; per fori didiametro < 25mm il dia-metro può aumentare di1÷2%. Un eccesso di sovrammetallo puòprovocare il danneggiamento o la rotturadell’utensile. In genere il moto di avanza-mento è molto ridotto.

� Operazione di alesaturaPer una corretta lavorazione è consigliabile:

• controllare se il foro presenta un sufficiente sovrammetallo;• fissare bene il pezzo e l’utensile nel girautensili o nel mandrino

della macchina;• centrare l’utensile in posizione coassiale al foro, controllandone

la precisione con squadre;• ruotare in senso orario, lentamente e con pressione regolare;

nelle lavorazioni a macchina si deve fornire un moto di avanza-mento molto ridotto;

• evitare sempre rotazioni in senso antiorario che potrebbero dan-neggiare l’utensile;

• lubrificare continuamente;• eseguire frequenti controlli dimensionali e geometrici.

LEVIGATURACon la levigatura si migliora la qualità delle superfici asportandone mi-nuscoli trucioli e quindi riducendone il valore di rugosità. I mezzi e letecniche di levigatura sono molteplici: vediamo solo le più frequenti.

� Levigatura manualePer levigare una superficie ci si può servire di:

• utensili appositi;• abrasivi.

Una levigatura dei metalli quasi scomparsa è la raschiettatura, rea-lizzata con un utensile, chiamato raschietto, di forma simile a unoscalpello, che, con colpetti dell’operatore e molteplici passate, ren-deva la supercie molto levigata e leconferiva il caratteristico aspettodella marezzatura.

Per levigare invece superfici in le-gno, si usa ancora la rasiera, un’affila-ta lamina di acciaio temprato. Tenen-do la rasiera a due mani la si passa conuna certa angolatura sulla superficiemediante movimenti regolari lungo lefibre. Più passate con rasiera ben affi-lata creano superfici con notevole gra-do di finitura.

Gli abrasivi sono sostanze di durez-za maggiore del materiale da trattare; oltre a sostanze naturali comela pomice, il quarzo, la silice, lo smeriglio, troviamo oggi in commercioabrasivi sintetici a base di allumina, come l’alundum, o di carburi disilicio, come il carborundum. È ormai limitato l’uso di abrasivi sottoforma di polveri impastate con olio o acqua, mentre è sempre più fre-quente l’uso di abrasivi su supporti di carta o tela (carta vetrata, cartao tela smeriglio, ecc.).

La carteggiatura comporta diverse passate con fogli di grana viavia decrescente dalla prima levigatura alla finitura.

È da ricordare che la designazione commerciale dei fogli di abra-sivo porta un numero riferito alla dimensione dei granuli; numeribassi (per esempio 60 o 100) comportano grani di notevole grossez-za adatti a lavori di sgrossatura, all’opposto numeri alti (come 250o 400) sono adatti a lavori di finitura.

Per carteggiare si avvolge un blocchetto di sughero o legno con lacarta abrasiva, contenendone i bordi con la mano o fissandola conchiodini. Con movimenti regolari e pressione uniforme si eseguonodiverse passate con carta viavia più fine.

Nel caso di legname il mo-vimento segue la direzionedelle fibre, mentre nel casodi metalli si eseguono movi-menti circolari, specialmen-te se la superficie è ampia.

� Levigatrici portatili

Sempre più vasto è l’uso di macchine elettriche portatili per leviga-re superfici mediante carte abrasive a nastro o a disco. La versatili-tà e leggerezza di queste macchine le rende adatte a lavori anche dinotevole qualità.

LAVORAZIONI

nota beneLa rettificatura è un particolare tipo di levigatura che, oltre a ridurre la rugosità delle superfici, conferisce loro un’ottima precisione geometrica. È ottenuta mediante una macchina utensile chiamata rettificatrice. Questa lavorazione è trattata specificamente nelle paginededicate alle macchine utensili.

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Alesatori a scanalatura dirittaed elicoidale per lavorazionea mano.

Alesatori a scanalatura dirittaed elicoidale per lavorazione a macchina.46°

48°

42°

44°

42°

48°

44° 46°

I denti delle scanalature formano angoli diversi perevitare vibrazioni dell’uten-sile durante la lavorazione.

L’imbocco conico, allargando il diametro, sopporta il maggior sforzo di taglio,quindi un eccessivo sovrammetallo lo può danneggiare.

Nell’alesatura manuale bisogna ruotare lentamente e solo in senso orario l’utensile,esercitando una pressione contenuta e regolare.

Il movimento della rasiera deveseguire le fibre del legno.

Carteggiatura a mano.

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Esistono levigatrici di moltitipi: levigatrici orbitali, roto-orbitali, a nastro. Altri tipihanno forme particolari per usispecifici, come la levigatura dizone molto ristrette.

Altre macchine usano dellemole, cioè degli abrasivi di formarigida costituiti da polvere abrasi-va impastata con un legante (re-sina sintetica, ceramica, ecc.); peril tradizionale impiego dello sme-riglio come abrasivo, queste mac-chine sono dette smerigliatrici.Con l’intercambiabilità della mo-la, le smerigliatrici sono adatte alavori molto diversi: dal taglio(metalli, piastrelle, ecc.) alla sba-vatura (eliminazione di bave di lavorazione), alla levigatura. Per lesmerigliatrici esistono mole a disco, a tazza, sferiche, cilindriche, ecc.

� Levigatrici da banco

Sono macchine fissate sul bancoda lavoro o su un proprio suppor-to. In genere sono più potenti erobuste di quelle portatili.

Le levigatrici usano carte abra-sive a nastro e a disco, mentre lesmerigliatrici montano mole ci-lindriche, spesso di diversa gros-sezza; nelle smerigliatrici è con-sigliabile l’uso di un refrigeranteper evitare che il surriscaldamen-to pregiudichi la durezza degli acciai temprati. Un uso tipico di que-ste smerigliatrici è l’affilatura degli utensili da taglio.

� Operazione di levigaturaalla macchina

Per il rapido movimento delle mo-le o dei nastri e per il rilascio dischegge, è sempre consigliabile:

• indossare tute, guanti eocchiali, specialmente se silavorano metalli;

• muoversi con grande cautela.

PIEGATURAÈ una lavorazione per deformazione plasticadi materiali di spessore limitato.

La piegatura è tipica della lavorazione dellelamiere; i materiali, dovendo essere deforma-ti, devono possedere scarsa elasticità; quindiper piegatura si lavorano lamiere di acciaiodolce o semiduro, ottone, lega leggera.

La lamiera sul bordo di piegatura formasempre una superficie curva. A seconda delraggio di curvatura del bordo si distinguono:

• piegatura (in senso stretto), quando ilraggio è molto limitato rispetto allo spes-sore della lamiera;

• curvatura, quando il raggio è notevole.

È facilmente intuibile che lo sforzo necessa-rio per flettere la lamiera è tanto più forte

• quanto maggiore è lo spessore dellalamiera;

• quanto minore è il raggio di curvatura.

� Piegatura manualeLa più semplice tecnica di piegatura èquella di fissare la lamiera e agire sullaparte libera flettendola. Con la piegaturaalla morsa si ottengono piegature dirittesu lamiere fissate alla morsa e deformatecon colpi di martello oppure mazzuola dilegno o gomma.

La piegatura a fondo matrice si può otte-nere piegando la lamiera con un punzoneentro una matrice; per esempio per piega-ture ad angolo retto si può usare come ma-trice un blocchetto a X e uno scalpello largo e non affilato.

Con la piegatrice a mano si possono ottenere piegature più precise elunghe. La piegatrice possiede due piastre che ammorsano la lamiera,la cui parte sporgente viene piegata da una piastra rotante intorno a unasse parallelo al bordo di piegatura.

Esistono anche curvatrici a mano per lamiere e tubi che utilizzanomatrici rotanti e di profilo curvo; scambiando la matrice e regolando ilcentro di rotazione della matrice si possono ottenere varie curvature.

La piegatura alla pressa si realizza come una lavorazione di stam-paggio con matrice e stampo; se la profondità non è notevole, questapiegatura si può attuare con cuscinetto in gomma dura che preme la la-miera contro lo stampo.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Levigatrice orbitale.

Levigatrice a delta (appuntita). Smerigliatrice a disco.

Levigatrice da banco a nastro e disco.

Smerigliatrice da banco.

� Piegatura alla macchinaPer lamiere di notevole spessore e molto lunghesi usano:

• piegatrici meccaniche, che deformano la lamie-ra con matrice e punzone di notevole lunghezza;

• calandre, che curvano la lamiera con tre rulli, deiquali due sono rotanti su asse fisso, mentre il ter-zo si sposta perpendicolarmente al piano della la-miera. Con le calandre si realizzano anche tubi dinotevole diametro giuntati mediante saldatura.

Colpi ben dosatie uniformi pieganola lamiera.

Piegatura conblocchettoa X che fungeda matrice.

Nella piegatrice a mano siaziona una leva che faruotare la piastra rotante.

Piegatura allapressa concuscinetto ingomma dura.

Cuscinetto ingomma dura

Processo diproduzionedi tubi percurvaturaalla calandra.

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TORNITURA

La tornitura è una lavorazione con asportazione di truciolo chegenera superfici di rivoluzione su un pezzo ruotante intorno a unasse. Il truciolo viene asportato da un utensile più duro del materia-le da lavorare e che si sposta con moto rettilineo.

In questa lavorazione, quindi, il moto di lavoro viene impresso alpezzo, mentre l’utensile che asporta il truciolo è provvisto di motodi avanzamento. Questo moto di avanzamento può essere:

• longitudinale, cioè parallelo all’asse di rotazione del pezzo, chegenera la superficie di rivoluzione;

• trasversale, cioè perpendicolare all’asse, che determina la profon-dità di passata nella lavorazione.

Combinando opportunamenteil moto di lavoro con gli avanza-menti dell’utensile si possonoavere diverse lavorazioni, qualisuperfici cilindriche e conichesia esterne che interne, superfi-ci di rivoluzione con vario profi-lo, filettature interne ed ester-ne, ecc. Queste lavorazioni sirealizzano con la macchinautensile chiamata tornio.

� Tipi di tornio

Dallo schema di funzionamento dei primordiali torni azionati amano o a piede per lavorare la ceramica o il legno, la civiltà dellemacchine ha creato torni motorizzati di grande complessità mecca-nica e di altissima precisione. L’evoluzione di questa macchinautensile è in pieno svolgimento con l’introduzione dei controlliinformatici.

I tipi attualmente più diffusi sono:

• il tornio parallelo, versatile e molto diffuso, con asse di rotazioneorizzontale;

• il tornio frontale, adatto a lavorare pezzi di grandi dimensioni;• il tornio a torretta (o a revolver), con cambio automatico o semiau-

tomatico dell’utensile;• il tornio a controllo numerico computerizzato (CNC), con altissi-

me prestazioni per lavorazioni industriali di serie.

Ci soffermiamo sul tornio parallelo perché è il piùdiffuso e adatto a lavorazioni comuni su pezzi nontroppo complessi e prodotti in serie molto ridotta.

� Struttura del tornio parallelo

La macchina è articolata nelle seguenti parti princi-pali:

• bancale, cioè la fondamentale struttura di sostegnoche deve fornire stabilità e resistenza meccanicaalla lavorazione; è prevalentemente realizzata inghisa ed è provvista di guide scanalate per lo scor-rimento delle parti mobili;

• testa motrice, che racchiude la motorizzazione e icinematismi che forniscono il moto di lavoro almandrino. I cinematismi sono il complesso degliorgani di trasmissione del moto, quali: pulegge ecinghie, frizione per addolcire l’avvio del moto,freno d’arresto del moto, cambi di velocità per ilmoto di lavoro e per quello di avanzamento;

• controtesta (o testa mobile), che può scorrere lungo le guide delbancale; è provvista di dispositivi di spostamento, bloccaggio eregolazione e di un cannotto in cui è alloggiata la contropunta.Quest’ultima serve ad assicurare la stabilità di rotazione al pezzobloccato dal mandrino;

• carrello portautensili, scorrevole longitudinalmente lungo le guidedel bancale e provvisto di slitta trasversale; al di sopra di questa sitrova una slitta superiore, che può ruotare intorno a un asse verti-cale e scorrere lungo una guida, in modo da fissare nella posizionepiù adeguata la soprastante torretta portautensili. Il carrello por-tautensili è provvisto di dispositivi manuali di regolazione e bloc-caggio, ma è anche collegato a due lunghe barre orizzontali in gra-do di trasmettergli moti automatici di avanzamento.

Le due barre longitudinali che trasmettono l’avanzamento al carrel-lo portautensili sono:

• la barra scanalata, che trasmette i moti di avanzamento longitu-dinale e trasversale;

• la vite madre, utilizzata per realizzare filettature.

Il tornio è provvisto inoltre di dispositivi elettrici e meccanici diaccensione-arresto e di regolazione dei diversi moti; obbligatorisono anche i dispositivi di sicurezza quali l’arresto d’emergenza e loschermo protettivo con interruttore di sicurezza.

LAVORAZIONI

Lavorazioni alle macchine utensili

Avanzamentotrasversale

Avanzamentolongitudinale

Moto di lavoro

BancaleCarrello portautensiliBarra scanalataVite madre

ControtestaTesta motrice

Mandrino

Carrello di tornioparallelo.

Tornioparallelo.

Moti fondamentali del tornio.

ContropuntaTorretta portautensili

Slitta trasversale Slitta superiore

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� Principali lavorazioni al tornio

Come già accennato il tornio può realizzare lavorazioni molto varietramite la combinazione del moto di lavoro con i moti di avanza-mento longitudinale e trasversale dell’utensile. Il moto di lavoropuò essere impresso al pezzo solo bloccandolo con:

• fissaggio tra le punte, cioè tra mandrino e contropunta, per pezzidi notevoli dimensioni, al fine di evitare flessioni durante la lavo-razione;

• fissaggio a sbalzo, cioè fissando il pezzo solo al mandrino, perpezzi di lunghezza limitata.

Con la tornitura si possono realizzare:

• superfici cilindriche, compresi i fori passanti e ciechi;• superfici coniche, fissando il pezzo con asse inclinato, oppure

inclinando il tagliente dell’utensile, come nel caso di smussature esvasature;

• superfici piane, quali le sfacciature, cioè le facce piane terminali,e gli spallamenti, cioè il gradino che separa due superfici cilindri-che diverse;

• superfici profilate, cioè a profilocostante (curvo o mistilineo),ottenendo gole di scarico, superfi-ci sferiche, ecc.;

• forature e alesature, montandouna punta elicoidale o un alesa-tore al posto della contropunta;

• filettature, realizzate con utensi-le di preciso profilo oppure confiliera o maschio fissati al postodella contropunta;

• zigrinature (o godronature), ottenute mediante l’utensile chiama-to godrone, che imprime solchi sulla superficie cilindrica.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

glossarioGole di scarico: sono incavi posti al termine di una filettatura per consentire l’avvitamento fino in fondo alla flettatura stessa.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

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Fissaggio tra le punte Fissaggio a sbalzo

Per il fissaggio tra le punte è necessario eseguire preventivamentela centratura, cioè un foro con svasatura in cui venga alloggiatal’estremità conica della contropunta. Questa operazione si realizzacon la punta a centrare, bloccata da un mandrino inserito al postodella contropunta. Realizzato il foro, si inserisce nuovamente lacontropunta, avvicinandola e comprimendola contro il pezzo, perpoi bloccare la controtesta.

Centratura del pezzo mediante foratura con punta a centrare.

Scelto l’utensile adatto allalavorazione, lo si fissa allatorretta, se ne regola l’incli-nazione e se ne esegue laregistrazione con la contro-punta.

La tornitura è realizzatacon diverse passate del-l’utensile: inizialmente pas-sate con utensile di sgrossa-tura e poi di finitura.

Registrazione dell’utensile sulla contropunta.

Pezzi realizzati al tornio.

Zigrinatura al tornio

Godrone

Filettatura realizzata al tornio.

Sfacciatura realizzata al tornio.

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� Utensili del tornio

Il tornio si serve di utensili monotaglienti, cioè con un solo taglien-te, lo spigolo che asporta il truciolo.

In genere sono barrette di acciaio temprato il cui gambo (o stelo) ser-ve per il fissaggio, mentre la testa termina con l’estremità tagliente.

Utensili con prestazioni più elevate sono quelli con placchettasaldata sulla testa; le placchette sono realizzate in acciaio superrapi-do (HSS) o in carburi metallici, detti anche metalli duri, di altissimadurezza e resistenza all’usura. Sempre più largo è l’uso di utensilicon inserti in metallo duro, cioè placchette avvitate sulla testa efacilmente sostituibili.

promettere le caratteristiche sia del pezzo sia dell’utensile; pertan-to sulla parte lavorata si convoglia un getto di liquido refrigerante,che ha anche la funzione di lubrificare ed eliminare piccoli trucio-li. Il liquido refrigerante, normalmente una emulsione di acqua eolio, viene messo in circolazione da un circuito chiuso.

� Parametri di taglio

Il tagliente dell’utensile è soggetto a sollecitazioni condizionate dadiversi parametri di lavorazione:

• avanzamento (a), espresso in mm/giro, che è lo spostamento lon-gitudinale dell’utensile a ogni giro del pezzo lavorato;

• profondità di passata (p), espressa in mm, che è la profondità dipenetrazione dell’utensile nel pezzo;

• velocità di taglio (Vt), espressa in m/min, che è la velocità perife-rica del punto a contatto con il tagliente.

LAVORAZIONI

Utensilesinistro

Utensiledestro

Utensili diritti

Utensile piegato

Utensile a coltello

CLASSIFICAZIONE ISODEGLI UTENSILI PER TORNITURA

ISO 1 - Diritto per passata

ISO 2 - Piegato per passata

ISO 6 - Piegato per spallamenti retti

ISO 5 - Piegato per sfacciatura

ISO 4 - Frontale a testa larga

ISO 3 - Piegato per finitura

ISO 7 - Per troncatura

ISO 8 - Piegato per passata per fori passanti

ISO 9 - Piegato per sfacciatura interna e fori ciechi

Tornitura con utensile a inserto in metallo duro.

Per le diverse lavorazioni si impiegano uten-sili di forma diversa. La posizione deltagliente rispetto alla testa li distingue in:

• utensili destri;• utensili sinistri.

La forma della testa li differenzia neiseguenti gruppi:

• utensili diritti;• utensili piegati;• utensili a coltello.

Infine, in base alle caratteristiche geometri-che del tagliente e per l’utilizzo, si distin-guono:

• utensili per sgrossatura;• utensili per finitura.

Molti altri utensili sono destinati a specifichelavorazioni, come fori passanti o ciechi, goledi scarico; altri vengono realizzati apposita-mente per effettuare torniture con profilo co-stante.

Inserti in metalloduro per utensilida tornio.

Gli utensili sono classificati dalla ISO secondo lo schema riporta-to a fianco.

Per le notevoli sollecitazioni cui è soggetto l’utensile, durante latornitura si verifica una notevole produzione di calore che può com-

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TECNOLOGIA INDUSTRIALE

I primi due parametri, scelti sulla base del materiale da tornire e del grado di finitura dellasuperficie, determinano la sezione del truciolo:

S = a . p (mm2)

Dalla sezione del truciolo si può ricavare, mediante apposite tabelle, la velocità di taglio.Quest’ultimo parametro, esprimendo la velocità periferica di un punto con moto circolareuniforme, è dato dalla relazione fisica

Vt = �·D·n

in cui D è il diametro di rotazione del punto e n è la frequenza delmoto in giri/min. Poiché però in officina le misure dei diametrisono sempre espresse in mm, mentre la velocità di taglio si misu-ra in m/min si adotta la formula

Vt = (m/min)

Da essa si può ricavare la formula inversa

n = (giri/min)

che fornisce il numero di giri da assegnare alla macchina.Di seguito sono riportate alcune tabelle esemplificative per la

determinazione dell’avanzamento e della velocità di taglio.

�·D·n��1000

1000 Vt���·D

� Operazione di tornitura

Per una corretta lavorazione è consigliabile:

• indossare abiti da lavoro, senza oggettipendenti o maniche larghe;

• conoscere bene la macchina, le sue carat-teristiche e le sue modalità d’uso;

• scegliere l’utensile adatto alla lavorazionee controllarne lo stato;

• fissare bene l’utensile con il gambo nontroppo sporgente, perpendicolare allasuperficie da lavorare e ben serrato;

• registrare l’utensile allineandolo con lacontropunta;

• controllare le dimensioni del pezzo dalavorare affinché risulti un sufficientesovrammetallo;

• bloccare bene il pezzo con fissaggio tra lepunte, previa centratura, oppure a sbal-zo, se il pezzo è di lunghezza limitata;

• impostare i parametri di taglio (profondi-tà di passata, avanzamento e numero digiri) sulla base del foglio di lavorazione odi calcolo preventivo;

• attivare i dispositivi di sicurezza dellamacchina, come lo schermo di protezio-ne o altri;

• indossare i dispositivi di protezione indi-viduale, come guanti e occhiali, adeguatialla lavorazione e al materiale;

• non maneggiare organi in movimento(mandrino, pezzo) eseguendo controlli omanovre solo a macchina ferma;

• azionare l’interruttore di emergenza incaso di pericolo immediato;

• eseguire controlli dimensionali sul pezzoin lavorazione;

• operare sempre con grande cautela neimovimenti e nelle scelte di lavorazione.

La sezione del truciolo è data dal prodotto dell’avanzamento per la profondità di passata.

Alluminio e leghe leggere

Ottone

Rame e bronzo

Ghisa grigia dura

Ghisa grigia dolce

Acciaio Rm 780 N/mm2

Acciaio Rm 590 N/mm2

Acciaio Rm 490 N/mm2

Acciaio Rm 390 N/mm2

TORNITURA ESTERNASGROSSATURA FINITURA

TORNITURA INTERNASGROSSATURA FINITURA

TRONCATURA

0,05÷0,1

0,05÷0,1

0,05÷0,1

0,05÷0,1

0,05÷0,1

0,02÷0,05

0,05÷0,1

0,05÷0,2

0,1÷0,4

0,1÷0,4

0,1÷0,4

0,1÷0,4

0,1÷0,8

0,1÷0,6

0,1÷0,6

0,1÷0,8

0,1÷0,8

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,25

0,05÷0,25

0,05÷0,25

0,05÷0,25

0,05÷0,3

0,05÷0,3

0,05÷0,3

0,05÷0,3

0,05÷0,6

0,05÷0,5

0,05÷0,5

0,05÷0,6

0,05÷0,4

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2

0,05÷0,2 0,05÷0,3

AVANZAMENTO (mm/giro) CON UTENSILI IN ACCIAIO SUPERRAPIDO

MATERIALI

Alluminio e leghe leggere

Ottone e bronzo

Ghisa grigia dura

Ghisa grigia dolce

Acciaio Rm 780 N/mm2

Acciaio Rm 590 N/mm2

Acciaio Rm 490 N/mm2

Acciaio Rm 390 N/mm2

SEZIONE DEL TRUCIOLO (mm2 )0,25

MATERIALI

110

95

62

45

50

36

400

900

0,5

100

80

55

40

48

30

300

550

1

80

60

45

30

45

28

200

350

2

60

50

36

26

40

25

120

220

4

50

40

28

20

34

20

80

160

8

40

30

22

16

30

18

50

110

VELOCITÀ DI TAGLIO (mm/min) CON UTENSILI IN ACCIAIO SUPERRAPIDO

Alluminio e leghe leggere

Ottone e bronzo

Ghisa grigia dura

Ghisa grigia dolce

Acciaio Rm 780 N/mm2

Acciaio Rm 590 N/mm2

Acciaio Rm 490 N/mm2

Acciaio Rm 390 N/mm2

SEZIONE DEL TRUCIOLO (mm2 )0,25

400

MATERIALI

310

240

200

160

100

400

650

0,5

310

240

200

160

120

80

310

500

1

240

200

160

120

100

60

250

400

2

200

160

120

100

80

50

200

300

4

160

120

100

80

60

30

150

250

8

120

100

80

60

50

20

120

200

VELOCITÀ DI TAGLIO (mm/min) CON UTENSILI IN METALLO DURO

Schermi di protezione antinfortunistca su tornio (sopra) e refrigerazione durante la tornitura (a destra).

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LAVORAZIONI

FRESATURA

La fresatura è una lavorazione con asporta-zione di truciolo da parte di un utensile,ruotante intorno al proprio asse, su unpezzo in moto di avanzamento.

L’utensile, chiamato fresa, è provvisto ditaglienti multipli, disposti radialmentelungo una circonferenza e con andamentorettilineo o elicoidale.

Durante la lavorazione alla fresa vieneimpresso il moto di lavoro rotatorio, men-tre il pezzo da fresare è provvisto di moto diavanzamento rettilineo, che producel’asportazione del truciolo, e di un moto diregistrazione rettilineo, che determina laprofondità di passata.

Le macchine utensili che realizzano que-sto tipo di lavorazione sono chiamate fresa-trici.

già accennato, può disporre di un albero por-tautensile sia in posizione verticale sia oriz-zontale; la sua tavola portapezzi può spostar-si verticalmente, scorrere orizzontalmente eruotare intorno al suo asse. Le sue parti fon-damentali sono le seguenti:

• incastellatura, poggiata su un solidobasamento in ghisa, che racchiude ilmotore elettrico, i cinematismi di tra-smissione e il cambio di velocità che for-niscono il moto di lavoro al mandrinoportautensile;

• braccio orizzontale, scorrevole entroguida sopra l’incastellatura, che sostienel’albero portautensile orizzontale fissatonel mandrino dell’incastellatura;

• testa motrice verticale, che può essere fis-sata al mandrino al posto dell’albero por-tautensile orizzontale. Essa può ruotarel’asse del moto consentendo di lavorarecon frese a stelo in posizione verticale oobliqua;

• mensola scorrevole lungo le guide verti-cali dell’incastellatura, comandata da unasottostante vite telescopica verticale; lamensola sostiene la tavola portapezzomediante slitte orientabili nel piano eracchiude il motore e i cinematismi perfornire alla tavola portapezzo il moto diavanzamento e di registrazione;

• slitta trasversale, interposta tra mensola etavola portapezzo, che permette sposta-menti orizzontali paralleli all’asse delmandrino e quindi di regolare la distan-za della tavola dall’incastellatura;

• tavola portapezzo, scorrevole longitudi-nalmente sulla slitta trasversale e che èprovvista di scanalature per il fissaggiodel pezzo mediante morse o staffe; latavola può anche ruotare intorno all’asseverticale della mensola.

La fresatrice è anche provvista dei dispositi-vi di comando, controllo e sicurezza, nonchédel circuito di refrigerazione.

� Tipi di fresatriciSono macchine che devono fornire allafresa il necessario moto di lavoro medianteun albero portautensile; al contempo devo-no fornire al pezzo il moto di avanzamentolungo la tavola portapezzo e il moto di regi-strazione, mediante spostamento di tutta latavola verso l’utensile.

Secondo la disposizione dell’albero portau-tensile e della capacità di spostare la tavolaportapezzo, le fresatrici sono distinte in:

• fresatrici orizzontali, con albero e tavolaorizzontali, con moto di avanzamentolungo le guide della tavola e moto di regi-strazione verticale;

• fresatrici verticali, con albero verticale etavola orizzontale, provvista di moto diavanzamento lungo le sue guide e dimoto di registrazione verticale;

• fresatrici universali, con albero sia verti-cale sia orizzontale e con tavola rotante emobile in avanzamento e registrazione.

Esistono poi fresatrici speciali, destinate ascopi particolari (fresatrici a copiare, fresa-trici per attrezzisti, ecc.) e fresatrici a CNC,cioè a controllo numerico computerizzato.

� Struttura della fresatrice universaleMolto diffusa per la sua versatilità in lavora-zioni comuni, la fresatrice universale, come

Moto di lavoro

Moto di avanzamento

Moto diregistrazione

Albero portautensile orizzontale

Braccio orizzontale scorrevoleIncastellatura

Tavola portapezzo

Mensola

Slitta trasversale

Basamento

Testa motrice verticale fissata sul mandrinodella fresatrice universale al posto dell’albero portautensile orizzontale.

Fresatrice universale.

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� Principali lavorazioni

Le fresatrici sono macchine molto versatili e grazie ai taglienti mul-tipli dell’utensile possiedono alte velocità di lavorazione. Le princi-pali lavorazioni realizzabili alla fresatrice sono:

• spianature secondo piani orizzontali, verticali o inclinati;• scanalature o cave di vario profilo (diritto, a T, a coda di rondine,

sagomato);• foratura e alesatura;• ingranaggi, con l’ausilio di un apparecchio divisore che fa ruotare

il pezzo di angoli precisi.

Normalmente la lavorazione prevede sempre passate di sgrossatu-ra e altre di finitura.

• modalità di fissaggio:– a disco con foro centrale, se vanno inserite nell’albero portau-

tensili;– a candela, cioè con codolo cilindrico o conico, se vengono fissa-

te sul mandrino della testa verticale;

• tipo di materiale:– integrali, se realizzate totalmente nello stesso materiale, in

genere acciaio rapido o carburi metallici;– rivestite, se la dentatura è ricoperta da speciali sostanze molto

resistenti all’usura;– a lame riportate, se i denti sono rinforzati da placchette saldate

o inserti avvitati, in genere di carburi metallici;

• forma della testa:– cilindriche;– coniche;– a profilo di varia forma;

• modalità di taglio:– a taglio periferico, se i taglienti lavorano sulla superficie cilin-

drica o conica della fresa;– frontali, se i taglienti operano su un piano perpendicolare

all’asse della fresa;– a due tagli oppure a tre tagli, se la fresa lavora sui fianchi e sul

fronte.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Cilindrica per sgrossare

Per scanalature a T

Per smussi a 45°

FRESE A DISCO

Frontale Semicircolare

A tre tagli Conica

Ad angolo convergente

Ad angolo divergente

Frontale a due tagli

FRESE A CANDELA

A quarto di cerchio

Per spianare

Superfici realizzatemediante fresatura

� Utensili della fresatrice

Secondo la lavorazione da eseguire si utilizzano frese di forma ecaratteristiche diverse. I diversi tipi sono distinti secondo:

Frese cilindriche frontali in acciaiosuperrapido rivestito.Frese con inserti in metallo duro.

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� Parametri di taglio

I parametri fondamentali da impostare sulla macchina durante unalavorazione di fresatura sono:

• velocità di taglio (Vt), espressa in m/min, che è la velocità perife-rica di un punto dei taglienti della fresa impiegata;

• velocità di avanzamento (Va), espressa in mm/min, che è relativaallo spostamento longitudinale.

Questi due parametri sono condizionati da molteplici fattori: mate-riale da lavorare, grado di finitura della superficie, utensile impie-gato. Per la loro determinazione si ricorre a tabelle fornite dal pro-duttore della fresa utilizzata.

La velocità di taglio, desunta dalle tabelle, permette di calcolare ilnumero di giri da assegnare all’utensile. Essa infatti, esprimendo lavelocità periferica di un punto in moto circolare uniforme, è legataal diametro di rotazione e alla frequenza del moto dalla relazionefisica

Vt = �·D·n

in cui D non è altro che il diametro della fresa e n il numero di giriper minuto con cui essa ruota. Poiché però in officina le misure deidiametri sono sempre espresse in mm, mentre la velocità di tagliosi misura in m/min si adotta la formula

Vt = (m/min)

Da essa si può ricavare la formula inversa

n = (giri/min)

che fornisce il numero di giri da assegnare alla macchina utensile.L’avanzamento fornito dalle tabelle tiene conto del numero di den-

ti che la fresa possiede; il valore desunto dalle tabelle è l’avanzamen-to per dente (az) che, moltiplicato per il numero di denti (z), forniscel’avanzamento (a) da imprimere al pezzo a ogni giro della fresa:

a = z . az (mm/giro)

Moltiplicando l’avanzamento (a) per il numero di giri (n) ricavato inprecedenza, si può desumere la velocità di avanzamento:

Va = n . z . az (mm/min)

La tabella riportata di seguito ha un valore solo esemplificativo perla determinazione dei parametri di taglio; per l’effettivo calcolobisogna sempre ricorrere alle tabelle fornite con l’utensile dal pro-duttore.

�·D·n��1000

1000 Vt���·D

� Operazione di fresatura

Per una corretta lavorazione è consigliabile:

• indossare abiti da lavoro, senza oggetti pendenti o maniche larghe;• scegliere la fresa adatta alla lavorazione e controllarne lo stato;• fissare bene l’utensile e il pezzo;• impostare i parametri di taglio (velocità di avanzamento e nume-

ro di giri) sulla base del foglio di lavorazione o di calcolo preven-tivo;

• sgombrare la tavola portapezzi da ogni oggetto;• attivare i dispositivi di sicurezza della macchina, come lo scher-

mo di protezione o altri;• indossare i dispositivi di protezione individuale, come guanti e

occhiali;• non maneggiare organi in movimento (mandrino, pezzo) ese-

guendo controlli o manovre solo a macchina ferma;• azionare l’interruttore di emergenza in caso di pericolo immediato;• operare sempre con grande cautela nei movimenti e nelle scelte

di lavorazione.

LAVORAZIONI

Leghe leggere

Ottone e bronzo

Ghisa grigia dura

Rame

Ghisa grigia dolce

Acciai legati Rm > 1100 N/mm2

Acciai legati Rm ≤ 1100 N/mm2

Acciai non legati Rm > 600 N/mm2

Acciai non legati Rm ≤ 600 N/mm2

LAME IN ACCIAIO SUPERRAPIDOVt [m/min] az [mm/dente]

LAME IN METALLO DUROVt [m/min] az [mm/dente]

16÷32 0,3 80÷220 0,1÷0,3

12÷25 0,2 60÷140 0,1÷0,25

10÷18 0,15 40÷70 0,1÷0,2

6÷12 0,08 20÷32 0,05÷0,1

13÷25 0,4 60÷100 0,1÷0,5

10÷16 0,25 30÷70 0,1÷0,3

32÷60 0,3 50÷150 0,1÷0,2

14÷25 0,2 50÷120 0,1÷0,25

200÷400 0,25 250÷800 0,1÷0,5

VELOCITÀ DI TAGLIO (Vt) E AVANZAMENTO PER DENTE (az) PER FRESE A LAME RIPORTATE

MATERIALI

Per sgrossatura si adottano i valori minimi di Vt e massimi di az.Per finitura si adottano i valori massimi di Vt e minimi di az. Operazione di fresatura.

Filettature esterne e interne realizzabili per fresatura.

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RETTIFICATURALa rettificatura, comunemente detta anche rettifica, è una lavorazio-ne delle superfici per migliorarne la precisione dimensionale e geo-metrica e abbassarne il valore di rugosità.

La lavorazione si serve di utensili chiamati mole. Esse consistonodi un materiale abrasivo durissimo annegato in un agglomerante confunzione di legante.

L’elevatissima durezza dell’abrasivo consente di rettificare mate-riali di qualsiasi durezza.

La lavorazione avviene per asportazione di minutissimi truciolida parte dei taglienti dei piccolissimi cristalli dell’abrasivo.L’elevatissima velocità della mola e la notevole pressione di lavora-zione provocano l’incandescenza dei trucioli, espulsi nella caratte-ristica coda di scintille.

La mola è provvista di moto di lavoro, rotatorio intorno al suo asse,mentre il pezzo può essere provvisto di diversi moti, spostamento lon-gitudinale e trasversale oppure rotazione, nel caso di superfici curve.

Secondo la superficie di contatto della mola si ha:

• rettifica tangenziale, quando ilcontatto avviene parallelamenteall’asse della mola;

• rettifica frontale, quando il pianodi contatto è perpendicolareall’asse della mola.

In base alle superfici da lavorare sidistinguono:

• rettifica in piano, per superficipiane;

• rettifica in tondo, per superfici cilin-driche e curve, esterne o interne.

La rettifica si realizza mediante mac-chine utensili chiamate rettificatrici.

� Tipi di rettificatriciA seconda della lavorazione che ese-guono e dell’asse del moto di lavorole rettificatrici si distinguono in:

• rettificatrici tangenziali in piano,che montano mole con foro cen-trale e che sono fissate medianteflange di serraggio a un alberoorizzontale; il pezzo è fissato auna tavola che può scorrere longi-tudinalmente e trasversalmente;

• rettificatrici frontali in piano, cheusano mole con codolo o fissate aun portamola con codolo; la molaè montata su un albero verticale,mentre il pezzo è bloccato sulla ta-vola portapezzi con avanzamentolongitudinale e trasversale. Il lapi-dello è una rettificatrice di questotipo, ma di dimensioni ridotte estruttura più semplice; il pezzonon può muoversi, ma l’asse dellamola può essere spostato;

• rettificatrici in tondo per esterni, che usano mole con foro centra-le inserite in un albero; il pezzo è fissato con mandrino e contro-punta per poter ruotare e scorrere longitudinalmente;

• rettificatrici in tondo per interni, che montano mole con codoloda inserire nel foro del pezzo; quest’ultimo è fissato in modo taleda poter ruotare e spostarsi in senso longitudinale.

Le rettificatrici, oltre che dei necessari dispositivi di sicurezza, sonoprovviste di impianto di refrigerazione del pezzo e della mola.

� Tipi di mole

Si distinguono secondo:• abrasivo, in genere di natura sintetica, quali quelli a base di allu-

mina, come l’alundum, di carburi di silicio, come il carborundum,oppure a base di diamante artificiale (mole diamantate);

• agglomerante, che può essere a base di silicati, materiali cerami-ci o vetrosi, resine sintetiche;

• grana, cioè la grossezza media dei granuli di abrasivo; è indicatada numeri, come per esempio 10÷30 (grossa), 30÷60 (media),70÷120 (fine), 150÷250 (finissima) e 260÷500 (superfine);

• forma, come per esempio le mole a disco, a tazza cilindrica o conica,frontali con incavo (la superficie di contatto è una corona circolare).

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

a disco a disco con incavo a tazza cilindrica

a tazza conica a scodella ad anello

per internicon incavo

per interni

TIPI DI MOLE

Lavorazione di rettifica intondo di interno.

Lavorazione di rettifica condue mole gemelle.

Rettifica tangenziale in piano

Rettifica frontale in piano

Rettifica in tondo di esterno

Rettifica in tondo di interno

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TIPI DI COLLEGAMENTIPer realizzare oggetti semplici o complessi è necessario quasi semprericorrere alla realizzazione di pezzi diversi che poi vengono assembla-ti; quando occorre che le parti siano solidali si ricorre a un collega-mento. I diversi tipi di collegamento sono condizionati dal materia-le e dagli sforzi a cui saranno soggetti; utilizzano tecniche e strumen-ti di lavorazione molto diverse. Essi possono essere distinti in:

• collegamenti fissi, realizzati mediante saldatura, chiodatura oincollaggio;

• collegamenti smontabili, ottenuti mediante filettatura oppure pro-fili scanalati (incastri, chiavette, linguette, ecc.);

• collegamenti mobili, effettuati attraverso cerniere e ingranaggi(ruote dentate, cinghie e pulegge).

Per gli scopi di questo libro, prenderemo in esame solo alcuni diquesti collegamenti, per il loro possibile impiego didattico in attivi-tà operative.

FILETTATURACome già noto (v. pagg. D22-D26) la filettatura è una superficie eli-coidale a profilo costante realizzata su un cilindro o cono; nel caso difilettatura di una superficie esterna si ha una vite (o maschio), mentrequando viene filettato un foro si ottiene una madrevite (o femmina).

La lavorazione per realizzare pezzi filettati prende anch’essa ilnome di filettatura e può essere manuale oppure alla macchina.

� Filettatura manualeLa lavorazione a mano impiega utensili diversi:

• filiera, per realizzare viti, cioè filettature esterne;• maschio, per ottenere madreviti, cioè fori filettati.

La filiera è un anello in acciaio temprato, filettato internamente; la fi-lettatura è però interrotta da diverse scanalature cilindriche in nume-ro crescente da tre, a seconda del diametro della filettatura. Le parti fi-lettate interne alla filiera prendono il nome di pettini, che con il loroprofilo tagliente hanno il compito di incidere solchi filettati nel pez-zo cilindrico. Le scanalature consentono lo scarico del truciolo.

Le filiere sono prodotte commercialmente in tutte le dimensioniper ogni tipo di filettatura. Per poter manovrare la filiera è nessariofissarla nel girafiliere, una manovella doppia con ghiera centrale incui viene inserita la fliera e bloccata mediante viti.

La filettatura mediante filiera deve essere preceduta dalla realizza-zione di un cilindro di diametro opportuno; esso deve essere lieve-mente minore del diametro esterno della filettatura che si vuole otte-nere; ciò per effetto della dilatazione del materiale sotto la pressionedelle creste della filiera. La riduzione del diametro iniziale rispetto aquello della vite è rapportata al passo della filettatura; il diametro ini-ziale è rilevabile da tabelle fornite dal produttore; per esempio:

– per una filettatura M3 si parte da � 2,89;– per una M6 da � 5,80;– per una M16 da �15,64.

Il tondino, inoltre, deve essererastremato da una smussaturacon conicità 30°, che facilitil’imbocco della filiera.

Il cilindro viene fissato me-diante morsa in posizione ver-ticale; quindi si poggia sullasmussatura del cilindro la fi-liera montata sul girafiliere;dopo averne controllato la po-sizione perpendicolare all’as-se del pezzo, si fa ruotare l’at-trezzo con una lieve pressionee con un giro in avanti e mez-zo indietro. Si procede per pic-coli avanzamenti sistematicamente aiutati da lubrificazione delle par-ti a contatto.

Per realizzare invece delle madreviti ci si avvale di un utensilechiamato maschio, da cui l’operazione prende anche il nome dimaschiatura. Il maschio è sostanzialmente una vite in acciaio tem-prato, solcata da scanalature longitudinali o elicoidali, che creano ilprofilo tagliente del maschio e consentono lo scarico del truciolo. Ilgambo del maschio ha l’estremità squadrata.

Anch’esso è prodotto in varie dimensioni per ogni tipo di filettatu-ra; viene montato su un giramaschi, una doppia manovella con mor-setto regolabile per alloggiare e bloccare l’estremità del maschio.

Analogamente alla realizzazione di una vite, anche in questo casoil pezzo deve essere dotato di un foro preliminare detto preforo. Il dia-metro del preforo deve essere lievemente maggiore del diametro dinocciolo della filettatura che si vuole realizzare; per esempio:

– per una filettatura M3 il preforo ha � 2,50;– per M6 il preforo ha � 5,00;– per M16 il preforo ha � 14,00.

Anche il preforo viene provvisto di svasatura d’imbocco (con coni-cità 120°).

La maschiatura si realizza analogamente alla filettatura con filie-ra, ma in questo caso per una stessa lavorazione ci si avvale di diver-si maschi in successione:

• maschio sbozzatore (con-traddistinto da un anello in-ciso sul gambo);

• maschio intermedio (con-traddistinto da due anelli in-cisi sul gambo);

• maschio finitore (senzaalcun anello).

Anche in questo caso l’avanza-mento del maschio sbozzato-re e intermedio si realizza conun giro in avanti (senso orario)e mezzo indietro, lubrificandospesso le parti. Il maschio fini-tore invece viene fatto ruotaresolo in senso orario.

LAVORAZIONI

Collegamenti

nota beneLe filettature, oltre che per collegamenti tra diverse parti, sono spesso utilizzate per dispositivi di regolazione micrometrica, come nel caso del micrometro o dei volantini delle macchine utensili.

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Filettatura a mano

Maschiatura a mano

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Ultimate le diverselavorazioni di filet-tatura e di maschia-tura si procede alcontrollo della filetta-tura mediante:• calibri a tampone

filettati (tipo pas-sa-non passa) perle madreviti;

• calibri ad anellofilettati (tipo pas-sa-non passa) perle viti.

� Filettatura a macchina

Le filettature si possono realizzareanche al trapano, alla fresa e al torniomontando filiere e maschi nel mandri-no; nel caso del trapano e della fresa sifornisce all’utensile sia il moto di lavo-ro sia quello di avanzamento, invecenel tornio l’utensile fissato sulla con-trotesta avanza, mentre il pezzo ruota.

Nel tornio, inoltre, è possibile realiz-zare filettature sia interne sia esternemediante apposito utensile, contagliente di profilo preciso; il suo avan-zamento automatico è comandato dallavite madre.

Gli utensili per macchine utensilihanno in genere specificità che li ren-dono più funzionali e sono realizzati inacciaio superrapido con eventuale rive-stimento in metallo duro.

Una particolare lavorazione industriale è la rullatura. Essa realizzale filettature solo per deformazione plastica, muovendo e compri-mendo il pezzo entro rulli con solchi di profilo particolare.Mediante rullaturasi ottengono filetta-ture di buona pre-cisione e qualitàsuperficiale; maquesta lavorazioneè applicabile solo amateriali di durez-za e resistenza nonelevata.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

INCASTRI

Gli incastri sono giunzioni di forma, cioè realizzate attraverso la mo-dellazione delle superfici dei pezzi in modo che creino vincoli recipro-ci. L’accuratezza delle superfici a contatto può creare giunzioni mol-to stabili e adatte a scopi molteplici; infatti per incastro si realizzano:

• collegamenti mobili, come nel caso di guide scorrevoli;• collegamenti smontabili, come nel caso di albero e mozzo scana-

lati;• collegamenti fissi, con l’ausilio di colle, chiodi o viti.

L’esempio più elementare di incastro è il profilo scanalato.

� Profili scanalati

Le superfici a contatto presentano cavità o sporgenze con profilocostante. Mediante scanalature si possono ottenere collegamentimobili o smontabili a seconda del grado di finitura delle superfici.

Scanalature con alto grado di finitura (rettifica) sono utilizzate peresempio per il collegamento e lo scorrimento di:

• asta fissa e asta mobile nel calibro a corsoio;• guide scorrevoli nel tornio o nella fre-

satrice;• guide scorrevoli, anche se con minor

grado di finitura, per cassetti di mobi-li in legno.

In questi casi, per ridurre al minimo l’at-trito tra le parti, si ricorre spesso a lubri-ficanti come olio e grasso, nel caso dimetalli, oppure cera nel caso di legnami.

Scanalature che devono garantire pre-valentemente una tenuta trasversale trale parti sono i profili scanalati, impiega-ti per collegamenti smontabili tra alberoe mozzo.

Talvolta si preferisce realizzare profiliscanalati con l’inserto di linguette, cioèblocchetti che uniscono due superfici sca-nalate. Oltre che in falegnameria, la giun-zione mediante scanalature e linguetta, èfrequente nella trasmissione del moto dall’albero al mozzo.

Le scanalature hanno vari profili, ma i più frequenti sono senz’al-tro quello rettangolare e quello a coda di rondine. La scanalatura acoda di rondine garantisce un’ottima tenuta e stabilità al collega-mento, consentendo solo lo scorrimento lungo la direzione dellascanalatura. L’impiego di questo profilo nelle guide delle macchineutensili e nei mobili in legno massello dimostra chiaramente la suasolidità e importanza.

Ma l’importanza degliincastri è soprattutto le-gata alla lavorazione dellegno; la lavorabilità diquesto materiale ha de-terminato la fioritura diuna miriade di tipi di in-castri adatti a moltepliciscopi.

glossarioAlbero: è un organo, in genere di forma cilindrica, destinato alla trasmissione di un moto rotatorio.Mozzo: è la parte centrale della ruota o di altro organo ruotante, che lo accoppia all’albero.

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Rullatura di vite

Guide scanalate a profilo rettangolare (a sinistra) e a coda di rondine (a destra).

Collegamento tra albero e mozzo con profilo scanalato (sopra) e con linguetta (sotto).

Maschi a macchina in acciaiosuperrapido rivestito.

Calibri filettati a tampone e ad anello tipo passa-non passa.

Viti di grande serie realizzate per rullatura.

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� Principali tipi di incastri

A seconda della forma e della posizione reciproca dei pezzi da uniresi distinguono:

• incastri di punta, che servono a unire pezzi a sviluppo longitudi-nale, come le travi o le aste, disposti lungo la stessa direzione;

• incastri a coda di rondine, variantepiù complessa dell’incastro a denti,che assicurano una notevole robu-stezza e rigidità alla giunzioneangolare di tavole; sono usati nellarealizzazione di cassetti e scatole inmassello.

LAVORAZIONI

• incastri di costa, perunire pezzi a sviluppopiano, come le tavole,disposti di fianco;

• incastri d’angolo, quan-do gli assi delle aste o ipiani delle tavole sonoperpendicolari o incli-nati.

In base alla forma dei profili o delle superfici a contatto si hanno:

• incastri a mezzo legno, abbastanzasemplici ma non molto robusti, daconsolidare con colla e viti;

• incastri a tenone e mortasa (o cava,termine più usato nella meccanica)che realizzano un’ottima rigidità etenuta; l’uso di colla o di cuneimigliora la robustezza del collega-mento;

• incastri a denti, che aumentano lasuperficie di contatto, usati special-mente per giunzioni d’angolo ditavole;

� Incastri derivati dai tipi principali

Di testa con dente

Di testa con dente obliquo

A tenone e mortasacon una sola battuta

Di testa a forcella

A tenone e mortasacon cuneo

A forcella intermedia

A tenone emortasa cieca

Di costa con linguetta

A merlatura

A coda di rondinea mezzo legno A coda di rondine seminascosta

D’angolo a forcella

D’angolo a mezzo legno

D’angolo a dente

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Per una corretta combustione la miscela deve contenere circa il52% di ossigeno e il 48% di acetilene.

Accendendo con una fiamma la miscela gassosa si provoca lacombustione che nei dintorni della punta del cannello provoca unareazione esotermica:

C2H2 + O2→ 2CO + H2 + 443,8 kJ

Questa reazione esotermica primaria avviene in una zona dellafiamma ossiacetilenica chiamata dardo, di colore bianco brillante,sfumato verso il blu. La reazione viene completata nella zona diriduzione, appena oltre il dardo, dove il monossido di carbonio el’idrogeno sottraggono ossigeno all’aria:

2CO + O2→ 2CO2 + 573,6 kJ

2H2 + O2→ 2H2O + 497,6 kJ

In questa zona la temperatura media è di 2600 °C, ma a pochi mmdal dardo (zona di saldatura) raggiunge i 3200 °C.

I prodotti finali della combustione sono presenti nella parte ter-minale della fiamma, chiamata fiocco, di colore aranciato e diforma allungata.

Prima dell’operazione di salda-tura i lembi dei pezzi devono es-sere preparati, tagliandoli o smus-sandoli in modo da realizzare unefficace cordone di saldatura, edeliminando tracce di grassi, ossi-di e altre sostanze nocive alla soli-dità del cordone di saldatura.

Nella saldatura ossiacetilenicail materiale d’apporto è fornito da bacchette d’apporto di composi-zione uguale o molto vicina a quella del materiale di base.

acetilene

ossigeno

iniettore

camera dimiscelazione

lancia

punta

� Realizzazione degli incastriLa qualità dell’incastro è legato alla precisione e all’aderenza tra le super-fici a contatto; in caso di incollaggio, però, una discreta rugosità dellesuperfici migliora la tenuta e la rigidità della giunzione. In genere oc-corre comunque fare attenzione alla lavorazione, in modo che tra leparti da collegare non si creino giochi che possano vanificare la fun-zionalità dell’incastro. Quindi la realizzazione di un incastro deve es-sere accuratamente pianificata e organizzata con tecniche adeguate.

La lavorazione deve tener conto della disposizione delle fibre dellegno; lungo la loro direzione, infatti, è maggiore la resistenza emassima è la fendibilità.

Bisogna quindi analizzare bene il pezzo, escludendo dalla lavora-zione parti con nodi o fenditure. È opportuno inoltre scegliere lefacce migliori che il pezzo debba eventualmente mettere in mostra.

Dopo aver tagliato, squadrato e rifinito le facce dei pezzi da unire,si esegue un’accurata tracciatura con l’aiuto dei relativi attrezzi.

Per lavorazioni a mano si possono realizzare incastri mediante se-ghetto, scalpello, raspe, rifinendo le superfici con lime e carte abrasive.

Per lavorazioni con macchine portatili si possono utilizzare ilseghetto alternativo e il trapano, montando eventuali utensili partico-lari, come lime rotative e frese a codolo.

Nelle lavorazioni con macchine utensili si impiegano la fresatrice, lasegatrice circolare e a nastro, il trapano a colonna.

La lavorazione deve essere continuamente sottoposta a controllidimensionali del singolo pezzo o per assemblaggio dei due pezzi.Per facilitare questi controlli è opportuno eseguire a matita dei segnidi riscontro per assemblare i pezzi sempre nella stessa posizione. Laperfetta aderenza delle facce degli incastri e la corretta posizionereciproca dei pezzi devono essere assicurate prima dell’eventualefissaggio con colla, chiodi o viti.

Dopo l’assemblaggio con colla è necessario asportare la colla fuo-riuscita con spatola e straccio umido; una volta asciugata la colla, sirifiniscono le superfici con pialletto o carta abrasiva.

SALDATURALa saldatura è un processo per ottenere collegamenti fissi tra due opiù parti realizzando la continuità fisica del materiale.

Oltre al materiale base, cioè quello delle parti da collegare, la con-tinuità può essere fornita da materiale d’apporto, cioè aggiuntivo,dello stesso tipo o diverso dal materiale base. Per realizzare la con-tinuità dei materiali si può utilizzare il calore oppure la pressione oanche ambedue queste forme di energia.

I vari procedimenti di saldatura possono essere raggruppati in:

• saldatura per fusione, con o senza materiale d’apporto, provocan-do la fusione locale dei materiali; a seconda della sorgente di calo-re si possono realizzare la saldatura ossiacetilenica oppure la salda-tura ad arco;

• saldatura per resistenza, ottenuta mediante pressione sui lembi disaldatura riscaldati localmente dal passaggio di corrente elettrica; inquesto gruppo rientrano la saldatura a punti e la saldatura a rulli;

• saldatura a pressione, con o senza riscaldamento dei lembi dasaldare, ottenuta mediante una forte sollecitazione di compres-sione; questo procedimento veniva utilizzato anche in antichitàper saldare parti metalliche mediante fucinatura, cioè riscaldan-done i lembi e poi martellandoli all’incudine;

• brasatura, che unisce le parti mediante fusione del solo materia-le d’apporto.

� Saldatura ossiacetilenicaIl calore per fondere localmente il materiale base e quello d’apportoè fornito da una miscela gassosa di acetilene (C2H2) e ossigeno (O2);la combustione della miscela raggiunge la temperatura di 3200 °C.

I due gas sono normalmenteimmagazzinati entro bombolespeciali in acciaio trafilato sen-za saldature per resistere allenotevoli pressioni interne; l’os-sigeno, a una pressione massi-ma di 14,7MPa, è contenuto inuna bombola con calotta di co-lore bianco, mentre l’acetilene,a una pressione di circa 147kPa, si trova in una bombolacon calotta di colore arancione.

Dalle bombole i gas passanoentro riduttori di pressione, conregolatori e manometri, e me-diante tubi flessibili, contraddi-stinti dal colore bianco per l’os-sigeno e arancione per l’acetile-ne, affluiscono nel cannello.

Il cannello ossiacetilenicopiù comune è quello a bassapressione, caratterizzato datubazioni coassiali; l’ossigenofuoriesce da un iniettore che ne aumenta la velocità e quindi nediminuisce la pressione. Ciò provoca l’aspirazione dell’acetileneentro la camera di miscelazione, dalla quale la miscela vieneimmessa nella lancia verso la punta. Il cannello è provvisto di val-vole di regolazione della pressione dei gas.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

fiocco(1200 ÷ 3200 °C)

zona di riduzione(2500 ÷ 3200 °C)

dardo(500 ÷ 2500 °C)

Attrezzatura per saldatura ossiacetilenica.

Zone caratteristiche della fiammaossiacetilenica.

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Le tecniche di esecuzione della saldatura ossiacetilenica sono:

• saldatura a destra, con il cannello che precede la bacchetta e chequindi riscalda a fondo il lembi aumentando il volume del bagnodi fusione; è adatta a pezzi di spessore oltre i 4 mm;

• saldatura a sinistra, con il cannello che segue la bacchetta, evitan-do una eccessiva fusione del materiale di base; è adatta a lamieredi spessore minore ai 4 mm.

LAVORAZIONI

cordone di saldatura si sono sviluppate tecniche di saldatura ad arcoin atmosfera protetta; i metodi più diffusi sono:

• TIG (Tungsten Inert Gas), cioè saldatura in gas inerte (argon oelio) che fluisce attorno all’elettrodo di tungsteno, che non fonde;l‘eventuale metallo d’apporto in questo caso è fornito da bacchet-te supplementari;

• MIG (Metal Inert Gas), con flusso di gas inerte (azoto, miscele diargon, elio e CO2) attorno all’elettrodo in metallo fusibile che for-nisce il materiale d’apporto alla saldatura;

• MAG (Metal Active Gas), con flusso di gas ossidante (in genereCO2) attorno all’elettrodo in metallo fusibile.

In questi metodi l’impianto di saldatura fornisce corrente continua,flusso gassoso, impianto di raffreddamento ad acqua e dispositivodi avanzamento del filo dell’elettrodo.

� Saldatura a punti

Si realizza con il passaggio di una corrente di notevole intensità tradue elettrodi di rame che toccano le parti da saldare e le comprimo-no; il flusso elettrico crea un riscaldamento e una fusione puntiforme,consolidata dalla pressione conseguente. In genere la saldatura a pun-ti si utilizza per lamiere di spessore sottile, anche di materiale diver-so, con buoni risultati estetici e meccanici. I dispositivi per realizza-re questo tipo di saldatura, detti puntatrici, oltre che nell’industria(per esempio per carrozzerie automobilistiche) sono utilizzati anchein ambito artigianale sotto forma di puntatrici portatili.

glossarioIonizzazione: è la formazione di ioni, cioè atomi che hanno perso o acquisito elettroni.Motore elettrico asincrono: è una macchina che trasforma energia elettrica a corrente alternata in energia meccanica.Alternatore: è una macchina che trasforma energia meccanica in energiaelettrica a corrente alternata.Dinamo: è una macchina che trasforma energia meccanica in energia elettrica a corrente continua.

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AvanzamentoAvanzamento

� Saldatura ad arco

In questo caso il calore per fondere il materia-le base e quello d’apporto è fornito da un arcovoltaico che scocca tra i pezzi e un elettrodo.Quest’ultimo è collegato al polo negativo diun generatore elettrico, mentre il polo positi-vo è fissato mediante morsetto al pezzo.

Per innescare l’arco si tocca il pezzo con l’elet-trodo formando un corto circuito, cioè un ele-vato passaggio di corrente, che provoca surri-scaldamento e ionizzazione dell’aria circostan-te; staccando di 2÷3 mm l’elettrodo dal pezzo,il flusso elettrico continua attraverso l’aria io-nizzata e crea un forte riscaldamento(3800÷5000 °C) che porta a fusione l’estremitàdell’elettrodo e i lembi da saldare. Per effettodel flusso di cariche elettriche, minuscole goc-cioline di metallo fuso vengono trasportate dal-l’elettrodo verso i lembi. Allontanando l’elet-trodo dai lembi, l’arco si spegne e cessa la fu-sione.

Nella saldatura ad arco il materiale d’appor-to è fornito dall’elettrodo, sotto forma di bac-chette rimovibili; il tipo più diffuso è l’elettrodorivestito, in cui l’anima metallica è ricoperta daun rivestimento che ha lo scopo di stabilizzarel’arco e proteggere il metallo fuso dall’ossidazione; inoltre il rivesti-mento provoca la formazione di scorie galleggianti sul metallo fusoche proteggono il cordone di saldatura e che dopo il raffreddamentopossono essere facilmente rimosse con colpi di martellina.

Il circuito elettrico è alimentato da dispositivi chiamati saldatrici,che forniscono corrente continua o alternata a tensione relativamen-te bassa (minore di 100 V) ma con notevoli intensità (40÷500 A). Al-cune saldatrici, dette gruppi rotativi, comprendono un motore elettri-co asincrono che alimenta un al-ternatore (per avere corrente al-ternata) oppure una dinamo (perla corrente continua); altri dispo-sitivi molto diffusi, chiamati sal-datrici statiche, sono essenzial-mente dei trasformatori che ab-bassano la tensione da 220 V o380 V a quella di esercizio; alcu-ne saldatrici statiche sono prov-viste di raddrizzatore per lavorarein corrente continua. Per evitareuna dannosa ossidazione del

Contatto e innescodell’arco

Flusso delle carichenell’arco

Fusione dei materiali

Gocciolamentodel metallo d’apporto

+ +

+ +

+ +

+ +

Saldatrice elettrica portatile.

� Brasatura

Realizza un collegamento fisso tra lembi su cui si infiltra materiale diapporto fuso, che per capillarità penetra nelle rugosità dei lembi e so-lidificando li unisce. In questo procedimento quindi il materiale basenon partecipa alla fusione, ma le sue superfici devono essere ben pu-lite e sgrassate per consentire una buona presa al metallo d’apporto.

Per proteggere la brasatura dall’ossidazione si usano paste sal-danti e fili di leghe antiossidanti; il calore può essere fornito da sal-datori elettrici, cannelli a gas o dispositivi a raggi infrarossi. Aseconda delle temperature e del materiale d’apporto si distinguono:

• brasature dolci, con temperatura inferiore a 450 °C, realizzatecon leghe di stagno e piombo oppure stagno e argento, prevalen-temente utilizzate nei circuiti elettrici;

• brasature forti, con temperatura superiore a 450 °C, con fili d’appor-to in ottone speciale, leghe di argento o rame, usate nelle costruzio-ni aeronautiche e per saldare placchette di metallo duro su utensili.

Fasi della saldatura a punti

Accostaggio Passaggio di correntee fusione

Compressione

Saldatura Saldatura a destra a sinistra

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Un trattamento termico è una sequenza di operazioni volte a modi-ficare le proprietà di un prodotto metallico sottoposto a variazionidi temperatura; l’evoluzione della temperatura in funzione deltempo prende il nome di ciclo termico. È noto (v. pag. F6) che alcu-ni metalli, in particolare il ferro e le sue leghe, al variare della tem-peratura sono soggetti a trasformazioni allotropiche, cioè a cambia-menti della struttura cristallina. Queste trasformazioni condiziona-no le proprietà meccaniche e tecnologiche del materiale.

I trattamenti termici consentono di trasformare le proprietà delmateriale in funzione delle esigenze di lavorazione e di migliorar-ne alcune caratteristiche meccaniche. Essi pertanto possono essereoperati su un pezzo in fasi diverse del ciclo di lavorazione:

• in fase preliminare o intermedia, per eliminare alcuni effettinegativi delle lavorazioni precedenti (come l’incrudimento dovu-to a laminazione o trafilatura) e per rendere il materiale più adat-to alle successive lavorazioni (per esempio migliorandone la mal-leabilità o la lavorabilità all’utensile);

• in fase finale per attribuire al pezzo finito le qualità meccanichepiù adatte alle esigenze funzionali (per esempio una elevatadurezza superficiale).

In generale i trattamenti termici non modificano la composizionechimica del materiale; quando invece si modifica la sua composi-zione si parla di trattamenti termochimici.

CICLO TERMICOIl ciclo termico è l’evoluzione della temperatura in funzione deltempo durante un trattamento termico. Esso è normalmente distin-to in tre fasi essenziali:

• fase di riscaldamento, durante la quale il pezzo viene riscaldatofino alla temperatura voluta (dipendente dal trattamento e dalmateriale). La velocità di riscaldamento non deve essere eccessi-va per evitare, soprattutto in pezzi di notevoli dimensioni, tensio-ni interne tra nucleo freddo e superfici calde che potrebbero crea-re deformazioni, cricche o rotture. Per questo motivo si ricorretalvolta a fasi di preriscaldamento, che portano gradualmente ilpezzo alla temperatura voluta;

• fase di permanenza a temperatura, nel corso della quale il pezzoviene mantenuto a temperatura costante; questa fase ha lo scopodi uniformare la temperatura interna del pezzo e determinare unomogeneo cambiamento della struttura cristallina. Il tempo dipermanenza è proporzionale alle dimensioni del pezzo;

• fase di raffreddamento, che riporta il pezzo a temperaturaambiente; la velocità di raffreddamento è determinante per con-ferire al materiale alcune proprietà desiderate. Errori in questafase possono causare il fallimento del trattamento e provocare sulpezzo cricche o rotture.

Il ciclo termico può essere rappresentato mediante un diagrammache descrive le variazioni della temperatura (ordinate) in funzionedel tempo (ascisse). In esso è fondamentale il riferimento alla tempe-ratura di trasformazione (Tt) della struttura del materiale. Essa di-

pende dal materiale;per esempio nelle legheferrose essa è basatasulla trasformazionedel ferro � in ferro � (v.pag. F14).

Il ciclo termico deveessere studiato accura-tamente in funzionedel trattamento, del ma-teriale e delle dimensio-ni del pezzo; in essohanno un ruolo essen-

ziale le delicate fasi di riscaldamento e di raffreddamento e quindivanno accuratamente scelti anche i mezzi che determinano le relati-ve velocità.

� Mezzi di riscaldamento

Il mezzo di riscaldamento più tradizionale è la fucina, che si prestasolo al riscaldamento di piccoli pezzi, con difetti nella regolazionedella temperatura e nel contatto con l’atmosfera e con i prodotti dicombustione.

In generale per i trattamenti termici si usano i forni, cioè came-re isolate dall’ambiente circostante e costituite da materiale refrat-tario. I forni più comuni sono:

• forni a combustione, alimentati a nafta o a gas;• forni elettrici, che sfruttano il

calore di resistenze elettriche;• forni a muffola, cioè forni a

combusione o elettrici chepresentano all’interno una ca-mera di refrattario (muffola)che separa il pezzo dagli agen-ti di riscaldamento; in questiforni il pezzo è soggetto a ri-scaldamento per irradiazionee non viene poggiato sulla suo-la della muffola ma su apposi-ti zoccoli di refrattario;

• forni a bagno salino, in cui ipezzi mediante cestelli vengo-no immersi in sali fusi che liproteggono dall’azione ossi-dante dell’aria; il crogiolo con-tenente i sali fusi (cloruro di sodio o di bario, nitrati di sodio o dipotassio) è riscaldato elettricamente mediante elettrodi;

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Trattamenti termici

glossarioFucina (o forgia): è un fornello ricavato in un bacino di materiale refrattario o di ghisa, nel quale un getto d’aria alimenta la combustione;il combustibile più tradizionalmente usato nella fucina è il carbon fossilein pezzatura minuta.Incrudimento: è la proprietà dei metalli di acquisire un comportamentoquasi totalmente elastico dopo una notevole sollecitazione.

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Diagramma di un ciclo termico.

Forno a muffola.

Forno ad atmosfera controllata per trattamenti termici.

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• forni ad atmosfera controllata, usati solo industrialmente, per eli-minare agenti nocivi che vengano a contatto con il pezzo; in questicasi si possono avere forni sotto vuoto o anche ad atmosfera conserva-tiva (i gas proteggono le superfici del pezzo) oppure ad atmosferamodificativa (i gas interagiscono con il materiale).

� Mezzi di raffreddamento

La velocità di raffreddamento è legata al mezzo e alle sue condizio-ni (temperatura, flusso); i più comuni sono:

• aria calda o fredda, calma o soffiata;• acqua calda, tiepida o fredda, salata o acidulata, ferma o in movi-

mento;• oli minerali;• emulsioni di acqua e olio.

TEMPRA

La tempra è un trattamento termico consistente nel riscaldare ilpezzo a temperatura superiore a quella di trasformazione (Tt) e,dopo una certa permanenza, raffreddarlo rapidamente per immer-sione in un fluido.

Le modificazioni della struttura cristallina, avvenute medianteriscaldamento, subiscono una sorta di congelamento che consentedi ottenere una nuova struttura che altrimenti a temperaturaambiente non si avrebbe.

Il ciclo termico del trattamento di tempra si articola nelle seguen-ti fasi:

• riscaldamento a tem-peratura superiore aquella di trasformazio-ne (Tt); per gli acciai latemperatura di tempravaria in base alla lorocomposizione:– 780÷900 °C per gli

acciai non legati;– 825÷880 °C per gli

acciai speciali legati;– 1250÷1300 °C per

gli acciai rapidi;• permanenza a temperatura di tempra per un tempo relativo alle

dimensioni e al materiale, per omogeneizzare la trasformazioneinterna;

• raffreddamento rapido in acqua o olio.

Gli effetti ottenuti con il trattamento di tempra sono:

• aumento della durezza;• aumento della resistenza a rottura;• diminuzione della resilienza;• diminuzione della lavorabilità.

È da notare che questi effetti della tempra sugli acciai sono tantopiù marcati quanto più alto è il tenore di carbonio, e quindi sonominimi negli acciai dolci.

La tempra si effettua su pezzi soggetti a notevoli sollecitazioni mec-caniche, quali utensili, componenti di macchine e motori, stampi.

RINVENIMENTO

È un trattamento termico consistente nel riscaldamento del pezzoa temperatura inferiore a quella di tempra e in un raffreddamentopiù o meno rapido in acqua o olio.

Scopo fondamentale del rinvenimento è quello di attenuare le ten-sioni interne alla struttura che si sono create con il processo di tem-pra; pertanto esso si esegue sugli acciai temprati per attenuarne al-cune caratteristiche, inparticolare la durezza e lafragilità.

La temperatura di rin-venimento oscilla tra i200 e i 700 °C a secondadel materiale e dei cam-biamenti desiderati sulleproprietà; anche la velo-cità di raffreddamentoinfluisce sull’esito deltrattamento.

Gli effetti del rinvenimento sono:

• aumento della resilienza;• aumento della lavorabilità;• diminuzione della resistenza a rottura;• diminuzione della durezza.

BONIFICA

Prende il nome di bonifica un trattamento di tempra seguito da unrinvenimento. Quindi il suo ciclo termico è costituito dalla succes-sione dei due corrispondenti cicli.

La bonidfica produce pertanto un equilibrato cambiamento delleproprietà del materiale; i suoi effetti sono:

• aumento discreto della resistenza a rottura;• aumento moderato della durezza;• conservazione della resilienza.

LAVORAZIONI

Blocco motore in ghisa temprata.

Albero a gomiti in acciaio temprato.

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Ciclo termico della tempra.

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Ciclo termico del rinvenimento.

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trattamento di tempra trattamento di rinvenimento

Ciclo termico della bonifica.

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NORMALIZZAZIONE

Questo trattamento termico consiste nel riscaldamento del pezzo atemperatura di 100÷150 °C superiore a quella di trasformazione e,dopo una certa permanenza a quella temperatura, nel raffredda-mento in aria calma. Esso è quindi molto simile alla ricottura, dacui differisce per la velocità di raffreddamento un po’ più marcata(in aria anziché in forno).Analoghi sono anche i suoi scopi: eliminare le tensioni interne cau-sate da lavorazioni o trattamenti termici e ottenere una strutturacristallina omogenea. Essa però conferisce al materiale miglioricaratteristiche meccaniche, più elevata resilienza e resistenza a rot-tura, migliore lavorabilità all’utensile.

Gli effetti della normalizzazione sono:

• aumento della resilienza;• aumento contenuto della durezza (specialmente negli acciai a

elevato tenore di carbonio);• aumento della lavorabilità.

CEMENTAZIONE

È un trattamento termochimico che modifica la composizione del mate-riale negli strati superficiali. Esso forma uno strato di carburo di ferro(Fe3C) particolarmente duro, per una profondità da pochi �m a 2mm.

La cementazione consiste nel riscaldamento del pezzo immersoin materiale ricco di carbonio, a una temperatura di circa 900 °C; lapermanenza a tale temperatura è legata alla profondità di penetra-zione del processo di cementazione (circa 0,15 mm/ora). Quindi siopera un lento raffreddamento.

Le sostanze ricche di carbonio usate per questo trattamento pren-dono il nome di cementi. Si usano cementi solidi (polvere di carboneda legna), liquidi (cianuri) o gassosi (ossido di carbonio e metano).

A questo trattamento vengono sottoposti gli acciai dolci per ele-varne la durezza superficiale e la resistenza all’usura, pur mante-nendo elevata la resilienza del nucleo del pezzo. La cementazione èpraticata su organi di macchine, quali ingranaggi, alberi di trasmis-sione, bielle, ecc.

NITRURAZIONE

Anche la nitrurazione è un trattamento termochimico che forma unostrato di nitruro di ferro (Fe4N) particolarmente duro, resistente allacorrosione e alle alte temperature. Consiste nel riscaldare il pezzoa circa 500 °C esponendolo a vapori di ammoniaca per diverse ore:circa 50 ore per ottenere uno strato di nitruro di 0,3 mm.

Analogo è lo scopo della nitrurazione rispetto alla cementazione:superfici dure e nucleo tenace; ma in questo caso si raggiungonodurezze maggiori e non si creano deformazioni, causate invecedalla elevata temperatura di cementazione.

La nitrurazione è un trattamento finale del ciclo di lavorazione diingranaggi, alberi a gomito, calibri di precisione.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

RICOTTURA

La ricottura è un trattamento termico consistente nel riscaldamento delpezzo a temperatura di poco superiore (30÷50 °C) a quella di trasforma-zione e, dopo permanenza adeguata in quella temperatura, in un lentoraffreddamento. Lasciando il pezzo nel forno lo si lascia raffreddare len-tamente (circa 10 °C/ora) fino alla temperatura di trasformazione (Tt), ol-tre la quale il raffreddamento può anche essere più rapido.

Scopo essenziale della ricottura è quello di omogeneizzare la strut-tura cristallina, eliminando quindi le tensioni interne provocate daprecedenti lavorazioni o trattamenti, e rendendo il materiale piùlavorabile o adatto a ulteriori trattamenti termici.

La ricottura è quindi un trattamento preliminare ad alcune lavo-razioni oppure conseguente ad altre; per esempio con essa si elimi-nano gli incrudimenti da trafilatura, la tempra locale causata da sal-dature o lavorazioni alla macchina utensile, ma può anche servire apredisporre il pezzo a un trattamento di tempra.

Gli effetti della ricottura sono:

• aumento della lavorabilità;• aumento della resilienza;• diminuzione della resistenza a rottura;• diminuzione della durezza.

Ricottura di grandi pezzi in acciaio.

Pezzi nitrurati.

Ciclo termicodella ricottura.

Ciclo termico dellanormalizzazione.

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SISTEMA CAD CAM

UNITÀ DI GOVERNO

Funzioni dicomando

Funzioni dicontrollo

Computercentrale

MACCHINA UTENSILE

Attuatori TrasduttoriPezzogrezzo

Pezzofinito

Dati geometricidi progetto

Istruzioni dilavorazione

Il passaggio dall’era delle macchine a quella dell’informatica hasegnato profondamente sia i modi di produzione sia i modelli orga-nizzativi dell’industria. Anche le macchine utensili hanno parteci-pato intensamente a questa trasformazione.

La macchina utensile convenzionale era una macchina prevalente-mente a controllo manuale da parte dell’operatore; era lui che funge-va da tramite tra progettista e macchina, montando il pezzo grezzo,impostando i parametri di lavorazione, avviando la macchina e rego-landone i moti. Alla sua perizia era legata la qualità del prodotto.

Con l’introduzione di macchine automatiche si è resa possibile l’ese-cuzione ripetitiva di una intera sequenza di operazioni; all’operatorespettava il compito della messa a punto della macchina, dell’avvio edel controllo. Gradualmente, con la produzione industriale di grandeserie, si sono accentuati i processi di automazione fino all’introduzio-ne di sistemi di controllo numerico (CN), che consentivano di fornirealla macchina comandi di posizionamento dell’utensile o del pezzosotto forma di coordinate, cioè valori numerici. L’elevata precisioneche questo controllo posizionale permetteva, congiunta allo sviluppoimpetuoso dell’informatica, ha portato a un ampliamento delle fun-zioni di controllo della macchina da parte di unità computerizzate, at-traverso gli attuali sistemi a controllo numerico computerizzato(CNC). Il dilagare di questa tecnologia è testimoniato dalla preponde-rante quota di macchine utensili a CNC prodotte attualmente.

MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO

Le macchine utensili a CNC sono governate da un flusso di infor-mazioni che comandano l’intera lavorazione: posizioni e sposta-menti dell’utensile e del pezzo, parametri di lavorazione, cambio diutensile, controlli di lavorazione, carico e scarico del pezzo, ecc.

Durante l’intera lavorazione si realizza un intenso scambio tra lamacchina utensile vera e propria e l’unità di governo. Quest’ultimaè un vero e proprio computer, interno o esterno alla macchina, chepossiede una sequenza di istruzioni da inviare agli attuatori, cioè idispositivi elettrici, meccanici o pneumatici che attivano le funzio-ni operative. L’unità di governo non serve solo al comando maanche al controllo delle lavorazioni; infatti essa riceve informazionidalla macchina sul processo in atto mediante i trasduttori; essi rile-vano dati su spostamenti, velocità, dimensioni del pezzo, posizione

e usura dell’utensile, in modo che l’unità di governo le possa con-frontare con le istruzioni e intervenire con eventuali retroazioni.

L’unità di governo può fornire alla macchina sia istruzioni singo-le, di volta in volta immesse dall’operatore, sia un completo pro-gramma di lavorazione del pezzo, detto programma-pezzo.

Il programma-pezzo viene redatto secondo linguaggi di program-mazione, talvolta propri della macchina (linguaggio macchina), piùspesso standardizzati (per esempio linguaggio ISO o altri).

La necessità di rendere sempre più flessibili le macchine a CNCha indotto l’innovazione a realizzare flussi di informazioni semprepiù intensi tra unità di controllo della macchina e computer esterni.

La grande diffusione di sofisticati programmi CAD (ComputerAided Design) permette di integrare i dati dimensionali di progettocon le istruzioni CAM (Computer Aided Manufactoring) relative allalavorazione. La realizzazione di un unico sistema CAD-CAM con-sente di disporre di grandi sorgenti di dati convertibili in istruzioniper la macchina.

L’apertura della macchina a sistemi informatici centralizzati per-mette inoltre di inserire la singola produzione nella gestione azien-dale complessiva, dagli ordini alla consegna. Ciò rende la macchi-na a CNC uno dei più validi alleati della flessibilità produttiva, ban-diera dell’attuale fase industriale. Le macchine a CNC trovano unlargo impiego sia nelle grandi aziende, orientate ormai verso siste-mi di produzione molto flessibili, sia nelle piccole e medie aziendeche, nonostante i costi elevati, trovano in esse uno strumento ver-satile per produzioni di piccola o grande serie.

LAVORAZIONI

Automazione

Struttura di una macchina a CNC.

Il software CAD CAM consente la visualizzazione dei percorsi dell’utensile e la simulazione degli effetti (sopra) e gestisce la lavorazione fino al pezzo finito (sotto).

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27Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

Gli impieghi delle macchine a CNC comprendono:

• prodotti di piccola o grande serie;• stampi;• prototipi;• prodotti speciali (grandi dimensioni, altissima precisione e com-

plessità di lavorazione).

La struttura costruttiva di una macchina a CNC è nettamente tra-sformata rispetto a quella convenzionale. I dispositivi di comandoe controllo sono accorpati nell’unità di controllo, che in genere sipresenta come un computer fornito di display, tastiera e pannello dicomandi, dislocato in posizione comoda per seguire e controllare lalavorazione. Tramite l’unità di governo si possono inserire dati diprogrammazione, avviare o bloccare la lavorazione, seguire passopasso il processo di lavorazione ed esercitare i controlli adeguati.

La macchina utensile è in genere racchiusa in un involucro com-patto, che garantisce sicurezza durante le lavorazioni e consenteuna comoda accessibilità alla zona di lavorazione del pezzo. Al suointerno si trovano tutti gli organi di movimentazione del pezzo edell’utensile, comprendenti anche:

• dispositivi di carico e scarico automatico del pezzo;• magazzino utensili da cui vengono prelevati automaticamente gli

utensili necessari;• magazzino pezzi grezzi e finiti.

Per ridurre i tempi di cambio dell’utensile spesso sono presentimandrini multipli, torrette portautensili a slitta o a revolver con nume-rosi utensili.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Le macchine a CNC, grazie ai loro trasduttori,possono trasformarsi in sofisticate macchine dirilievo 3D (tridimensionale) del pezzo sostituen-do l’utensile con appositi tastatori. In tal modo sipossono convertire in dati numerici (digitalizza-re) le dimensioni e le caratteristiche superficiali,controllandone il grado di precisione.Quasi tutte le macchine utensili (torni, fresatrici,rettificatrici, trapani) sono ormai prodotte in ver-sione a CNC, con gamme di modelli dalle presta-zioni e dai costi più vari.

CENTRI DI LAVORO

Il centro di lavoro è nato come evoluzione dellafresatrice a CNC, ampliando la gamma di lavora-zioni fino a renderla una macchina universale.L’importanza dei centri di lavoro è testimoniata

dall’intensa innovazione cui sono soggetti, dalla struttura ai compo-nenti, dai materiali al software di gestione; l’innovazione trova peròi suoi limiti nei costi e nell’affidabilità: le macchine non devonorisultare troppo avanzate e complesse per mantenere un rapportofavorevole tra prezzo e prestazioni.

I punti salienti dell’evoluzione dei centri di lavoro possono esse-re così sintetizzati:

Unità di governo di macchina a CNC.

Macchina a CNC.

Portautensili a slitta e a revolver su macchina a CNC.

Tastatore permacchina a CNC.

Motomandrino su macchina a CNC.

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28 Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

• innovazione tecnologica, tendente a:– alta velocità di taglio (tecnologia HSC, High Speed Cutting);– alta precisione di movimenti e di lavorazione;– adozione di motomandrini, cioè mandrini con motorizzazione

integrata, che elimina i cinematismi e ottimizza la gamma divelocità;

– sistemi automatici di cambio utensile, con notevoli magazziniutensili;

– movimentazione automatica dei pezzi;– strutture termosimmetriche, che distribuiscono le fonti di calo-

re in modo da garantire stabilità ed equilibrio alle dilatazionitermiche;

– ottimizzazione statica e dinamica della struttura per favorireprecisione e velocità di lavorazione;

• flessibilità produttiva, cioè adattabilità a lavorazioni molto diver-se mediante strutture modulari modificabili secondo le esigenzecon sostituzione di componenti;

• flessibilità gestionale, cioè possibilità di concepire il centro comemacchina a sé stante (stand alone) oppure integrarla, mediantecontrollo centralizzato, ad un sistema produttivo formato da altricentri, sistemi automatici di carico, scarico e trasporto pezzi supallet (piattelli di trasporto).

La flessibilità, parola chiave dell’attuale dizionario economico-sociale, ha consentito l’abbandono della produzione di grande serie(anche nella grande industria) a favore della produzione just-in-time, cioè conseguente agli ordinativi, che

• elimina i problemi di scorte e immagazzinamento;• consente produzioni con ampia gamma di modelli;• si adatta alla accelerata innovazione dei prodotti.

I centri di lavoro per le loro caratteristiche si prestano a essere inte-grati in sistemi flessibili di produzione (FMS, FlexibleManufactoring System) che consentono rapidi passaggi da un tipo diproduzione a un altro; la configurazione di questi sistemi vienedeterminata di volta in volta sulle esigenze della produzione just-in-time. I centri di lavoro diventano le unità componenti di un com-plesso sistema controllato da un software gestionale e connesso dasistemi di trasporto dei pezzi da un centro all’altro.

ROBOT

I robot sono macchinari automatici in grado di manipolare e muo-vere oggetti (pezzi, utensili, apparecchiature) secondo percorsi pro-grammati e gestiti da computer.

Anche nei robot gli spostamenti sono comandati da una unità digoverno (computer) che invia istruzioni agli attuatori interni alrobot. L’unità di governo, oltre al programma di operazioni, si servedi dati ricevuti da sensori (telecamere e trasduttori) che segnalanole posizioni e le altre grandezze (pressioni, forze, temperature, ecc.)necessarie al controllo delle operazioni.

I robot sono impiegati industrialmente in:

• operazioni ripetitive su pezzi come carico e scarico sulla macchinautensile, movimentazione tra diverse macchine, assemblaggio;

• operazioni di precisione come controlli e misurazioni;• lavorazioni in ambiente nocivo o pericoloso quali saldature, ver-

niciature, taglio con laser, ecc.

I robot hanno un’alta produttività legata alla ripetività e alla preci-sione delle loro prestazioni; sono inoltre macchine versatili, perché

LAVORAZIONI

glossarioRobot: deriva dal termine robota (in lingua ceca «lavoro servile») usatodallo scrittore Karel Capek (1890-1938) in un suo dramma teatrale sugliautomi («R.U.R.»).

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Scarico automatico del pezzo. Linea di montaggio robotizzata.

Operazione di saldatura mediante robot.

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riprogrammabili e attrezzabili con varie apparecchiature portatili.La struttura del robot consiste normalmente in:

• supporto fisso o mobile;• articolazioni che attuano moti rotatori o traslatori conferiti

all’estremità che esegue le operazioni;• braccio, organo di sostegno dell’estremità;• polso, articolazione terminale provvista di diversi moti rotatori;• mano, che nei casi di manipolazione di pezzi è provvista di orga-

ni prensili (dita), mentre quando il robot deve eseguire lavorazio-ni presenta un attacco per montare lo strumento di lavoro.

Un robot è caratterizzato dai gradi libertà (traslazioni e rotazioni)delle sue articolazioni. Quanto maggiori sono i gradi di libertàtanto più grande sarà la sua versatilità, congiunta però a comples-sità e costi molto più alti. In base ai gradi di libertà i robot sonoriconducibili alle seguenti tipologie fondamentali.

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Schema di robot articolato orizzontalmente e dei suoi moti principali.

Movimentazione di pezzo eseguita da robot.

Verniciatura realizzata da robot.

3

2

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3

1

ROBOT ARTICOLATO ORIZZONTAL-MENTE (tipo SCARA) con tremoti di rotazione su pianoorizzontale e un moto ditraslazione verticale. Il suospazio di lavoro è cilindri-co. Consente lavorazionimeccaniche o elettriche supezzi leggeri.

In tutti i tipi si possono assegnare altri moti di rotazione all’artico-lazione finale (polso) che sostiene la mano.

ROBOT CARTESIANO. È provvistodi tre assi di traslazione(spostamento) tra loro per-pendicolari. Il suo spaziodi lavoro è riconducibile aun parallelepipedo anti-stante il supporto. È quindiun robot con pochi gradi dilibertà, ma i suoi movi-menti sono molto precisi.È impiegato per misura-zioni e assemblaggi.

ROBOT CILINDRICO. È fornitodi un moto rotatorio e didue assi di traslazione; ilsuo spazio di lavoro è uncilindro circostante il sup-porto. Per i suoi gradi dilibertà è impiegato in ope-razioni di carico, scarico emovimentazione di pezzi.

ROBOT POLARE. È provvisto didue moti rotatori e uno ditraslazione; il suo spazio dilavoro è una calotta sferica.È impiegato soprattuttoper saldature a punti.

ROBOT ANTROPOMORFO (similealla forma del braccioumano) con tre moti dirotazione. Il suo spazio dilavoro è praticamente sfe-rico. I suoi alti gradi dilibertà lo rendono adatto amolte lavorazioni (verni-ciatura, saldatura a puntio ad arco, ecc.) ma un po’meno precise di quelleconsentite dagli altri tipi.

Schema di robot cartesiano e dei suoi motiprincipali.

Schema di robotcilindrico e dei suoi motiprincipali.

Schema di robotpolare e dei suoimoti principali.

Schema di robotantropomorfo e dei suoi motiprincipali.

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RUBINETTI A MASCHIO

LAVORAZIONI

Studi di apparecchiature

� Funzione generale

Regolazione del passaggio di fluidi.

� Analisi strutturale

La cassa (1) è attraversata orizzontalmente da una cavità nella qualescorre il fluido; le estremità della cassa sono filettate per collegareal rubinetto i tubi di entrata e di uscita. Nella stessa cassa è presen-te anche una cavità tronco-conica, con asse verticale, nella quale siinnesta un maschio (2) rotante intorno al suo asse; il maschio è fis-sato mediante dado (5) ed è comandato da una maniglia (6). Lo stes-so maschio è stato forato con una finestra di forma approssimativa-mente trapezoidale e con asse orizzontale. La rotazione delmaschio apre o chiude una via di scorrimento al fluido.

� Analisi costruttiva

La tenuta del rubinetto è garantita soprattutto dall’aderenza tra lesuperfici tronco-coniche del maschio e della cassa; pertanto questesuperfici sono state rettificate per ridurne la rugosità ed elevarne laprecisione geometrica.

La tenuta del dado di fissaggio del maschio è ottenuta mediante unaguarnizione in plastica (3) pressata da un premistoppa in ottone (4).

La cassa, abbastanza sollecitata, è stata realizzata in bronzomediante fusione, filettatura e rettifica interna. Il maschio in otto-ne, invece, è stato lavorato mediante fusione, tornitura e rettifica.La maniglia, sottoposta a modeste sollecitazioni di flessione e tor-sione, è stata realizzata in ghisa per fusione; il foro quadro pratica-to nella maniglia consente il suo fissaggio nell’estremità superioredel maschio.

1 2

3

4

5

6

1

A - A

B B

C

C

A A

B - B

C - C

Scala 1:2

5

2

3

46

DD

D - D

� Listino pezzi

N. PEZZO QUANT. MATERIALE PRINCIPALI LAVORAZIONI SOLLECITAZIONI

1 Cassa 1 Bronzo Fusione, filettatura, rettifica Compressione

2 Maschio 1 Ottone Fusione, tornitura, rettifica Compressione, torsione

3 Guarnizione 1 Plastica Trafilatura Compressione

4 Premistoppa 1 Ottone Tornitura Compressione

5 Dado 1 Ottone Tornitura, filettatura Trazione

6 Maniglia 1 Ghisa Fusione Flessione, torsione

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MARTINETTO A VITE

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

glossarioLa regola del parallelogrammaserve a comporre e scomporre vettori. Per scomporre un vettore AB lungo due direzioni date (d1 e d2) sitracciano dagli estremi delvettore le parallele alle direzioni e si ottiene così il parallelogramma ABCD. I lati A�C e A�D forniscono i due vettori scomposti.

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A

D

B

C

d1 d2

� Funzione generaleSollevamento manuale di un’autovettura.

� Analisi strutturaleQuattro aste incernierate formano un rombo articolato (pantografo); ridu-cendo o aumentando la distanza tra due vertici opposti del pantografo, si al-lontanano o si avvicinano gli altri due. La regolazione della distanza è co-mandata da una vite che trasmette il moto rotatorio impresso dalla mano at-traverso una leva inserita nella sua estremità. La leva manuale riduce lo sfor-zo, demoltiplicato ulteriormente dalla vite. Inoltre una delle aste (4) del pan-tografo si prolunga fino all’appoggio a terra; essa quindi si comporta comeuna leva del secondo genere, sempre vantaggiosa. Gli appoggi sono incernie-rati per consentire la rotazione della struttura durante il sollevamento.

� Analisi meccanicaLe aste del pantografo sono sollecitate a compressione, quindi presentanosezione costante, cioè sono piastre di forma sostanzialmente rettangolare.L’asta più lunga (4) è sollecitata anche a flessione, quindi la sua sezionecresce verso la cerniera intermedia che trasmette il carico flettente (P3). Peralleggerire la struttura, ogni asta è costituita da una coppia di piastrineuguali, tenute a distanza costante da perni ribattuti alle estremità.

La vite è invece sollecitata a trazione e pertanto presenta una filettaturatrapezia, più resistente a questo tipo di sollecitazione. A un’estremità essaè bloccata a una cerniera del pantografo mediante il manicotto (7), pinza-to sulla vite, e il cuscinetto a sfere (6), che riduce l’attrito durante la rota-zione. All’estremità opposta la vite si collega a un’altra cerniera consisten-te in un perno con foro trasversale filettato.

� Analisi costruttivaLe diverse parti sono realizzate in acciaio temprato;le aste sono protette mediante verniciatura, mentrela vite è anodizzata. Le cerniere sono perni ribattu-ti (ribaditi) alle estremità. L’appoggio inferiore (8) equello superiore (9) sono realizzati in lamiera d’ac-ciaio da 2 mm, piegata e saldata.

2

34

1

5

7

6

9

8

1

2 3

4

5 76

89

Scala 1:2

� Listino pezzi

N. PEZZO QUANT. MATERIALE PRINCIPALI LAVORAZIONI SOLLECITAZIONI1 Piastra 2 Acciaio Tranciatura, tempra Compressione2 Piastra 2 Acciaio Tranciatura, tempra Compressione3 Piastra 2 Acciaio Tranciatura, tempra Compressione4 Piastra 2 Acciaio Tranciatura, tempra Compressione, flessione5 Vite 1 Acciaio Filettatura, tempra Trazione6 Cuscinetto 1 Acciaio Tornitura, tempra Compressione7 Manicotto 1 Acciaio Calandratura, tempra Compressione8 Supporto 1 Acciaio Piegatura, saldatura Compressione9 Supporto 1 Acciaio Piegatura, saldatura Compressione

PP1P2

Cerniera A

P1

P3P4

Cerniera B

P2P6

P5

Cerniera C

P8P7 P6

Cerniera D

P

P1P2

P4

P3

P5

P6

P8

P7

A

C B

D

Schema staticoScomponendo il carico P lungo le direzioni della aste (con la regola del parallelogramma)si può avere lo schema delle forze distribuite dalle cerniere e che agiscono sulle singole aste.

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BOZZELLO CON GANCIO

LAVORAZIONI

� Funzione generale

Sollevamento manuale o moto-rizzato di carichi.

� Analisi strutturale

È sostanzialmente una carruco-la mobile (1) inscatolata da duefiancate (6), rinforzate da pia-stre (7), che trasmettono lo sfor-zo di trazione a un gancio (12)imperniato trasversalmentenell’estremità inferiore.

� Listino pezzi

N. PEZZO QUANT. MATERIALE PRINCIPALI LAVORAZIONI SOLLECITAZIONI1 Carrucola 1 Ghisa Fusione Compressione

2 Perno 1 Acciaio Tornitura, tempra Taglio

3 Boccola 1 Bronzo Trafilatura Compressione, usura

4 Dado 2 Acciaio Tornitura, filettatura Compressione, taglio

5 Copiglia 2 Acciaio Tornitura, piegatura Taglio

6 Fiancata 2 Acciaio Tranciatura Trazione

7 Piastra 2 Acciaio Tranciatura, tempra Trazione

8 Tirante 4 Acciaio Tornitura, filettatura Trazione

9 Dado 8 Acciaio Tornitura, filettatura Compressione, taglio

10 Cuscinetto 1 Acciaio Tornitura, rettifica Compressione, usura

11 Traversa 1 Acciaio Stampaggio, fresatura, tempra Taglio, flessione

12 Gancio 1 Acciaio Stampaggio, tempra Trazione, flessione

13 Rosetta 2 Acciaio Stampaggio Compressione

14 Spina 2 Acciaio Tornitura Taglio

15 Dado 1 Acciaio Tornitura e filettatura Compressione, taglio

16 Copiglia 1 Acciaio Trafilatura e piegatura Taglio

A

A

B - BB

B

A - A

1

2

5

3

6

7

8

10

11

12

4

9

13

14

15

16

Le fiancate sono mantenute adistanza fissa da tiranti filettati (8)con dado (9). Sull’asse delle piastresi trovano i fori in cui sono alloggiati idue perni trasversali (2 e 11) che so-stengono la carrucola e il gancio.

� Analisi meccanica

Le sollecitazioni principali sono: compressio-ne per la carrucola, trazione per le fiancate e lepiastre, taglio per il perno della carrucola, taglioe flessione per la traversa del gancio, trazione eflessione per il gancio.

� Analisi costruttiva

La carrucola, realizzata in ghisa fusa, è irrigidita da quat-tro nervature. Tra la carrucola (1) e il perno (2) è alloggia-ta una boccola in bronzo (3) che diminuisce l’attrito. Ilgancio, in acciaio stampato, è invece inserito in un foropraticato nella traversa (11), che viene fissata alle estre-mità con spine (14). Il gancio è invece assicurato alla tra-versa mediante dado (15) poggiato su cuscinetto a sfere(10), che consente la rotazione del gancio intorno all’as-se verticale. I dadi sono bloccati da copiglie (5 e 16).

Scala 1:2glossarioCarrucola mobile: è un disco imperniato sul suo asse, sul quale è applicato il carico (forza resistente). La funeche passa lungo la carrucola è fissata a un’estremità e tirata dall’altra. Questa carrucola si può considerare una leva (AB) di secondo genere con fulcro centrale (O) ed è quindi vantaggiosa perché la forza motrice (F) è la metà del carico (P).

Accoppiando una carrucola mobile con una carrucolafissa (che invece non fornisce alcun vantaggio nellosforzo) si ha un paranco.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

P

F = P/2AOB

F = P/2

P

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MORSA

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

� Funzione generale

Bloccaggio di pezzi per lavorazioni alla macchina utensile.

� Analisi strutturale

Su un supporto (1) con la ganascia fissa scorre una slitta (2) con la ganasciamobile. Il supporto viene fissato mediante bulloni alla tavola portapezzo dellamacchina utensile (trapano, fresatrice, ecc.); i bulloni sono inseriti nelle asoleesterne del supporto. La slitta con ganascia mobile viene bloccata medianteleva (5) con eccentrico (3) imperniato su un bullone, cioè vite (4) + dado (8),che scorre entro l’asola centrale del supporto.

� Analisi meccanica

La ganascia fissa del supporto è sollecitata a fles-sione e pertanto è irrigidita da due nervaturetriangolari. La stessa ganascia fissa presenta duescanalature a V per il bloccaggio di pezzi cilindri-ci; le facce interne delle due ganasce sono zigrina-te per migliorarne la presa su facce piane. Laganascia mobile della slitta è compressa central-mente dall’eccentrico e quindi in questa zona èpiù spessa per resistere alla sollecitazione di fles-sione. La rotazione della leva, soggetta a flessio-ne, genera una pressione crescente dell’eccentri-co sulla ganascia mobile; l’eccentrico è quindisoggetto a carichi concentrati e usura.

� Analisi costruttiva

Il supporto e la slitta sono realizzate in lega dialluminio mediante fusione. Il pomello è invecedi plastica stampata e filettata. Tutti gli altri pezzisono di acciaio temprato, per resistere a sollecita-zioni abbastanza intense. Nel bullone è stata inse-rita una rosetta (7), interposta tra eccentrico e slit-ta, consentendo lo scorrimento della slitta purdopo aver serrato il bullone.

� Listino pezzi

N. PEZZO QUANT. MATERIALE PRINCIPALI LAVORAZIONI SOLLECITAZIONI1 Supporto 1 Alluminio Fusione Compressione, flessione2 Slitta 1 Alluminio Fusione Compressione, flessione3 Eccentrico 1 Acciaio Tornitura, tempra Compressione, usura4 Vite 1 Acciaio Filettatura, tempra Trazione, taglio5 Leva 1 Acciaio Filettatura, tempra Flessione6 Pomello 1 Plastica Stampaggio, filettatura Compressione7 Rosetta 1 Acciaio Stampaggio Compressione8 Dado 1 Acciaio Stampaggio, filettatura Compressione, taglio

1 2 3 4 5 6

1

B

B

AA

A - A

B - B

3

DD

D - D

4

5

7

8

6

Scala 1:2

Schema funzionaledell’eccentrico

2

C C

C - C

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LAVORAZIONI

CAVALLETTO

Di facile realizzazione, questo cavalletto è uti-lizzabile per esporre pannelli in multistrato oin cartone di dimensioni 70 ∑ 100 cm.

La struttura è formata da tre zampe uguali,due delle quali formano il telaio anteriore.Queste due zampe sono collegate da una tra-versa, fissata con viti, e da due placchette tra-pezie in compensato incollato e inchiodato.

Alla parte superiore del telaio è incerniera-ta la zampa posteriore; essa è bloccata da untirante (catenella o cavetto) fissato con viti agancio sulla traversa e sulla zampa posteriore.La lunghezza del tirante regola l’inclinazioneche si vuole dare alle zampe del cavalletto.

Sulla traversa è prevista una battuta pertrattenere il pannello poggiato su di essa; pereventuali difficoltà di lavorazione, si può farea meno della battuta. Per le zampe e la traversa si possono utilizza-re cantinelle in abete di sezione 6 ∑ 4 cm; le placchette si possonorealizzare con compensato da 3 mm.

� Lista del materiale• n. 3 zampe in abete 6 ∑ 4 ∑ 200 cm• n. 1 traversa in abete 6 ∑ 4 ∑ 70 cm• n. 2 placchette in compensato da 3 mm

• n. 2 viti a testa svasata di lunghez-za 6 cm

• n. 1 cerniera da 6 cm• n. 2 viti a gancio• catenella in ottone lunga circa 50 cm• colla e chiodini

PANNELLO A LIBRETTO

Questo pannello è compo-sto da due telai articolatitra loro mediante due cer-niere. Le dimensioni delpannello consentono diesporre fogli di cartone 70∑ 100 cm.

Ogni telaio è compostoda due montanti e due tra-verse in legno (abete oaltra essenza tenera) disezione 4 ∑ 6 cm. Traversee montanti sono collegatimediante incastri angolaria mezzo legno. Sui telaisono applicati due fogli dicompensato da 3 mm, fissandoli con colla e chiodini. I fogli di com-pensato su ambedue i fronti permettono di utilizzare le due faccia-te del pannello.

L’articolazione del pannello consente di regolare a piacere l’incli-nazione dei telai, ma soprattutto permette il sostentamento delpannello.

Sui bordi esterni dei telai si possono applicare viti a rampino e aocchiello per collegare il pannello ad altri uguali, formando compo-sizioni adattabili alle esigenze.

Per migliorarne l’estetica, il pannello può essere verniciato.

� Lista del materiale

• n. 4 montanti in abete 6 ∑ 4 ∑ 190 cm• n. 4 traverse in abete 6 ∑ 4 ∑ 110 cm• n. 4 fogli 110 ∑ 110 cm di compensato da 3 mm• n. 2 cerniere• n. 2 viti a rampino• n. 2 viti a occhiello• colla, chiodini (per il compensato) e viti (per gli incastri e le cer-

niere).

nota beneDalle singole proposte di esercitazioni, prima della eventuale lavorazione, si ricavi il disegno esecutivo con complessivo e particolari, e il foglio di lavorazione di ogni pezzo.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

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Articolazione della zampaposteriore mediante cerniera.

zampaposteriore

cerniera

telaioanteriore

70 cm

40 cm

200

cm

95 c

m

Telaioanteriore

110 cm

110

cm

190

cmCollegamentodelle traversecon i montantimediante incastria mezzo legno

Collegamentodei telai concerniere

Telaio

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ESER

CITA

ZION

I

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ESER

CITA

ZION

I

35Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

Quote in cm 4

6

108

6 3 63

3

3 12 3 3 12 3

126 4

3 6

Fiancata

Correntino

Traversa

7 13 7

4

310

3

320

43

20

4 4

27

4 4

3

PANCA

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

SGABELLO

La struttura, tutta in legno di essenza tenera (pino o abete), è costi-tuita da due tavolette incastrate una nell’altra ad angolo retto.

Il profilo delle tavolette è sostanzialmente identico, tranne la pro-fonda scanalatura centrale, che in una è superiore, mentre nell’al-tra è inferiore.

Sulla struttura è incollato e fissato con chiodi a spillo un sedile inmultistrato da 2 cm, a forma di disco e che presenta al centro un’aso-la per la presa con la mano. Gli spigoli del sedile sono raccordati.

� Lista del materiale

• n. 2 tavolette in legno 27 ∑ 43 ∑ 3 cm• n. 1 sedile � 30 cm in multistrato da 2 cm• colla e chiodi a spillo (4 cm).

La struttura, tutta in legno di essenza tenera (pino o abete), è formata da due fianca-te sulle quali si incastrano due correntini, di sopra, e una traversa, di sotto. Gli inca-stri sono fissati mediante colla. Sulla struttura sono poggiate due tavole, fissate concolla e chiodi a spillo, con spigoli raccordati. La lunghezza della panca (130 cm)consente la seduta a tre persone.

� Lista del materiale

• n. 2 fiancate in legno 27 ∑ 43 ∑ 3 cm• n. 2 correntini in legno 125 ∑ 6 ∑ 4 cm• n. 1 traversa in legno 108 ∑ 6 ∑ 4 cm• n. 2 tavole in legno 130 ∑ 14 ∑ 2 cm• colla e chiodi a spillo (4 cm)

nota beneDalle singole proposte di esercitazioni, prima della eventuale lavorazione, si ricavi il disegno esecutivo con complessivo e particolari, e il foglio di lavorazione di ogni pezzo.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

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Assemblaggiodella fiancatacon i correntinie la traversa

7 13 7

3

103,

5

320

43 20

7

27

7

3

3

15,5

7 13 7

3

103,

5

320

43

20

7

(27)

7

3

15,5

35 5

3

10

Ø30

2

Quote in cm

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LAVORAZIONIES

ERCI

TAZI

ONI

36 Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

ATTACCAPANNI DA PARETE

Tutti i pezzi sono in legno tenero (abete o pino). La spalliera è provvista di foripassanti � 3 cm nei quali sono inseriti e incollati dei pioli cilindrici. In essivengono incastrati e incollati gli appendini provvisiti di fori ciechi (� 3 cm;profondità 1,3 cm). La spalliera viene fissata alla parete mediante viti a espan-sione. Per la tracciatura del profili degli appendini si può ricorrere ad unamaschera in cartone.

� Lista del materiale

• n. 1 spalliera in legno (120 ∑ 10 ∑ 2 cm)• n. 4 pioli (� 3 cm; altezza 8,3 cm)• n. 4 appendini (15,2 ∑ 7 ∑ 2 cm)• n. 3 viti a espansione (� 10 mm)• colla

PORTAROTOLI

Tutti i pezzi sono in legno (faggio). Il fondo è una tavoletta sulla quale sono incollatee fissate con chiodi a spillo due fiancate provviste di dente. Le fiancate sono provvistedi un incavo nel quale viene alloggiato il perno. Quest’ultimo ha forma cilindrica consmussature alle estremità e con due gole che impediscono movimenti lungo l’asse.

Per tracciare il profilo delle fiancate ci si può servire di una maschera di cartone. Evi-dentemente le fiancate hanno profilo uguale, ma sono simmetriche per la posizionedel dente d’attacco al fondo.

Il portaroli può essere fissato al muro con viti a espansione oppure con attaccaglie(gancetti per appendere). Il portarotoli è dimensionato per i comuni rotoli di carta peruso domestico.

� Lista del materiale

• n. 1 fondo in legno(25 ∑ 10 ∑ 2 cm)

• n. 2 fiancate (17 ∑ 10 ∑ 2 cm)

• n. 1 perno (� 4; lun-ghezza 32,2 cm)

• n. 2 viti a espansione(� 8 mm) oppureattaccaglie

• colla e chiodi a spillo(lunghezza 3 cm)

nota beneDalle singole proposte di esercitazioni, prima della eventuale lavorazione, si ricavi il disegno esecutivo con complessivo e particolari, e il foglio di lavorazione di ogni pezzo.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

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Quote in cm

15,2

7 R 2,5

R 1

0

Costruzione del profilo degli appendini

1,3Ø3

2

Appendino

Perno

Fiancata sinistra

10

7

12

Ø3

1

2

2

5

Quote in cm

22,8 2,2 2,52,22,5

0,5 x 45°

� 4

� 3

32,2

2(120)

15 30 30 30 1510

Spalliera

Ø38,

3

Piolo

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ESER

CITA

ZION

I

37Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

FERMALIBRI

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

Questo fermalibri è una semplice lamiera piegata a L. Dovendoesercitare una certa resistenza e dovendo essere piegabile a freddo,è opportuno che la lamiera sia in acciaio da 1 mm e abbastanzadolce (per esempio un acciaio C20).

Per proteggere la lamiera dall’ossidazione bisognerà applicareuna mano di antiruggine e una di smalto. La parte verticale puòessere abbellita da forature disposte secondo figure geometriche eda decorazioni dipinte a smalto. Di seguito vengono proposte alcu-ne soluzioni liberamente modificabili.

SEGNAPOSTO

Serve per esporre cartellini con il nominativo di persone che parte-cipano a convegni, tavole rotonde o occasioni conviviali.

È formato da due lamierini di ottone piegati; inserendo il più pic-colo nell’altro si forma un prisma triangolare equilatero, i cui ango-li interni sono perciò di 60°. Nelle linguette del lamierino esterno siinserisce il cartellino.

Il dimensionamento proposto è adatto a convegni, nei quali ilcartellino debba avere dimensioni abbastanza grandi; in altre occa-sioni si possono adeguatamente ridurre le dimensioni.

La tracciatura dei lamierini si basa sullo sviluppo delle superfici.L’angolo di piegatura deve essere di 60°.

� Lista del materiale

• n. 1 lamierino di ottone (spessore 0,5÷0,8 mm) di dimensioni164 ∑ 150 mm

• n. 1 lamierino di ottone (spessore 0,5÷0,8 mm) di dimensioni94 ∑ 150 mm.

� Lista del materiale

• n. 1 lamiera di acciaio C20 da 1 mm di dimensioni 200 ∑ 100 mm• vernice antiruggine e smalto.

nota beneDalle singole proposte di esercitazioni, prima della eventuale lavorazione, si ricavi il disegno esecutivo con complessivo e particolari, e il foglio di lavorazione di ogni pezzo.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

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10071

(100

)

2929

42

29

100100

100

R20

100100

100

R25

R25

R25100100

100

R50

����

�����

12

150

70 70 12

150

12 70 12

Sviluppo delle superfici

Lamierini piegati

Quote in mm

60°60° 60° 60°

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FERMACARTE

È composto da quattro dischi con foro eccentrico (� 11) attraversoil quale passa una vite M10 a testa esagonale che si fissa su unabase cilindrica provvista di madrevite. La vite può essere totalmen-te o parzialmente filettata. Prima del serraggio della vite i dischipossono essere ruotati a piacere. Tutti i pezzi sono in ottone.

� Lista del materiale

• n. 4 dischi in ottone � 30(spessore 8 mm)

• n. 1 base in ottone � 50(spessore 8 mm)

• n. 1 vite a testa esagonaleM10 (lunghezza del gambo38 mm)

LAVORAZIONIES

ERCI

TAZI

ONI

38 Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

PORTAMATITE

Il portamatite è composto di due elementi in lamierino di ottone(spessore 0,5 mm) piegato; il supporto presenta un’asola in cuiviene inserito il tubolare. Quest’ultimo è separato in due cavità dialtezza diversa. Le estremità del supporto sono lievemente incurva-te e sono distanziate di 5 mm per alloggiare foglietti.

Per ricavare l’asola nel lamierino del supporto si possono esegui-re diversi piccoli fori ravvicinati lungo il profilo di tracciatura,asportando poi la parte interna e rifinendo il profilo con la lima. Perla piegatura del supporto si può utilizzare un blocchetto di legno disezione 40 ∑ 50 mm.

� Lista del materiale

• n. 1 lamierino di ottone (spessore 0,5 mm) di dimensioni265 ∑ 100 mm

• n. 1 lamierino di ottone (spessore 0,5 mm) di dimensioni219 ∑ 100 mm

nota beneDalle singole proposte di esercitazioni, prima della eventuale lavorazione, si ricavi il disegno esecutivo con complessivo e particolari, e il foglio di lavorazione di ogni pezzo.

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36

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25

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Vite

M10

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Base

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8

M10

Disco

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Ø30

Ø11

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Assemblaggio delle parti

Page 39: TECNOLOGIA INDUSTRIALE Ciclo di lavorazione · TECNOLOGIA INDUSTRIALE FOGLIO DI LAVORAZIONE La programmazione del ciclo di lavorazione si concretizza nella stesura di un foglio di

ESER

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39Copyright © 2014 Zanichelli Editore SpA, Bologna [5753]Questo file è un’estensione online dei corsi di disegno di Sergio Sammarone

PUNTALE PER FILO A PIOMBO

Il puntale è costituito da un corpo e dauna testa, uniti mediante filettatura M14.Ambedue le parti sono ricavate da barradi ottone � 30 lavorata mediante tornitu-ra. Nella testa è stato praticato un foro � 3attraverso il quale si inserisce il filo, poiannodato nell’estremità; nella parte infe-riore della testa è stato realizzato un forocoassiale col precedente e parzialmentefilettato (M14). Dal corpo sporge una viteM14 e la punta di conicità 60°. Sia il corposia la testa sono zigrinati.

� Lista del materiale

• n. 1 barra di ottone � 30 (lunghezza35 mm)

• n. 1 barra di ottone � 30 (lunghezza65 mm)

TECNOLOGIA INDUSTRIALE

È un dispositivo per tendere cavi ed ècomposto da un manicotto in cui si avvi-tano due tiranti a occhio con filettatureM10 di verso opposto, sinistro (LH) edestro (RH). Il manicotto è una barracilindrica con rastremature coniche; èattraversato da un foro filettato M10 peruna profondità di 44 mm sia da unaparte (con verso destro) che dall’altra(con verso sinistro). Per consentire ilserraggio del manicotto è presente unforo trasversale � 8 per l’inserimento diuna barretta che funga da maniglia; allostesso scopo sul manicotto vengono pra-ticate anche due spianature profonde 2mm, che permettono il serraggio conchiave da 16 mm. Per bloccare il serrag-gio si possono aggiungere due controda-di (M10 RH e M10 LH) tra i tiranti e ilmanicotto. Tutti i pezzi sono in acciaio.

� Lista del materiale

• n. 1 manicotto in acciaio � 20 di lun-ghezza 100 mm

• n. 1 tirante a occhio M10 RH congambo filettato per 40 mm

• n. 1 tirante a occhio M10 LH congambo filettato per 40 mm

TENDITORE

nota beneDalle singole proposte di esercitazioni, prima della eventuale lavorazione, si ricavi il disegno esecutivo con complessivo e particolari, e il foglio di lavorazione di ogni pezzo.

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Tirante a occhio

Manicotto M10

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