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Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione
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La deformazione plastica
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La deformazione plastica
Lavorazioni per deformazione
Il processo di laminazione
Estrusione e trafilatura
La forgiatura
La formatura della lamiera
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Obiettivi della lezione
Evidenziare l’importanza della laminazione nell’ambito delle lavorazioni per deformazione plastica
Fornire un’adeguata base teorica per la comprensione del funzionamento del processo
Mostrare i principali utilizzi del processo nell’ambito delle lavorazioni primarie e secondarie
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Bibliografia per la lezione
“Sistemi di Produzione”A. Villa, G. Murari, D. AntonelliC.L.U.T. Editrice, 2004
capitolo 3 paragrafo 4
“Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione”Santochi, GiustiCasa Editrice Ambrosiana, 2000
capitolo 5 paragrafo 4
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Il processo di laminazione
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Il processo di laminazione
Generalità
Processi di laminazione
Analisi teorica
La condizione di imbocco
Dimensionamento energetico
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La laminazione
Processo continuo
8
La laminazione
Processo continuo
Elevata produttività e precisione
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La laminazione
Processo continuo
Elevata produttività e precisione
Può essere eseguito a caldo o a freddo
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La laminazione
Processo continuo
Elevata produttività e precisione
Può essere eseguito a caldo o a freddo
Riduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri
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La laminazione
Processo continuo
Elevata produttività e precisione
Può essere eseguito a caldo o a freddo
Riduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri
La rotazione dei cilindri garantisce il flusso di materiale nel processo
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Schematizzazione del processo
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Schematizzazione del processo
Asse di laminazione
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Schematizzazione del processo
Cilindro laminatoio
Cilindro laminatoio
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Schematizzazione del processo
Zona di deformazione
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La produzione
Produzione di elevati volumi di semilavoratiper successive lavorazioni per deformazione plastica e/o tagliobarre tonde, quadrate o rettangolari
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La produzione
Produzione di elevati volumi di semilavorati
Produzione di laminati finitilamiere spesse o sottili, piatti, profilati di diverse geometrie, tubi, anelli, vergelle, fili, ecc.
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Tipologie di laminazione
Laminazione a caldograndi deformazioni con carichi modesti
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Tipologie di laminazione
Laminazione a caldo
Laminazione a freddobuona finitura superficiale del prodotto, precisione dimensionale, uniformità di spessorelimiti sulla deformazione applicabile e sulle dimensioni del materiale di partenza
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Laminatoio a duo semplice
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Laminatoio a duo reversibile
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Laminatoio a quarto
Cilindro di appoggio
Cilindro di lavoro
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Il processo di laminazione
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Il processo di laminazione
Generalità
Processi di laminazione
Analisi teorica
La condizione di imbocco
Dimensionamento energetico
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Esempi di cicli di lavorazione
Colata di lingotti
Blooming
Spianatura, saldatura testate
Decapaggio
Laminazione Sendzimir
Ricottura o galvanizzazione
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Metodo Sendzimir
Lamierasottile
Gabbia di laminazione
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Metodo Sendzimir
Rulli d’appoggio
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Metodo Sendzimir
Cilindri condotti
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Metodo Sendzimir
Cilindrimotori
Il processo di laminazione
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Il processo di laminazione
Generalità
Processi di laminazione
Analisi teorica
La condizione di imbocco
Dimensionamento energetico
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Parametri di laminazione
L
Proiezione dell’arco di contatto sull’asse di
laminazione
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Parametri di laminazione
l0
h0
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Parametri di laminazione
h1
l1
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Parametri di laminazione
w
Allargamento trasversale(costante)
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Deformazione del materiale
Riduzione di spessore
Allargamento
Allungamento
10 hhh −=∆
01 www −=∆
01 lll −=∆
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La velocità del materiale
h0 /2h1 /2
v0
v1
INOUT
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La velocità del materiale
whvwhv 1100 =1
0
0
1
hh
vv
=
Per la costanza del volume si ottiene una proporzionalità tra velocità in ingresso e in uscita:
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La velocità del materiale
v0
v1
INOUT
vR
R ω
Velocità del rullo
40
La precessione
RR v
vP 1=
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Conseguenze teoriche
La velocità del materiale aumenta progressivamente dall’ingresso all’uscita
La velocità periferica dei cilindri laminatori è costante
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Andamento velocità – arco di contatto
Arco di contatto
Velo
cità Velocità del rullo
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Andamento velocità – arco di contatto
Arco di contatto
Velo
cità
Velocità teorica del pezzo
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Andamento velocità – arco di contatto
Arco di contatto
Velo
cità
Velocità effettiva del pezzo
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Andamento velocità – arco di contatto
Arco di contatto
Velo
cità
Slittamento SlittamentoAderenza
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Andamento velocità – arco di contatto
Arco di contatto
Velo
cità
Punto neutro
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Il processo di laminazione
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Il processo di laminazione
Generalità
Processi di laminazione
Analisi teorica
La condizione di imbocco
Dimensionamento energetico
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La condizione di imbocco
α
R
Angolo di laminazione
odi imbocco
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La condizione di imbocco
R
α
P
P · sinα
Forza radiale del cilindro sul
materiale
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La condizione di imbocco
R
α
P
P · sinα
T=P ·µ Componente tangenziale di
attrito
T · cosα
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La condizione di imbocco
α⋅≥α⋅⋅µ sincos PP αµ tan≥
α
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La condizione di trascinamento
α’ 2tan
αµ ≥
α′⋅≥α′⋅⋅µ sincos PP α′≥µ tan
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L’angolo di laminazione
α
R
h0 /2h1 /2
LL / tanα
∆h /2
2
tanhR
L∆−
=α
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L’angolo di laminazione
α
R
h1 /2
LL / tanα
∆h /2
RL
hR
L≈
∆−=
2
tan α
Si considera questo termine
trascurabile
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L’angolo di laminazione
L
R – ∆h / 2R
R∆h /2
Dal teorema di Pitagora su
questo triangolo
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L’angolo di laminazione
22
2
∆−−= hRRL
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L’angolo di laminazione
hRhRRL ∆⋅+∆−−=4
222
22
2
∆−−= hRRL
0≈
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L’angolo di laminazione
hRhRRL ∆⋅+∆−−=4
222
22
2
∆−−= hRRL
0≈
hRL ∆⋅≈
60
L’angolo di laminazione
RL
≈αtan
RhR ∆⋅
≈αtan
hRL ∆⋅≈
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Massima riduzione di spessore ammissibile
RhR ∆⋅
≈≥ αµ tan
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Massima riduzione di spessore ammissibile
2
2
∆⋅≥R
hRµR
hR ∆⋅≈≥ αµ tan
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Massima riduzione di spessore ammissibile
2
2
∆⋅≥R
hRµ
Rh∆
≥2µ
RhR ∆⋅
≈≥ αµ tan
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Massima riduzione di spessore ammissibile
2
2
∆⋅≥R
hRµ
Rh∆
≥2µ
RhR ∆⋅
≈≥ αµ tan
Rh ⋅<∆ 2µ
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Il processo di laminazione
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Il processo di laminazione
Generalità
Processi di laminazione
Analisi teorica
La condizione di imbocco
Dimensionamento energetico
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La pressione media del rullo sul materiale
σ3
σ2 = σm1
2
3
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La pressione media del rullo sul materiale
Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana:
Ypm 32
3 =σ≈
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La pressione media del rullo sul materiale
Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana:
Supponendo lineare l’andamento della pressione lungo l’arco di contatto:
+=
mm h
LYp µ
21
132
Ypm 32
3 =σ≈
70
La forza di separazione
L
w
pm
wLpF m ⋅⋅=
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Calcolo della coppia sui rulli
L
w
pm½ L
Punto di applicazione della
pressione
ω
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Calcolo della coppia sui rulli
FLC ⋅=FLC ⋅⋅=21
2
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Calcolo della coppia sui rulli
FLC ⋅=FLC ⋅⋅=21
2
wLpC m ⋅⋅= 2
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La potenza applicata
FLC ⋅=FLC ⋅⋅=21
2
wLpC m ⋅⋅= 2ω⋅= CP
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Sommario della lezione
Generalità sulla laminazione
Esempi di laminatoi
Analisi teorica del processo
La condizione di imbocco
Dimensionamento energetico del processo
Domande di riepilogo