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Tecnologie e Sistemi di LavorazioneTecnologie e Sistemi di LavorazioneTecnologia Meccanica 2Tecnologia Meccanica 2

Geometria dell’utensile

Sez A-A: perpendicolare alla proiezione del tagliente principale sul piano di riferimentoSez B-B: perpendicolare alla proiezione del tagliente secondario sul piano di riferimento

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Angolo di spoglia inferiore principale

)1( tan

D

a

• Moto di lavoro: elica con avanzamento a (mm/giro) e diametro D del pezzo.• Traccia OL: inclinata di un angolo rispetto ad OR normale all’asse xx

• Riduzione dell’angolo: ampiezza effettiva dell’angolo di spoglia inferiore • Condizione di lavoro : lo strisciamento del fianco sul pezzo non è ammissibile

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• Sezione resistente SS’ dell’utensile alla pressione di taglio diminuisce al crescere dell’angolo di spoglia inferiore:

• Lo spessore S dell’usura del tagliente cresce con • La zona usurata sul petto a parità di VB ha una maggiore estensione per elevati. • Lo scenario (d) raggiunge l’usura ammissibile in più tempo (pressioni di taglio + basse)

- elevata sezione resistente piccolo - piccola sezione resistente grande

Variazione dello spessore di usura al variare di a con labbro di usura VB sul fianco dell’utensile costante

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• Scelta di in funzione del materiale da lavorare (5-20°) - Materiali molto duri piccolo (~5° piccolo ritorno elastico della superficie di taglio) - Materiali poco duri grande (~10-20° elevato ritorno elastico della superficie di taglio)

Materiali da lavorare tenaci richiedono piccoli


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• Scelta di in funzione del materiale dell’utensile e di quello da lavorare (2-12°) - Materiali molto duri con utensili fragili piccolo (~3-4°, per bassa tenacità e piccolo ritorno elastico) - Materiali poco duri con utensili di acciaio grande (~10-12° per alta tenacità e elevato ritorno elastico)


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Angolo di spoglia inferiore secondario ’

• Analogia con (recupero elastico della superficie lavorata) • La scelta operativa: = ’

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Angolo di spoglia superiore

• Regola la posizione relativa petto-piano di riferimento: influenza con il meccanismo di formazione del truciolo• influenza la deformazione prodotta durante la formazione del truciolo e le forze in gioco e, altresì, influenza l’angolo di scorrimento

Modello di Pijspanen (deformazione prodotta)

scot + tan () (diminuisce se aumenta)

Relazione di Ernst – Merchant (angolo di scorrimento)

angolo di scorrimento :

- diminuisce con l’aumentare dell’angolo di attrito

- aumenta con l’angolo di spoglia superiore

NL

NMKN

NL

KM

x

ss

PMEd

dFz 021450

Fz02

450

d

d s

Modello di formazione del truciolo per scorrimento

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• influenza inoltre: - l’attrito di scorrimento del truciolo sul petto dell’utensile (che si riduce all’aumentare di ) - l’estensione della sezione resistente SS’ (che si riduce all’aumentare di )• Un aumento di provoca dunque: minor deformazione, forze più basse, riduzione delle potenze assorbite, minor attrito e, quindi, temperature più basse.• Scelta di : più elevato possibile compatibilmente alla resistenza dello spigolo tagliente (eccezione materiali difficili da tagliare!)

tzs pF

- attrito + attrito

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• Materiali “difficili da tagliare” sono quelli per i quali la pressione del truciolo risulta applicata più vicina allo spigolo di taglio (antidoto: riduzione di per aumentare la sezione resistente)


a) Materiali difficili da tagliare b) Materiali non difficili da tagliare

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- faccetta negativa su utensile con + Per evitare eccessivi aumenti di forza

anche in questi casi si può impiegare un utensile a positivo, ricavando in punta una faccetta ad angolo negativo per una estensione di circa 0,2-0,4 a

(a) Relazione tra e

Dipendenza del materiale dell’utensile da - Utensile con materiale poco tenace implica piccolo - Carburi, leghe dure e ceramici con negativo (solo a compressione)Dipendenza del materiale da tagliare da - nei “difficili da tagliare” (freccia rivolta verso l’interno dell’utensile), anche nei “non difficili”

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• “Smussi” dei carburi sinterizzati di lunghezza - 0,2-0,4 a (effetto irrobustente ed antivibrante)

• “Smussi” dei carburi sinterizzati di lunghezza - 1,5-2 a (angolo di spoglia superiore negativo)


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• La distanza d (o, in seguito, KM) del cratere di usura (cavità che si forma sul petto dell’utensile in corrispondenza della zona in cui avviene lo scorrimento del truciolo) oltre a crescere con l’avanzamento a (Pijspanen), aumenta al diminuire di


(a) Distanza d del cratere di usura con l’avanzamento

(b) Distanza d del cratere di usura con l’angolo ssa s

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Angolo di spoglia superiore • Un aumento di provoca dunque: minor deformazione, forze più basse, riduzione delle potenze assorbite, minor attrito e, quindi, temperature più basse.• Scelta di : più elevato possibile compatibilmente alla resistenza dello spigolo tagliente (eccezione materiali difficili da tagliare!)

Angolo di taglio • = 90° – ( +– Influenza la robustezza del tagliente

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Angolo del tagliente principale

• Se 0 tre componenti di forza - Forza principale di taglio Fz, resistenza all’avanzamento Fx, forza di repulsione Fy• Se = 0 due componenti di forza - Forza principale di taglio Fz e resistenza all’avanzamento Fx. La forza di repulsione Fy può essere determinata dalla presenza del raggio di raccordo

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• “Utensili a coltello” (realizzazione di spallamenti)

• Risulta e se = 0 si ha s = a

• Aumentando si riduce s ed aumenta l: la durata dell’utensile dipende più da s che da l (se aumenta si allungherà la durata a parità di avanzamento!)• Tutto sembra spingere verso valori di più elevati possibili (purchè < 90°)

cos

)(OK! cos

pl

as


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Limiti superiori per

• Aumentando si riduce s – Limite per s (fenomeno del rifiuto: il truciolo non riesce a formarsi a causa dei cedimenti elastici e degli assestamenti - strisciamento)• Aumentando si aumentano le forze di taglio e di repulsione (si noti l’incremento delle zone di contatto truciolo-pezzo in lavorazione

Angolo del tagliente principale Le variazioni delle F si spiegano (empiricamente) in funzione dell’ampiezza della zone di contatto

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• Valori eccessivi di generano Fz ed Fy eccessive

• Valori consigliati: - = 0° o <0° per spallamenti - = 20-70° in condizioni normali crescenti con la rigidezza del sistema macchina-pezzo-utensile (se aumenta cresce la Fy e incrementano le vibrazioni ed il sistema deve essere molto rigido!)• Dipendenza della direzione del truciolo (con )

Angolo del tagliente secondario ’

• Influenza l’angolo da cui dipende la robustezza della punta (più grande possibile compatibilmente con ’ che condiziona la finitura superficiale)

Angolo dei taglienti

• Influenza la robustezza della punta ed il solco elicoidale


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Angolo di inclinazione del tagliente principale

• Influenza sulla robustezza della punta (analogamente a ) - Negativo nelle placchette ceramiche (compressione)

(a) Vista 3D dell’utensile

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Danneggiamento superfici lavorataRottura organi della macchinaDifficoltà di evacuazionePericolo per l’operatore

• Influenza sul deflusso del truciolo continuo (con )

• Utensili a coltello ( = 0) - > 0 (truciolo verso l’esterno) - < 0 (truciolo verso il pezzo)

(a) = 0, > 0 (b) = 0, 0

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• “Truciolo a molla di orologio” ( = = 0) – Deflusso parallelo alla superficie lavorata


• Variazione della direzione del flusso del truciolo in funzione di ( = 45°)

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• Valori consigliati di

Positivo tra 3-12° quando si desidera orientare il deflusso del truciolo allontanandolo dalla superficie lavorataNegativo tra 3-15° quando si desidera robustezza della punta (per utensili realizzati con materiali fragili) e non è necessario allontanare il truciolo dalla superficie lavorata (nel caso di presenza di rompitruciolo o di formazione di truciolo spezzato)Nullo In sistemi non rigidi o quando non ci sono altre necessità (riaffilatura semplice)


• Un aumento dell’angolo di inclinazione del tagliente principale negativo genera un aumento della forza di repulsione Fy. • Ciò può indurre vibrazioni nel sistema macchina-pezzo-utensile estremamente nocive in sistemi poco rigidi.

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Angoli di registrazione del tagliente principale e secondario e ’

• L’angolo definisce l’orientamento dell’asse dell’utensile rispetto alla generatrice della superficie lavorata. Essi sono anche funzione degli angoli del tagliente principale e secondario• Dipendenza dalla geometria della superficie lavorata e dagli angoli dei taglienti principale e secondario• Determinano la finitura insieme all’avanzamento a e al raggio di raccordo r dell’utensile

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Angoli di registrazione del tagliente principale e secondario e ’

• L’angolo definisce l’orientamento dell’asse dell’utensile rispetto alla generatrice della superficie lavorata. Essi, come ovvio, variano in funzione del profilo lavorato

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