Roma Giugno 2007 UNIVERSITĂ La Sapienza di ROMA FACOLTĂ DI INGEGNERIA Pagina 1.

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Estrusione diretta Estrusione indiretta

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Estrusione diretta acciaio

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Sistemi di sospensione

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prova di trazione condotta sulla lega piombo-stagno

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Colata in nastri (strip casting)

• La colata è simile a quella della bramma, ma il solido ad alta T

viene subito laminato a caldo fino a spessori di 2-6 mm. Questo

elimina i successivi stadi di laminazione a caldo riducendo i costi.

La compressione nella laminazione riduce la porosità migliorando

le proprietà meccaniche.

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Connessione diretta della colata e laminazione

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Piegatura: lavorazione essenziale per la produzione di pezzi a partire da fogli di lamiera.

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La cesoia a ghigliottina serve per realizzare strisce di lamiera con bordo rifinito per realizzare longheroni alari e correntini piegati , e per realizzare pannelli di copertura alari.

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Taglio laser

Un gas inerte viene soffiato ad alta velocità da un ugello, contemporaneamente attraverso questo gas si istaura un arco elettrico tra un elettrodo e la superficie da tagliare che trasforma il gas in plasma. Il plasma trasferisce calore al materiale metallico fino a portarlo alla temperatura di fusione e rompere così la continuità del metallo

Taglio plasma

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La modellazione avviene grazie ad un maschio pieno sul quale la centina prende forma grazie ala pressione esercitata dalla

gomma compressa dalla pressa

Nella immagine Pressa + Cassetta in gomma (Rossa)

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Nella immagine vediamo uno schema di come avviene lo stampaggio.

La centina prende forma grazie alla pressione esercitata dalla gomma compressa dalla pressa

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Imbutitura: superfici complesse a partire da lamiere

• Al tornio

• Alla pressa o stampaggio a freddo, utile per ottenere lamiere con

doppia curvatura essenziali in campo aerospaziale

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Idroformatura

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Lavorazioni alle macchine utensili

Lavorazioni per asportazioni di truciolo ossia per fenditura del

materiale.

• Possibile ottenere pezzi comunque complicati e di

qualsivoglia dimensione

• Basate sulla presenza di un utensile che fessura

localmente i pezzi e permette il distacco di una porzione

di materiale

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La velocità di taglio dipende dal materiale di cui è composta la fresa (o gli inserti che ne costituiscono i taglienti) e dalla durezza del materiale da lavorare. Per lavorare acciaio dolce (carico di rottura 490 N/mm2) le frese odierne fatte in Widia possono lavorare a velocità di taglio di 140 m/min, o fino a 200 m/min se dotate di ricoperture quali nitruro di titanio. La velocità di rotazione (n) della fresa in giri/min si calcola dividendo la velocità di taglio (moltiplicata 1000) per la circonferenza della fresa in mm (diametro φ per 3,14): .L'avanzamento dipende dalla densità di taglienti, che è minore se si lavora l'alluminio, media per l'acciaio,

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Tornitura

Produzione di superfici cilindriche. Pezzo soggetto a movimento rotatorio

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IL tornio e uno strumento indispensabile da officina per realizzare da pieno.

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Fresatura

In questo caso il movimento rotatorio e conferito all’utensile

che è politagliente, ossia con numerose parti taglienti

disposte su una superficie cilindrica.

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La fresa e uno strumento per realizzare da pieno.

Serve per costruire tutte le parti meccaniche del velivolo :

Carrello Rinvii Comandi ecc.

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Frese cnc con 5 assi per realizzare pezzi complessi

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La saldatura MIG (Metal-arc Inert Gas) Saldatura ad arco con metallo sotto protezione di gas,

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IL CICLO DI LAVORAZIONEGeneralità

Si dice CICLO DI LAVORAZIONE tutto l’insieme di operazioni necessarie a fabbricare un singolo elemento attraverso una successione di processi tecnologici (fusione, stampaggio, lavorazioni per asportazione di truciolo, trattamenti termici o superficiali, etc.)

Cosa si intende per PIANIFICAZIONE del ciclo di lavorazione? Funzione che stabilisce un insieme ordinato di operazioni che permettono a un pezzo greggio o semi-lavorato di raggiungere, attraverso passi successivi, la forma finale.

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1. Analisi critica del disegno di progetto.2. Scelta dei processi di lavorazione e della sequenza

di fasi.3. Raggruppamento delle operazioni in sottofasi.4. Scelta della sequenza delle operazioni.5. Scelta degli utensili e dei parametri di taglio.6. Scelta o progettazione delle attrezzature.7. Calcolo dei tempi e dei costi di fabbricazione8. Stesura dei fogli di lavorazione.

IL CICLO DI LAVORAZIONEI passi principali

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IL CICLO DI LAVORAZIONEDefinizioni

OPERAZIONE ELEMENTARE: lavorazione di una superficie elementare realizzata con un unico utensile.

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IL CICLO DI LAVORAZIONEEsempio

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• Dimensioni del pezzo.• Dimensioni delle macchine utensili e delle attrezzature da

impiegare.• Tolleranze dimensionali e di forma.• Influenzano la scelta delle macchine, dei processi tecnologici

da utilizzare, degli utensili e il posizionamento del pezzo.• Qualità superficiale • Scelta del processo di taglio e di tutti i parametri associati.• Trattamenti termici• E’ richiesto che essi occupino una opportuna posizione tra le

varie fasi i lavorazione.• Materiale.• Il valore degli angoli caratteristici, il materiale dell’utensile, i

parametri di taglio, i dispositivi di bloccaggio.

IL CICLO DI LAVORAZIONELe informazioni di partenza

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• Tipo di greggio.Operazioni preliminari, superfici iniziali di riferimento e bloccaggio, quantità di sovrametallo da asportare.

• Quantità di pezzi da produrre.Pochi esemplari o quantità rilevanti.

• Regime di produzione Regime economico (min costo di lavorazione) o regime produttivo (quantità prodotta = volume di produzione richiesto – es: ritardo nelle consegne, ordinativi imprevisti, ecc.).

• Disponibilità di mezzi e attrezzature.La pianificazione del ciclo deve sfruttare al meglio la disponibilità delle risorse (es: possibilità di ulteriori acquisti).

• Ubicazione del macchinario – professionalità del personale – automazione del parco macchine.Riduzione al minimo dei tempi di trasporto, ecc.

IL CICLO DI LAVORAZIONELe informazioni di partenza

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta dei processi e della sequenza

delle fasiPrimo passo: individuare le superfici che devono essere lavorate e, in base alla loro forma, posizione, precisione dimensionale e finitura superficiale, ipotizzare i possibili processi di lavorazione da usare.

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta dei processi e della sequenza delle fasi

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta dei processi e della sequenza

delle fasiSecondo passo: si raggruppano le superfici secondo il principio di poter lavorare il maggior numero di superfici con il medesimo processo (stessa fase) e possibilmente con lo stesso piazzamento.

! Esistono fori coassiali a superfici esterne eseguibili con la tornitura? Si, foratura della 7 sarà da eseguirsi con tornitura di 1, 2, 3, 4 e 5.

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta dei processi e della sequenza delle fasi

Terzo passo: individuate le fasi è necessario sequenziarle rispettando i vincoli di precedenza tra di esse: devono essere eseguite prima le lavorazioni necessarie per realizzare quelle successive.

ESEMPIO.

La fresatura della sup. 6 e la foratura dei fori 8 devono essere eseguite dopo la fase di tornitura, per motivi di riferimento rispetto all’asse del pezzo materializzato dalla 2 o dalla 4.

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Scelta dei processi e della sequenza delle fasi

Quarto passo: cicli alternativi.

Ciclo impostato su macchine a basso grado di automazione e operazioni manuali. tempi di produzione costo mano d’opera

basso costo ammortamento

Adatto per numero di pezzi limitatoCiclo impostato su macchine ad elevato grado di automazione. tempi di produzione costo mano d’opera

costo ammortamento

Adatto per numero di pezzi elevato

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Fase di lavorazione:TORNITURA

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Operazione elementare: esempi

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Operazione elementare:FORATURA

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Operazione elementare:MASCHIATURA

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IL CICLO DI LAVORAZIONERaggruppamento delle operazioni in sottofasi

FASE 10 – Op. Tornitura 1, 2, 3, 4, 5Foratura 7

Sotto fase a) Tornitura 4, 5Foratura 7

Sotto fase b) Tornitura 1, 2, 3

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta degli utensili

Obiettivo: scegliere gli utensili più adatti per garantire la qualità e l’economicità della produzione.

•Angoli di profilo.

•GeometriaGeometria dell’inserto: forma del petto dell’utensile (rompitruciolo, g), ecc.

• Materiale dell’inserto.

• Forma e dimensioni del portautensile

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Obiettivo: ottimizzazione economica del processo di taglio.

• Velocità di taglio.

• Avanzamento

• Profondità di passata

IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta dei parametri di taglio

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta delle attrezzature

Obiettivo: riferire il pezzo nello spazio di lavoro della macchina e bloccarlo in posizione stabile e senza deformazioni.Scelta basata su analisi delle superfici del pezzo, delle lavorazioni da effettuare in ogni fase e sotto-fase, della precisione dimensionale e delle tolleranze.

Principio di progettazione: posizionamento isostatico. Ogni corpo nello spazio - spazio di lavoro della macchina XYZ – ha 6 gradi di libertà; il principio consiste nell’eliminare i 6 gradi di libertà con il minimo numero indispensabile di punti di contatto tra pezzo e attrezzatura.

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IL CICLO DI LAVORAZIONEScelta delle attrezzature: definizioni

Superfici di riferimento

SR Superfici del pezzo dove sono localizzati i 6 punti, che entrano a contatto con gli elementi dell’attrezzatura. Per quanto possibile devono coincidere con i riferimenti di quotatura.

Superfici di partenza

SP Superfici del greggio di partenza che svolgono la funzione di superfici di riferimento (in genere durante la prima sotto-fase).

Superfici di appoggio

SA Superfici attraverso le quali si scaricano le sollecitazioni generate dalle forze di taglio.

Superfici di bloccaggio

SB Superfici sulle quali agiscono i dispositivi di bloccaggio dell’attrezzatura.

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• Tempi attivi: si hanno quando avviene il movimento relativo fra utensile e pezzo con asportazione di truciolo

• Tempi passivi: si hanno quando non avviene la lavorazione

• Tempi di preparazione: sono quei tempi necessari alla preparazione della macchina utensile, al prelievo dal magazzino di utensili e strumenti di controllo e alla interpretazione del foglio di ciclo da parte dell’operatore.

Calcolo dei tempi di lavorazione e dei costi di produzione

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I fogli di lavorazione: esempio

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Lo studio delle tolleranze nella fabbricazioneLa quota di fabbricazione di una superficie lavorata

è definita dalla posizione del tagliente dell’utensile rispetto alla relativa superficie di riferimento

Taglienti periferici.

Taglienti laterali.

Fresatura con fresa a disco Fresatura con coppia di frese a disco.

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Si deve cercare di assicurare, nei limiti del possibile, la coincidenza della quotatura di definizione con quella di fabbricazione

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Aumento dei pezzi scartati perché non conformi(quota b fuori tolleranza)

anche se conformi alle specifiche funzionali(quote a e c in tolleranza)

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