Sistemi di Produzione II Il processo di...

Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione

© 2006 Politecnico di Torino 1

La deformazione plastica

2

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




6


Generalità

Processi di laminazione

Analisi teorica

La condizione di imbocco

Dimensionamento energetico



7

La laminazione

Processo continuo

8

La laminazione

Processo continuo

Elevata produttività e precisione



9

La laminazione

Processo continuo


Può essere eseguito a caldo o a freddo

10

La laminazione

Processo continuo



Riduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri



11

La laminazione

Processo continuo



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

12

Schematizzazione del processo



13


Asse di laminazione

14


Cilindro laminatoio

Cilindro laminatoio



15


Zona di deformazione

16

La produzione

Produzione di elevati volumi di semilavoratiper successive lavorazioni per deformazione plastica e/o tagliobarre tonde, quadrate o rettangolari



17

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



21

Laminatoio a duo reversibile

22

Laminatoio a quarto

Cilindro di appoggio

Cilindro di lavoro




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Generalità


Analisi teorica





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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



27

Metodo Sendzimir

Rulli d’appoggio

28

Metodo Sendzimir

Cilindri condotti



29

Metodo Sendzimir

Cilindrimotori




31


Generalità


Analisi teorica



32

Parametri di laminazione

L

Proiezione dell’arco di contatto sull’asse di

laminazione



33


l0

h0

34


h1

l1



35


w

Allargamento trasversale(costante)

36

Deformazione del materiale

Riduzione di spessore

Allargamento

Allungamento

10 hhh −=∆

01 www −=∆

01 lll −=∆



37

La velocità del materiale

h0 /2h1 /2

v0

v1

INOUT

38


whvwhv 1100 =1

0

0

1

hh

vv

=

Per la costanza del volume si ottiene una proporzionalità tra velocità in ingresso e in uscita:



39


v0

v1

INOUT

vR

R ω

Velocità del rullo

40

La precessione

RR v

vP 1=



41

Conseguenze teoriche

La velocità del materiale aumenta progressivamente dall’ingresso all’uscita

La velocità periferica dei cilindri laminatori è costante

42

Andamento velocità – arco di contatto

Arco di contatto

Velo

cità Velocità del rullo



43


Arco di contatto

Velo

cità

Velocità teorica del pezzo

44


Arco di contatto

Velo

cità

Velocità effettiva del pezzo



45


Arco di contatto

Velo

cità

Slittamento SlittamentoAderenza

46


Arco di contatto

Velo

cità

Punto neutro




48


Generalità


Analisi teorica





49


α

R

Angolo di laminazione

odi imbocco

50


R

α

P

P · sinα

Forza radiale del cilindro sul

materiale



51


R

α

P

P · sinα

T=P ·µ Componente tangenziale di

attrito

T · cosα

52


α⋅≥α⋅⋅µ sincos PP αµ tan≥

α



53

La condizione di trascinamento

α’ 2tan

αµ ≥

α′⋅≥α′⋅⋅µ sincos PP α′≥µ tan

54

L’angolo di laminazione

α

R

h0 /2h1 /2

LL / tanα

∆h /2

2

tanhR

L∆−

=α



55


α

R

h1 /2

LL / tanα

∆h /2

RL

hR

L≈

∆−=

2

tan α

Si considera questo termine

trascurabile

56


L

R – ∆h / 2R

R∆h /2

Dal teorema di Pitagora su

questo triangolo



57


22

2

∆−−= hRRL

58


hRhRRL ∆⋅+∆−−=4

222

22

2

∆−−= hRRL

0≈



59


hRhRRL ∆⋅+∆−−=4

222

22

2

∆−−= hRRL

0≈

hRL ∆⋅≈

60


RL

≈αtan

RhR ∆⋅

≈αtan

hRL ∆⋅≈



61

Massima riduzione di spessore ammissibile

RhR ∆⋅

≈≥ αµ tan

62


2

2

∆⋅≥R

hRµR

hR ∆⋅≈≥ αµ tan



63


2

2

∆⋅≥R

hRµ

Rh∆

≥2µ

RhR ∆⋅

≈≥ αµ tan

64


2

2

∆⋅≥R

hRµ

Rh∆

≥2µ

RhR ∆⋅

≈≥ αµ tan

Rh ⋅<∆ 2µ




66


Generalità


Analisi teorica





67

La pressione media del rullo sul materiale

σ3

σ2 = σm1

2

3

68


Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana:

Ypm 32

3 =σ≈



69


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 ⋅⋅=



71

Calcolo della coppia sui rulli

L

w

pm½ L

Punto di applicazione della

pressione

ω

72


FLC ⋅=FLC ⋅⋅=21

2



73



2

wLpC m ⋅⋅= 2

74

La potenza applicata


2

wLpC m ⋅⋅= 2ω⋅= CP



75

Sommario della lezione

Generalità sulla laminazione

Esempi di laminatoi

Analisi teorica del processo


Dimensionamento energetico del processo

Domande di riepilogo

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