TECNOLOGIA MECCANICA II - ilariodevincenzo.com · TECNOLOGIA MECCANICA II Corso di Laurea...

TECNOLOGIA MECCANICA II Corso di Laurea Specialistica in Ing. Meccanica tenuto dal prof. Luigi Tricarico. Sunto degli argomenti trattati nel corso omonimo che propone essenzialmente una

rielaborazione delle dispense ricoprendo i due macro-argomenti: MATERIALI E STUDI DI

FABBRICAZIONE e LAVORAZIONI NON CONVENZIONALI.

2008

A.D. Cardillo – A. delli Carri – V.A. Nigro Politecnico di Bari

09/01/2008

A.D. Cardillo - A. delli Carri - A.V. Nigro TECNOLOGIA MECCANICA II – A.A. 2007/2008

II SOMMARIO

SOMMARIO

Sommario ........................................................................................................................................................................... II

■ MATERIALI E STUDI DI FABBRICAZIONE ......................................................................................................................... 1

1. RICHIAMI INTRODUTTIVI SUI PROCESSI DI FONDERIA .................................................................................................... 1

Passi principali nella realizzazione di un oggetto per fusione ........................................................................................ 4

Disegno del getto ............................................................................................................................................................ 5

Disegno del modello ....................................................................................................................................................... 6

2. PIANIFICAZIONE PROCESSO DI FABBRICAZIONE PER FUSIONE E STIMA DEI COSTI ........................................................ 8

Scelta di un processo in base ai requisiti ........................................................................................................................ 8

Definizione delle fasi e dei parametri del processo ...................................................................................................... 10

Stima dei costi ............................................................................................................................................................... 11

Fattore di complessità della forma ........................................................................................................................... 12

Complessità di superfici ed anime ............................................................................................................................ 12

Costo degli utensili .................................................................................................................................................... 12

Costo del materiale: getto, anime e forma ............................................................................................................... 13

Costo dell’energia ..................................................................................................................................................... 13

Costo del lavoro ........................................................................................................................................................ 14

Scelta di un processo in base ai costi ............................................................................................................................ 14

Confronto tra colata in terra e pressofusione .......................................................................................................... 15

3. LA GHISA NELLA PRODUZIONE DEI GETTI ..................................................................................................................... 16

Classificazione delle ghise ............................................................................................................................................. 16

Elementi Grafitizzanti, Antigrafitizzanti e di lega ...................................................................................................... 16

Impiego ......................................................................................................................................................................... 17

Designazione e Costi ..................................................................................................................................................... 18

Ghise bianche ............................................................................................................................................................... 18

Struttura e Applicazioni ............................................................................................................................................ 18

Composizione e Proprietà meccaniche..................................................................................................................... 18

Ghise conchigliate o temprate o trotate ...................................................................................................................... 18

Caratteristiche .......................................................................................................................................................... 18


III SOMMARIO

Applicazioni ............................................................................................................................................................... 19

Ghise grigie ................................................................................................................................................................... 19

Influenza della composizione chimica ...................................................................................................................... 19

Grafite nelle ghise ..................................................................................................................................................... 20

Vantaggi e svantaggi delle ghise grigie ..................................................................................................................... 22

Ghise malleabili ............................................................................................................................................................. 22

Proprietà meccaniche ............................................................................................................................................... 22

Realizzazione getti .................................................................................................................................................... 22

Ghise malleabili a cuore bianco ................................................................................................................................ 23

Ghise malleabili a cuore nero ................................................................................................................................... 23

Ghise sferoidali (Europa) – Ghise duttili o nodular (USA) ............................................................................................. 23

Inoculazione Solidificazione e raffreddamento ........................................................................................................ 24

Proprietà e campi di applicazione ............................................................................................................................. 24

Ghise legate .................................................................................................................................................................. 25

Resistenti alla corrosione .......................................................................................................................................... 25

Resistenti al calore .................................................................................................................................................... 25

Studio di progetto di un getto in ghisa: alloggiamento dell’asse per un trasportatore cingolato ................................ 26

Fasi per lo studio del progetto .................................................................................................................................. 26

Caratteristiche del componente ............................................................................................................................... 26

Le problematiche ...................................................................................................................................................... 26

Benefici nell’uso della ghisa duttile: riduzione dei costi ed aumento delle prestazioni ........................................... 27

L’approccio del disegno della colata ......................................................................................................................... 27

Aspetti critici della progettazione della colata ......................................................................................................... 27

Disegno del cilindro .................................................................................................................................................. 27

Disegno delle nervature di rinforzo .......................................................................................................................... 28

Disegno del modello e delle anime per la produzione delle scanalature ................................................................. 30

Disegno del modello: controllare modulo di raffreddamento e solidificazione ....................................................... 31

Controllo del costo del modello ................................................................................................................................ 32

Disegni definitivi ....................................................................................................................................................... 33

Conclusioni ................................................................................................................................................................ 34


IV SOMMARIO

Studio di progetto di un getto in ghisa duttile: giunto cardanico in un motore marino tra entrobordo-fuoribordo ... 35



Le problematiche ...................................................................................................................................................... 35

Benefici nell’uso della ghisa duttile: riduzione dei costi ed aumento delle prestazioni ........................................... 35


Requisiti e scelta della ghisa da utilizzare ................................................................................................................. 36

Disegno per ottenimento di una forma a rete .......................................................................................................... 37

Forma a rete e costi di lavorazione ........................................................................................................................... 38

Disegno finalizzato alla producibilità ed alla qualità ................................................................................................. 38

Scelta del materiale del modello sul costo di lavorazione e la sua vita utile ............................................................ 39

Disegno finale del modello superiore ed inferiore ................................................................................................... 40

Lavorazioni finali ....................................................................................................................................................... 40

Conclusioni ................................................................................................................................................................ 40

4. ACCIAI INOSSIDABILI (INOX) ......................................................................................................................................... 41

Acciai inossidabili: Effetto della composizione ............................................................................................................. 41

Classificazione degli acciai inossidabili ......................................................................................................................... 43

Classificazione e proprietà degli acciai inossidabili ferritici ...................................................................................... 43

Acciai inossidabili martensitici .................................................................................................................................. 45

Acciai inossidabili austenitici .................................................................................................................................... 49

Acciai inossidabili induriti per precipitazione ........................................................................................................... 51

Acciai Inossidabili Bifasici (DUPLEX) .............................................................................................................................. 52

Proprietà ................................................................................................................................................................... 52

Impiego ..................................................................................................................................................................... 53

Tipi di corrosione .......................................................................................................................................................... 53

Corrosione per vaiolatura (pitting corrosion) ........................................................................................................... 53

Corrosione Interstiziale o in fessura (crevice corrosion) .......................................................................................... 54

Corrosione Intergranulare o intercristallina ............................................................................................................. 54

Corrosione sotto tensione o Stress Corrosion .......................................................................................................... 55

Studio di progetto di un getto in acciaio: disco rotore per il motore di trazione in una locomotiva diesel ................. 56


V SOMMARIO



Requisiti .................................................................................................................................................................... 57


Scelta dell’acciaio ...................................................................................................................................................... 57

Composizione della lega AISI-SAE 1023 .................................................................................................................... 57

Scelta del metodo di formatura ................................................................................................................................ 58

Orientamento del componente nella forma ............................................................................................................. 58

Scelta del sistema di colata ....................................................................................................................................... 59

Disegno finale del guscio di formatura del getto ...................................................................................................... 60

Ottenimento del getto .............................................................................................................................................. 60

Lavorazione meccanica del getto.............................................................................................................................. 60

Controllo di qualità ................................................................................................................................................... 61

Conclusioni ................................................................................................................................................................ 61

Studio di progetto di un getto in acciaio per microfusione: braccio-leva nel sistema di distribuzione di motori BMW

...................................................................................................................................................................................... 62


Il sistema Valvetronic della BMW ........................................................................................................................... 62

Utilizzo della tecnologia di fusione nel sistema Valvetronic ..................................................................................... 63

Il componente oggetto di studio: il braccio a leva intermedio ................................................................................. 63

Analisi delle opzioni di produzione ........................................................................................................................... 64

Scelta del materiale .................................................................................................................................................. 64

Scelta del processo di formatura: la microfusione ................................................................................................... 64

Caratteristiche e progettazione del sistema di colata .............................................................................................. 67

Scelta della configurazione ed orientazione della forma .......................................................................................... 67

Assemblaggio dei modelli ......................................................................................................................................... 68

Investment e colata .................................................................................................................................................. 68

Pulitura, taglio, ricottura e lavorazioni per asportazione di truciolo ........................................................................ 69

Trattamento termico e rettifica ................................................................................................................................ 69

Nitrurazione al Plasma .............................................................................................................................................. 69


VI SOMMARIO


Conclusioni ................................................................................................................................................................ 70

Studio di progetto di un getto in acciaio: accumulatore idraulico per un sottomarino della Marina Americana ........ 71


L’applicazione e la descrizione del componente ...................................................................................................... 71

Il progetto ed il processo originario .......................................................................................................................... 72

Scelta dell’acciaio inossidabile Duplex ...................................................................................................................... 73

Colata centrifuga....................................................................................................................................................... 73

Trattamento termico e lavorazione meccanica ........................................................................................................ 76


Conclusioni ................................................................................................................................................................ 76

5. ALLUMINIO E LEGHE DI ALLUMINIO ............................................................................................................................. 78

Leghe di Alluminio ........................................................................................................................................................ 78

Leghe semilavorate ....................................................................................................................................................... 78

Leghe non trattabili termicamente ........................................................................................................................... 79

Leghe trattabili termicamente .................................................................................................................................. 79

Trattamenti termici ....................................................................................................................................................... 80

Ricottura ................................................................................................................................................................... 80

Tempra di soluzione (TG) .......................................................................................................................................... 81

Invecchiamento ........................................................................................................................................................ 81

Distensione ............................................................................................................................................................... 82

Designazione convenzionale dell’alluminio e delle sue leghe semilavorate ................................................................ 83

Stato di fornitura ...................................................................................................................................................... 83

Leghe da Fonderia ........................................................................................................................................................ 84

Designazione leghe da fonderia ................................................................................................................................ 85

Leghe di Alluminio: effetto elementi di lega ................................................................................................................. 85

Studio di progetto di un getto in Lega di Alluminio: supporto di chiusura per un BOEING 767 ................................... 87

Fasi dello studio del getto ......................................................................................................................................... 87

Applicazione .............................................................................................................................................................. 87

Funzione e Disegno ................................................................................................................................................... 87


VII SOMMARIO

Supporto uplock: Descrizione ................................................................................................................................... 87

Il problema del progetto del getto ........................................................................................................................... 88

Selezione della Lega d'alluminio ............................................................................................................................... 89

Caratteristiche del getto per quanto riguarda resistenza e rigidezza ....................................................................... 90

Caratteristiche del progetto ..................................................................................................................................... 90

Controllo della microstruttura .................................................................................................................................. 91

Scelta delle zone su cui effettuare lavorazioni alle macchine utensili ...................................................................... 92

Colata dell’alluminio ................................................................................................................................................. 93

Processo di saldatura ................................................................................................................................................ 93

Controllo qualità ....................................................................................................................................................... 93

Conclusioni ................................................................................................................................................................ 94

Studio di progetto di un getto in Alluminio: monoblocco per motori della General Motors su modelli Truck/SUV .... 95

Studio del Progetto ................................................................................................................................................... 95

Motori GM per fuori-strada ed autocarri ................................................................................................................. 95

Progetto del motore ................................................................................................................................................. 95

I problemi del progetto del getto ............................................................................................................................. 97

Scelta della Lega d’alluminio ..................................................................................................................................... 97

Leghe prese in considerazione per questa applicazione .......................................................................................... 97

Confronto: colata in sabbia verde e colata in forma persa ....................................................................................... 99

Colata in forma persa ............................................................................................................................................. 100

Caratteristiche dettagliate del getto ....................................................................................................................... 100

Modello di poliestere espanso................................................................................................................................ 101

Formazione del polistirolo espanso ........................................................................................................................ 101

Rivestimento del modello ....................................................................................................................................... 101

Procedura per rivestire il modello .......................................................................................................................... 102

Riempimento con sabbia e Compattazione ............................................................................................................ 102

Colata del metallo ................................................................................................................................................... 102

Decomposizione del Modello ................................................................................................................................. 103

Controllo qualità ..................................................................................................................................................... 103

Ricapitolazione dei concetti sviluppati ................................................................................................................... 103


VIII SOMMARIO

Conclusioni .............................................................................................................................................................. 104

Studio di progetto di un getto in Alluminio: pedale del freno di una Chevrolet Corvette ......................................... 105

L’Applicazione e la descrizione del componente .................................................................................................... 105

Scelta del metodo di produzione ............................................................................................................................ 108

Studio di progetto di un getto in Alluminio: ventilatore termo-elettrico ................................................................... 112

Scelta del materiale ................................................................................................................................................ 113

Scelta del processo di colata e risoluzione problemi .............................................................................................. 115

6. RAME E SUE LEGHE ..................................................................................................................................................... 117

Vantaggi e Svantaggi ................................................................................................................................................... 117

Proprietà del rame ...................................................................................................................................................... 117

Classificazione e designazione del rame ..................................................................................................................... 119

Classificazione e designazione del rame raffinato ...................................................................................................... 119

Rame contenete Ossigeno molecolare ................................................................................................................... 120

Rame Disossidato .................................................................................................................................................... 121

Rame esente da ossigeno ....................................................................................................................................... 121

Classificazione e designazione del rame basso legato ................................................................................................ 122

1. Rame all’argento ................................................................................................................................................. 122

2. Rame al tellurio ed allo zolfo .............................................................................................................................. 122

3. Rame all’arsenico ................................................................................................................................................ 122

Proprietà meccaniche del rame raffinato e basso legato ........................................................................................... 123

Leghe di Rame ............................................................................................................................................................ 124

Trattamenti termici delle leghe di rame ................................................................................................................. 124

Classificazione e designazione delle leghe di rame ................................................................................................ 125

Ottoni .......................................................................................................................................................................... 126

Designazione convenzionale ................................................................................................................................... 126

Classi ....................................................................................................................................................................... 127

Trattamenti termici degli ottoni ............................................................................................................................. 132

Ottoni designazione e proprietà meccaniche ......................................................................................................... 132

Bronzi .......................................................................................................................................................................... 133

Bronzi allo stagno ................................................................................................................................................... 133


IX SOMMARIO

Bronzi al silicio ........................................................................................................................................................ 134

Bronzi all’alluminio (Cuproallumini) ....................................................................................................................... 135

Bronzi al Berillio ...................................................................................................................................................... 137

Cupronickel ................................................................................................................................................................. 137

Metalli Bianchi ............................................................................................................................................................ 138

Studio di Progetto di un getto in Bronzo colato in conchiglia: sistema a pedale ....................................................... 139

Fasi dello Studio del Progetto ................................................................................................................................. 139

Applicazione ............................................................................................................................................................ 139

Funzioni ................................................................................................................................................................... 139

Sistema pedale del freno ........................................................................................................................................ 139

Sistema dell’acceleratore ....................................................................................................................................... 140

Requisiti del sistema pedale ................................................................................................................................... 140

I problemi nella progettazione del getto ................................................................................................................ 140

Scelta della lega ...................................................................................................................................................... 140

L'Approccio per la colata in conchiglia (Chill-casting) ............................................................................................. 142

Problemi di forma-Riduzione degli Stress ............................................................................................................... 143

Processo di ottimizzazione del getto ...................................................................................................................... 144

Controllo qualità ..................................................................................................................................................... 146

Aspetti salienti ........................................................................................................................................................ 147

Conclusioni .............................................................................................................................................................. 147

7. ZINCO E SUE LEGHE .................................................................................................................................................... 149

Leghe di zinco per deformazione plastica .................................................................................................................. 150

Leghe di zinco per fonderia ........................................................................................................................................ 151

Diagramma di fase zn-al ......................................................................................................................................... 151

Confronto con altre leghe nella produzione di getti ............................................................................................... 152

Zama ........................................................................................................................................................................... 152

Composizione chimica ............................................................................................................................................ 153

Proprietà meccaniche ............................................................................................................................................. 153

Limitazioni di impiego ............................................................................................................................................. 154

Leghe di zinco per colate centrifughe ..................................................................................................................... 154


X SOMMARIO

Leghe di zinco ad alto tenore di alluminio .................................................................................................................. 155

Proprietà meccaniche delle leghe di zinco ad alto tenore di alluminio .................................................................. 155

8. MATERIALI COMPOSITI ............................................................................................................................................... 156

Distinzione per forma di inclusione ............................................................................................................................ 157

Tipi di fibre .................................................................................................................................................................. 157

Tipi di matrice ............................................................................................................................................................. 159

Matrice polimerica .................................................................................................................................................. 159

Matrice metallica .................................................................................................................................................... 160

Matrice ceramica .................................................................................................................................................... 161

Impiego ....................................................................................................................................................................... 162

9. MAGNESIO E SUE LEGHE............................................................................................................................................. 164

Generalità ................................................................................................................................................................... 164

Principali proprietà fisiche e meccaniche ............................................................................................................... 164

Generalità sull’utilizzo del magnesio ...................................................................................................................... 165

Caratteristiche e campi di applicazione .................................................................................................................. 166

Aspetti negativi delle leghe di magnesio ................................................................................................................ 167

La struttura cristallina e caratteristiche microstrutturali ....................................................................................... 168

I processi di produzione del Magnesio ................................................................................................................... 169

Le leghe di magnesio .................................................................................................................................................. 170

Designazione delle leghe di Magnesio .................................................................................................................... 170

Sviluppo delle leghe ................................................................................................................................................ 171

Effetto degli elementi di lega .................................................................................................................................. 171

Resistenza a Creep .................................................................................................................................................. 173

Produzione di componenti in lega di Magnesio ..................................................................................................... 178

Uso del Magnesio nelle automobili ........................................................................................................................ 181

Uso del Magnesio negli aerei .................................................................................................................................. 183

Uso del Magnesio nei prodotti elettronici .............................................................................................................. 184

Uso del Magnesio nella difesa ................................................................................................................................ 185

Uso del magnesio nella produzione elettrica ......................................................................................................... 185

Uso del magnesio nello spazio ................................................................................................................................ 185


XI SOMMARIO

Magnesio utilizzato per la fotografia ...................................................................................................................... 185

Magnesio utilizzato come anti-corrosivo e nelle batterie ...................................................................................... 186

Utilizzo del magnesio nella chimica ........................................................................................................................ 186

Magnesio nell'Acciaio desolforato .......................................................................................................................... 186

Magnesio come elemento di lega nell'Alluminio .................................................................................................... 187

10. TITANIO E SUE LEGHE ............................................................................................................................................... 188

Forme allotropiche ..................................................................................................................................................... 189

Leghe di titanio ........................................................................................................................................................... 189

Effetto elementi alliganti ............................................................................................................................................ 190

Soluzioni solide e principali effetti degli elementi di lega .......................................................................................... 191

Classificazione del Titanio e sue leghe ........................................................................................................................ 192

Proprietà meccaniche di riferimento ed utilizzo delle 4 classi ................................................................................... 193

Titanio commercialmente puro CP ......................................................................................................................... 194

Leghe Alfa ............................................................................................................................................................... 195

Leghe quasi Alfa ...................................................................................................................................................... 196

Leghe Alfa-Beta ....................................................................................................................................................... 197

Leghe Beta .............................................................................................................................................................. 200

Strutture ottenibili con trattamento d’invecchiamento ............................................................................................. 202

Proprietà del Titanio e sue leghe ................................................................................................................................ 203

Il titanio nelle lavorazioni ........................................................................................................................................... 206

Assorbimento ossigeno ........................................................................................................................................... 206

Saldatura ................................................................................................................................................................. 206

Lavorabilità alle macchine utensili .......................................................................................................................... 207

Applicazioni del titanio e sue leghe ............................................................................................................................ 207

■ LAVORAZIONI NON CONVENZIONALI ........................................................................................................................ 208

11. INTRODUZIONE ALLE LAVORAZIONI NON CONVENZIONALI..................................................................................... 208

12. LAVORAZIONI A GETTO ABRASIVO (ABRASIVE JET MACHINING - AJM) ................................................................... 215

Il processo ................................................................................................................................................................... 215

Il principio fisico .......................................................................................................................................................... 215

L’attrezzatura .............................................................................................................................................................. 215


XII SOMMARIO

Il sistema di propulsione del gas ed il sistema di dosaggio ..................................................................................... 215

Il sistema di guida e di raccolta dell’abrasivo ......................................................................................................... 216

L’ugello e le maschere ............................................................................................................................................ 216

Gli abrasivi .............................................................................................................................................................. 217

I parametri di processo ............................................................................................................................................... 217

1. Distanza ugello-superficie ................................................................................................................................... 218

2. Portata abrasivo .................................................................................................................................................. 219

3. Pressione del gas................................................................................................................................................. 219

4. Tipo di abrasivo ................................................................................................................................................... 219

Le capacità del processo ............................................................................................................................................. 219

Applicazioni ................................................................................................................................................................. 220

13. LAVORAZIONI A GETTO D’ACQUA (WATER JET MACHINING - WJM) ....................................................................... 222

Il processo ................................................................................................................................................................... 222


Dinamica del getto .................................................................................................................................................. 222

Meccanismi di asportazione ................................................................................................................................... 223

L’attrezzatura .............................................................................................................................................................. 224

Circuiti acqua/olio ................................................................................................................................................... 224

Sistemi di generazione della pressione ................................................................................................................... 224

L’intensificatore ...................................................................................................................................................... 225

Tubi trasporto acqua in pressione .......................................................................................................................... 226

L’ugello .................................................................................................................................................................... 226

Silenziatore ............................................................................................................................................................. 227



Applicazioni ................................................................................................................................................................. 229

14. LAVORAZIONI A GETTO D’ACQUA ABRASIVO (ABRASIVE WATER JET MACHINING -AWJM) .................................... 230

Il processo ................................................................................................................................................................... 230

Tipologia di macchine ................................................................................................................................................. 230

L’attrezzatura .............................................................................................................................................................. 231


XIII SOMMARIO

Sistema di pompaggio ............................................................................................................................................. 231

Alimentazione abrasivo .......................................................................................................................................... 232

Ugello ...................................................................................................................................................................... 232

Silenziatori e sistemi di protezione ......................................................................................................................... 234

Supporto ................................................................................................................................................................. 235


Parametri caratteristici dell’abrasivo ..................................................................................................................... 235

Parametri di miscelazione ....................................................................................................................................... 237

Parametri idraulici .................................................................................................................................................. 238

Parametri di taglio .................................................................................................................................................. 240

La Capacità del processo ............................................................................................................................................. 244

I materiali ................................................................................................................................................................ 244

Il kerf ....................................................................................................................................................................... 244

spessore di taglio .................................................................................................................................................... 245

Rugosità del kerf ..................................................................................................................................................... 245

Applicazioni ................................................................................................................................................................. 247

15. LAVORAZIONI PER ASPORTAZIONE CON ULTRASUONI (ULTRASONIC MACHINING) ................................................ 248

Il processo ................................................................................................................................................................... 248

Attrezzatura ................................................................................................................................................................ 249

Sorgente di potenza ................................................................................................................................................ 249

Trasduttore ............................................................................................................................................................. 249

Portautensile........................................................................................................................................................... 250

Utensile ................................................................................................................................................................... 251

Abrasivi ................................................................................................................................................................... 251


Potenza ................................................................................................................................................................... 253

Indipendenti di Ampiezza d’oscillazione ζ ............................................................................................................. 253

Dimensione abrasivo .............................................................................................................................................. 253

Frequenza ............................................................................................................................................................... 253

Il carico statico ........................................................................................................................................................ 254


XIV SOMMARIO

Tenacità a frattura .................................................................................................................................................. 254

Forma dell’utensile ................................................................................................................................................. 254

Parametri di processo che influenzano l’usura dell’utensile .................................................................................. 255

Parametri che influenzano la qualità della lavorazione .......................................................................................... 255

Capacita’ del processo ................................................................................................................................................ 256

Applicazioni ................................................................................................................................................................. 257

Processo RUM (Rotary Ultrasonic Machining) ........................................................................................................ 258

16. SALDATURA PER ULTRASUONI (ULTRASONIC WELDING) ......................................................................................... 260

Il processo ................................................................................................................................................................... 260


Attrezzatura ................................................................................................................................................................ 261

Sistema a cuneo e ad asta ...................................................................................................................................... 262

Sistema guidato lateralmente................................................................................................................................. 262

Utensile ................................................................................................................................................................... 263


Capacità di processo ................................................................................................................................................. 264

Compatibilita’ metalli da saldare ............................................................................................................................ 264

Applicazioni ................................................................................................................................................................. 264

Saldatura delle plastiche ......................................................................................................................................... 265

Il principio fisico ...................................................................................................................................................... 265

Influenza dell’amplificatore .................................................................................................................................... 266

Ampiezze e indicatori di stabilità ............................................................................................................................ 266

Progettazione del giunto ........................................................................................................................................ 267

Applicazioni degli inserti ......................................................................................................................................... 268

Esempi di inserti...................................................................................................................................................... 268

Rivettatura .................................................................................................................................................................. 269

17. LAVORAZIONI A FLUSSO ABRASIVE (ABRASIVE FLOW MACHINING - AFM) ............................................................. 270

Il processo ................................................................................................................................................................... 270

Il mezzo abrasivo ........................................................................................................................................................ 270

L’attrezzatura .............................................................................................................................................................. 271


XV SOMMARIO

La macchina ............................................................................................................................................................ 271

Le attrezzature ausiliarie ........................................................................................................................................ 273



Applicazioni ................................................................................................................................................................. 276

Un caso industriale ................................................................................................................................................. 277

18. LAVORAZIONE PER ASPORTAZIONE CHIMICA (CHEMICAL MACHINING CHM) ........................................................ 280

Il processo ................................................................................................................................................................... 280

La fresatura chimica .................................................................................................................................................... 281

Lavorazione per immersione .................................................................................................................................. 282

Fresatura foto-chimica (PCM) ................................................................................................................................. 282

Steps della lavorazione ........................................................................................................................................... 282

Parametri di processo ................................................................................................................................................. 283

I reagenti ................................................................................................................................................................. 285

Le applicazioni ............................................................................................................................................................ 286

19. LAVORAZIONE PER ESPORTAZIONE ELETTROCHIMICA (ELETROCHEMICAL MACHINING) ....................................... 287

Il processo ................................................................................................................................................................... 287


Le reazioni elettrochimiche .................................................................................................................................... 290

Parametri di processo ................................................................................................................................................. 290

Quantità di materiale asportato ............................................................................................................................. 291

Velocità di dissoluzione anodica ............................................................................................................................. 291

Il coefficiente di lavorabilità elettrochimica (Kv) .................................................................................................... 292

Il tasso di materiale asportato (MRR) ed il costo della lavorazione ....................................................................... 293

La forma del’utensile e la superficie lavorata ......................................................................................................... 293

Parametri di processo e range di lavoro ..................................................................................................................... 295

L’attrezzatura .............................................................................................................................................................. 296

Macchine per EMC .................................................................................................................................................. 296

Elettrolita ................................................................................................................................................................ 297

Utensile ................................................................................................................................................................... 297


XVI SOMMARIO

Capacità di processo ................................................................................................................................................... 298

Applicazioni ................................................................................................................................................................. 299

20. LAVORAZIONI PER ASPORTAZIONE ELETTROCHIMICA (ELECTROCHEMICAL OPERATION) ...................................... 300

Electrochemical Deburring ........................................................................................................................................ 300

Il processo ............................................................................................................................................................... 300

Parametri di processo ............................................................................................................................................. 300

Attrezzature ............................................................................................................................................................ 301

Applicazioni ............................................................................................................................................................. 301

Electrochemical Honing ............................................................................................................................................. 301

Il Processo ............................................................................................................................................................... 302


Electrochemical Grinding ........................................................................................................................................... 303

Il Processo ............................................................................................................................................................... 303

Attrezzatura ............................................................................................................................................................ 304


Esempi di applicazioni ............................................................................................................................................. 304

Electrostream Drilling ................................................................................................................................................. 305

Il processo ............................................................................................................................................................... 305

Attrezzatura ............................................................................................................................................................ 306

Capacità del processo ............................................................................................................................................. 306

Applicazioni ............................................................................................................................................................. 306

Shaped-Tube Electrolytic Machining .......................................................................................................................... 307

Il processo ............................................................................................................................................................... 307

Attrezzatura ............................................................................................................................................................ 307


Capacità del processo ............................................................................................................................................. 308

21. ESPORTAZIONE PER ELETTROEROSIONE (ELETRODISCHARGE MACHINING) ........................................................... 309

Il processo ................................................................................................................................................................... 309


Qualità della superficie e delle particelle rimosse .................................................................................................. 313


XVII SOMMARIO

Analisi dell’impulso in EDM .................................................................................................................................... 314

Attrezzatura ................................................................................................................................................................ 315

Sistema del dielettrico ............................................................................................................................................ 316


La corrente media di scarica ................................................................................................................................... 322

La corrente massima ............................................................................................................................................... 322

Durata dell’impulso ................................................................................................................................................ 322

Intervallo tra impulsi ............................................................................................................................................... 323

La tensione nominale .............................................................................................................................................. 324

Controllo del gap .................................................................................................................................................... 324

Influenza del materiale ........................................................................................................................................... 324

Capacità del processo ................................................................................................................................................. 325

Qualità della superficie lavorata ............................................................................................................................. 325

Tensioni residue nel layer superficiale ................................................................................................................... 326

Influenza del dielettrico sul contenuto di carbonio ................................................................................................ 326

Resistenza a fatica e confronto con altre lavorazioni ............................................................................................. 327

Applicazioni ................................................................................................................................................................. 327

EDM – Varianti al processo ......................................................................................................................................... 328

Improntatura per elettroerosione .......................................................................................................................... 329

Taglio per elettroerosione ...................................................................................................................................... 330

A.D. Cardillo

■ MATERIALI E STUDI DI FABBRICAZIONE

1. RICHIAMI INTRODUTTIVI SUI PROCESSI DI FONDERIA

Il processo di fonderia è sicuramente uno dei più antichi utilizzati dall’uomo. I primi metalli

furono: Ram

Nel grafico seguente sono messe a cofronto varie lavorazioni in funzione della rugosità superficiale ottenibile.

Risulta evidente che la formatura a

stampaggio

rugosità).

Con MODELLO PERMANENTE

A.D. Cardillo - A. delli Carri

MATERIALI E STUDI DI FABBRICAZIONE



Rame, Oro e Bronzo (stagno+rame)



(Drawing) sono i processi con cui è possibile ottene una maggiore rifinitura superficiale (ossia bassa

Formatura in forma

TRANSITORIA

Con MODELLO PERMANENTE

Con MODELLO CONSUMABILE

A. delli Carri - A.V. Nigro




Bronzo (stagno+rame)



) sono i processi con cui è possibile ottene una maggiore rifinitura superficiale (ossia bassa

Formatura in

TRANSITORIA

Con MODELLO CONSUMABILE

A.V. Nigro




Bronzo (stagno+rame) per la sua facilità di realizzazione.


Risulta evidente che la formatura a cera persa (Die Casting


Di un metallo

In CONCHIGLIA a GRAVITA'





per la sua facilità di realizzazione.


Die Casting), insieme alla


Procassi di formatura

A partire dallo stato liquido o

semi-solido

Di un metallo

In CONCHIGLIA a GRAVITA'

In CONCHIGLIA

PRESSIONE

Di plastiche

TECNOLOGIA MECCANICA II





per la sua facilità di realizzazione.


), insieme alla


Procassi di formatura

primari

A partire dallo stato liquido o

Formatura in forma

PERMANENTE

In CONCHIGLIA sotto

PRESSIONE

Di plastiche

A partire da granuli






), insieme alla laminazione a freddo


Formatura in forma

PERMANENTE

Colata CENTRIFUGA

A partire da granuli

TECNOLOGIA MECCANICA II – A.A. 2007/2008



Il processo di fonderia è sicuramente uno dei più antichi utilizzati dall’uomo. I primi metalli usati in fusione


laminazione a freddo (Cold Rollig


Colata CENTRIFUGA CONTINUA

A.A. 2007/2008



usati in fusione


Cold Rollig) e


Colata CONTINUA

1

usati in fusione


) e


A.D. Cardillo

Di seguito viene illustrata la nomenclatura essenziale

Le caratteristiche generali dei procedimenti di fabbricazione per fusione possono essere riassunte nella

seguente tabella che offre un confronto per alcuni aspetti solo qualitativo (usando un punteggio).

Le tecniche di

successiva alla solidificazione. Precisamente si parla di

necessariamente distruggere la forma

A.D. Cardillo - A. delli Carri




Le tecniche di formatura possono essere suddivise in due famiglie in base a ciò che accade alla forma nella fase


necessariamente distruggere la forma

A. delli Carri - A.V. Nigro




formatura possono essere suddivise in due famiglie in base a ciò che accade alla forma nella fase


necessariamente distruggere la forma per estrarre il getto ottenuto.

A.V. Nigro






per estrarre il getto ottenuto.


Di seguito viene illustrata la nomenclatura essenziale nell’ambito della fonderia.




successiva alla solidificazione. Precisamente si parla di formatura in forme transitorie




nell’ambito della fonderia.




formatura in forme transitorie




nell’ambito della fonderia.




formatura in forme transitorie (fig. in basso), quando occorre

TECNOLOGIA MECCANICA II – A.A. 2007/2008





(fig. in basso), quando occorre

A.A. 2007/2008





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