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18.Processi per asportazione: forme assialsimmetriche - Coggle Diagram
18.Processi per asportazione: forme assialsimmetriche
Classificazione dei processi per asportazione
Tipologia di moti:
moto di taglio
rotatorio
alternativo
rettilineo
moto di avanzamento
continuo
intermittente
moto di registrazione
posizionamento utensile in prossimità zona di lavoro
In base a tali distinzioni possono poi essere classificati in base a:
tipo utensile e contatto utensile-pezzo
moto di taglio
forma prodotti realizzati
Classificazione in base al tipo di utensile e al contatto utensile-pezzo:
contatto utensile-pezzo:
continuo
monotaglienti
laminatura, piallatura
stozzatura
tornitura
bitagliante
foratura
pluritagliente
brocciatura
discontinuo
pluritagliente
fresatura
pluritagliente a taglienti indefiniti
rettifica
tipo di utensile:
bitagliante
monotagliente
pluritagliente
pluritagliente a taglienti indefiniti
Classificazione in base al tipo di moto di taglio
moti di taglio rotatorio
alesatura
utensile
fresatura
utensie
foratura
utensile
rettifica
utensile
Tornitura
pezzo
moti di taglio rettilineo
piallatura
utensile
stozzatura
utensile
limatura
utensile
brocciatura
utensile
FACILE mettere in movimento ad elevata velocità l’utensile rispetto al
pezzo.
Classificazione secondo la forma prodotti realizzati:
varie forme
piallatura
limatura
brocciatura
rettifica
fresatura
Forma assialsimmetrica
barenatura
foratura
tornitura
alesatura
Processo di tornitura
forma assialsimmetrica
(sezione circolare).
parti piccole come viti per le cerniere delle montature di occhiali
parti grandi come gli alberi delle turbine per centrali elettriche.
la parte assialsimmetrica è messa in rotazione intorno al suo asse.
Operazioni di tornitura si definiscono:
a seconda della posizione dell’utensile
tornitura interna: lavorazione sup. interna pezzo cavo
tornitura esterna: lavorazione sup. esterna pezzo
a seconda della superficie che si vuole ottenere
Tornitura piana (o sfacciatura): superfici piane perpendicolari all’asse di rotazione del
pezzo.
Tornitura conica: superfici coniche.
Tornitura cilindrica: superfici cilindriche coassiali con l’asse di rotazione del pezzo.
Tornitura elicoidale: superfici elicoidali (filettature)
Tornitura di forma (profilatura): superfici dai contorni complessi
moto
Moto di avanzamento
tipo lineare
posseduto dell’utensile
Moto di registrazione
tipo lineare
posseduto dell’utensile
Moto di taglio
tipo rotatorio
posseduto del pezzo
Moto di lavoro
tipo elicoidale
posseduto combinazione
operazioni realizzabili mediante tornitura, ossia sulla macchina utensile di tornitura, detta tornio:
Tornitura cilindrica esterna: utensile ha moto di alimentazione parallelo all’asse di tornitura.
Tornitura piana esterna (sfacciatura): superfici piane perpendicolari all’asse di tornitura con alimentazione ┴ a tale asse
Tornitura esterna di superfici complesse: combinando i due moti di alimentazione // e ┴ asse del tornio si ottengono superfici di rivoluzione inclinati o ad arco di circonferenza (es. conici)
o accessibilità utensile con angoli di punta di 35°-55°
Tornitura interna: partendo da fori già presenti sul pezzo si possono realizzare superfici di rivoluzione aventi generatrici complesse (rettilinee o curvilinee)
o utensili con stelo del massimo diametro compatibile con ingombro
o utensili soggetti a vibrazione, f e d < esterne
Filettature interne e esterne: utensili di idonea geometria, moto di alimentazione // all’asse tornitura e avanzamento uguale al passo di filettatura.
o Rotazione del pezzo e avanzamento utensile perfettamente collegati (sistemi mecc. o elett.)
o inserto montato con inclinazione 0°-2°
Esecuzione di gole esterne e interne: utensile in corrispondenza della posizione longitudinale della gola, moto di appostamento e moto di alimentazione radiale.
o Ogni tipo di gola richiede inserto specifico
o Troncatura: alimentazione radiale arriva a tagliare completamente (stelo a forma di lama) → larghezza 3-6 mm (limite vibrazione)
Esecuzione e lavorazione di fori: fori con asse coincidente con quello di tornitura o allargature o finiture di fori preesistenti usando utensili come punte a elica, allargatori,alesatori
Zigrinatura: operazione di deformazione plastica a freddo - due rulli con zigrinatura incrociata premuti sulla superficie o operazione finale per trasformare superficie cilindrica tornita in superficie adatta a facilitare l’afferraggio manuale
Le operazioni di tornitura vengono eseguite con diversi valori di:
profondità di passata, d
avanzamento, f
velocità di rotazione del pezzo, N
Tali operazioni constano solitamente di due fasi:
sgrossatura: rimozioni di grandi quantità di materiale per realizzare forma (d >0.5 mm e f=0.3-2 mm/giro)
finitura: rimozione di poco materiale per raggiungere specifiche geometriche (d<0.5 mm e f< 0.3 mm/giro)
Parametri di tornitura
dipendono in primis dalla geometria e tipologia dell’utensile e così come dai parametri di lavorazione quali velocità di taglio, avanzamento e profondità di passata che a loro volta incidono sulla velocità di rimozione del materiale e sulle forze in gioco in tornitura.
o Geometria utensile:
Generalmente si utilizzano in tornitura utensili monotagliente (a punta singola), casi diversi sono quelli della foratura fatta su macchine utensili di tornitura in cui si usano punte bitaglienti o utensili per zigrinatura.
In genere, facendo riferimento a utensili monotaglienti per tornitura si possono distinguere e valutare gli angoli dei taglienti principale e secondario, nello specifico:
o angoli di spoglia inferiori, principale e secondario, controllano interferenza e sfregamento interfaccia utensile-pezzo
o angoli del tagliente, principale e secondario, influiscono su formazione del truciolo,resistenza utensile e forze di taglio
o angoli di spoglia superiori, principale e secondario, importanti per deflusso truciolo e resistenza punta (principale più importante)
o raggio della punta, influenza finitura e resistenza punta
Velocità di asportazione del materiale
La velocità di rimozione del materiale è il material removal rate, MRR, ossia il volume di materiale che viene asportato nell’unità di tempo (mm^3/min).
Considerando che ad ogni giro del pezzo l’utensile, che entra all’interno del pezzo di una profondità d, asporta un anello di materiale, la sezione dell’anello di materiale rimosso sarà pari a:
𝑆=𝑑𝑓
dove, f è la distanza percorsa dall’utensile durante un giro di rotazione del pezzo (avanzamento),
e d è la profondità di passata.
Di conseguenza il volume dell’anello di materiale asportato è:
𝑉=𝑆∙𝜋𝐷𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜=𝑆∙𝜋(𝐷0+𝐷𝑓)/2
Se N sono i giri al minuto con cui ruota il pezzo, allora l’MRR sarà:
𝑴𝑹𝑹=𝜋𝐷𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑓𝑁
Il tempo di lavorazione per tornitura di un tratto di lunghezza l, viene considerato:
𝑡=𝑙/𝑓𝑁
Questo tempo si dice produttivo poichè considera solo il tempo produttivo, quello di contatto tra utensile e pezzo, e non i tempi improduttivi (come accostamento utensile al pezzo, moti di registrazione utensile).
Forze in tornitura
Le tre componenti di forza principali agiscono sull’utensile di tornitura:
Fa (forza di avanzamento) direzione longitudinale // direzione di avanzamento
Ft (forza di repulsione), direzione radiale tende ad allontanare l’utensile
Fc (forza di taglio) sulla punta dell’utensile dall’alto verso il basso
In base al numero di giri al minuto del pezzo sarà allora possibile valutare anche la velocità di taglio di tornitura:
𝑉=𝜋𝐷𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑁