CICLO DICICLO DILAVORAZIONE ALLE LAVORAZIONE ALLE MACCHINE UTENSILIMACCHINE UTENSILI

CICLO DI LAVORAZIONE

ComplessitàComplessità

Problema a più Problema a più soluzionisoluzioni

Nessuna teoriaNessuna teoria

Procedure Procedure standardstandard

EsperienzaEsperienza

Struttura di un ciclo di lavorazioneStruttura di un ciclo di lavorazione

FasiFasi SottofasiSottofasi Operazioni Operazioni elementarielementari

10 Fase di tornitura

20 Fase di fresatura

30 Fase di rettifica

Sottofase a

Sottofase b

1 Sfacciatura

2 Torn. Cilindrica

3 Torn. Cilindrica

4 Foratura

1 Spianatura

2 Contornatura

1 Rett. est.

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

• Dimensioni del pezzoDimensioni del pezzo

• Tolleranze dimensionali e di formaTolleranze dimensionali e di forma

• Qualità superficialeQualità superficiale

• Presenza di trattamenti termici, giunti Presenza di trattamenti termici, giunti saldati o accoppiamenti forzatisaldati o accoppiamenti forzati

• Materiale del pezzoMateriale del pezzo

Informazioni di partenzaInformazioni di partenza(dal disegno)(dal disegno)

• Dimensioni del pezzoDimensioni del pezzo

• Dimensioni del pezzoDimensioni del pezzo

• Tolleranze dimensionali e di formaTolleranze dimensionali e di forma

• Qualità superficialeQualità superficiale

• Presenza di trattamenti termici, giunti Presenza di trattamenti termici, giunti saldati o accoppiamenti forzatisaldati o accoppiamenti forzati

• Materiale del pezzoMateriale del pezzo

Informazioni di partenzaInformazioni di partenza(dal disegno)(dal disegno)

Informazioni di partenzaInformazioni di partenza(dal disegno)(dal disegno)

• Dimensioni del pezzoDimensioni del pezzo

• Tolleranze dimensionali e di formaTolleranze dimensionali e di forma

• Qualità superficialeQualità superficiale

• Presenza di trattamenti termici, giunti Presenza di trattamenti termici, giunti saldati o accoppiamenti forzatisaldati o accoppiamenti forzati

• Materiale del pezzoMateriale del pezzo

Informazioni di partenzaInformazioni di partenza(dal disegno)(dal disegno)

• Dimensioni del pezzoDimensioni del pezzo

• Tolleranze dimensionali e di formaTolleranze dimensionali e di forma

• Qualità superficialeQualità superficiale

• Presenza di trattamenti termici, giunti Presenza di trattamenti termici, giunti saldati o accoppiamenti forzatisaldati o accoppiamenti forzati

• Materiale del pezzoMateriale del pezzo

Informazioni di partenzaInformazioni di partenza(dal disegno)(dal disegno)

• Dimensioni del pezzoDimensioni del pezzo

• Tolleranze dimensionali e di formaTolleranze dimensionali e di forma

• Qualità superficialeQualità superficiale

• Presenza di trattamenti termici, giunti Presenza di trattamenti termici, giunti saldati o accoppiamenti forzatisaldati o accoppiamenti forzati

• Materiale del pezzoMateriale del pezzo

Altre informazioni di partenzaAltre informazioni di partenza

• Tipo di greggioTipo di greggio

• Quantità di pezzi da produrreQuantità di pezzi da produrre

• Disponibilità di mezzi, macchine e Disponibilità di mezzi, macchine e personalepersonale

• Ubicazione del macchinarioUbicazione del macchinario

• Tipo di greggioTipo di greggio

Altre informazioni di partenzaAltre informazioni di partenza

• Tipo di greggioTipo di greggio

• Quantità di pezzi da produrreQuantità di pezzi da produrre

• Disponibilità di mezzi, macchine e Disponibilità di mezzi, macchine e personalepersonale

• Ubicazione del macchinarioUbicazione del macchinario

Altre informazioni di partenzaAltre informazioni di partenza

• Tipo di greggioTipo di greggio

• Quantità di pezzi da produrreQuantità di pezzi da produrre

• Disponibilità di mezzi, macchine e Disponibilità di mezzi, macchine e personalepersonale

• Ubicazione del macchinarioUbicazione del macchinario

Altre informazioni di partenzaAltre informazioni di partenza

• Tipo di greggioTipo di greggio

• Quantità di pezzi da produrreQuantità di pezzi da produrre

• Disponibilità di mezzi, macchine e Disponibilità di mezzi, macchine e personalepersonale

• Ubicazione del macchinarioUbicazione del macchinario

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

Scelta dei processi di lavorazione Scelta dei processi di lavorazione e sequenza delle fasie sequenza delle fasi

6 87

2

5

43

1

EsempioEsempio

Scelta dei processi di lavorazione Scelta dei processi di lavorazione e sequenza delle fasie sequenza delle fasi

• Analisi delle superfici e dei processi Analisi delle superfici e dei processi utilizzabili utilizzabili

• Raggruppamento delle superficiRaggruppamento delle superfici

• Ricerca superfici coassialiRicerca superfici coassiali

• Analisi dei vincoli di precedenzaAnalisi dei vincoli di precedenza

• Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

• Analisi delle superfici e dei processi Analisi delle superfici e dei processi utilizzabili utilizzabili

6 87

2

5

43

1

Scelta dei processi di lavorazione Scelta dei processi di lavorazione e sequenza delle fasie sequenza delle fasi

• Analisi delle superfici e dei processi Analisi delle superfici e dei processi utilizzabili utilizzabili

• Raggruppamento delle superficiRaggruppamento delle superfici

• Ricerca superfici coassialiRicerca superfici coassiali

• Analisi dei vincoli di precedenzaAnalisi dei vincoli di precedenza

• Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

6 87

2

5

43

1

Scelta dei processi di lavorazione Scelta dei processi di lavorazione e sequenza delle fasie sequenza delle fasi

• Analisi delle superfici e dei processi Analisi delle superfici e dei processi utilizzabili utilizzabili

• Raggruppamento delle superficiRaggruppamento delle superfici

• Ricerca superfici coassialiRicerca superfici coassiali

• Analisi dei vincoli di precedenzaAnalisi dei vincoli di precedenza

• Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

6 87

2

5

43

1

Scelta dei processi di lavorazione Scelta dei processi di lavorazione e sequenza delle fasie sequenza delle fasi

• Analisi delle superfici e dei processi Analisi delle superfici e dei processi utilizzabili utilizzabili

• Raggruppamento delle superficiRaggruppamento delle superfici

• Ricerca superfici coassialiRicerca superfici coassiali

• Analisi dei vincoli di precedenzaAnalisi dei vincoli di precedenza

• Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

6 87

2

5

43

1

Scelta dei processi di lavorazione Scelta dei processi di lavorazione e sequenza delle fasie sequenza delle fasi

• Analisi delle superfici e dei processi Analisi delle superfici e dei processi utilizzabili utilizzabili

• Raggruppamento delle superficiRaggruppamento delle superfici

• Ricerca superfici coassialiRicerca superfici coassiali

• Analisi dei vincoli di precedenzaAnalisi dei vincoli di precedenza

• Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

FASEFASE OPERAZIONIOPERAZIONI MACCHINAMACCHINA

1010 tornitura 1,2,3,4,5tornitura 1,2,3,4,5 tornio parallelotornio parallelo

foratura 7foratura 7

2020 tracciatura 8tracciatura 8 banco di tracciaturabanco di tracciatura

3030 foratura 8foratura 8 trapano sensitivotrapano sensitivo

4040 fresatura 6fresatura 6 fresatrice universalefresatrice universale

Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

Ciclo ACiclo A

1010 tornitura 1,2,3,4,5tornitura 1,2,3,4,5 tornio parallelotornio parallelo

foratura 7foratura 7

6 87

2

5

43

1

FASEFASE OPERAZIONIOPERAZIONI MACCHINAMACCHINA

1010 tornitura 1,2,3,4,5tornitura 1,2,3,4,5 tornio parallelotornio parallelo

foratura 7foratura 7

2020 tracciatura 8tracciatura 8 banco di tracciaturabanco di tracciatura

3030 foratura 8foratura 8 trapano sensitivotrapano sensitivo

4040 fresatura 6fresatura 6 fresatrice universalefresatrice universale

Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

Ciclo ACiclo A

6 87

2

5

43

1

FASEFASE OPERAZIONIOPERAZIONI MACCHINAMACCHINA

1010 tornitura 1,2,3,4,5tornitura 1,2,3,4,5 tornio parallelotornio parallelo

foratura 7foratura 7

2020 tracciatura 8tracciatura 8 banco di tracciaturabanco di tracciatura

3030 foratura 8foratura 8 trapano sensitivotrapano sensitivo

4040 fresatura 6fresatura 6 fresatrice universalefresatrice universale

Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

Ciclo ACiclo A

6 87

2

5

43

1

FASEFASE OPERAZIONIOPERAZIONI MACCHINAMACCHINA

1010 tornitura 1,2,3,4,5tornitura 1,2,3,4,5 tornio a CN contornio a CN con

foratura 7,8foratura 7,8 utensili motorizzatiutensili motorizzati

fresatura 6fresatura 6 in torrettain torretta

Selezione di cicli alternativiSelezione di cicli alternativi

Ciclo BCiclo B

6 87

2

5

43

1

FASEFASE SOTTOFASESOTTOFASE OPERAZIONIOPERAZIONI

1010 sottofase asottofase a tornitura 4 e 5tornitura 4 e 5

foratura 7foratura 7

sottofase bsottofase b tornitura 1,2 e 3tornitura 1,2 e 3

RaggruppamentoRaggruppamentodelle operazioni in sottofasidelle operazioni in sottofasi

Ciclo ACiclo A

6 87

2

5

43

1

6 87

2

5

43

1

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

Scelta degli utensiliScelta degli utensili

Scelta degli utensili in tornituraScelta degli utensili in tornitura

1) Scelta degli angoli del profilo1) Scelta degli angoli del profilo

2) Scelta del materiale dell’inserto e della 2) Scelta del materiale dell’inserto e della

sua geometriasua geometria

3) Scelta della dimensione dell’inserto3) Scelta della dimensione dell’inserto

4) Scelta del raggio di punta4) Scelta del raggio di punta

5) Scelta del portautensile5) Scelta del portautensile

1) Scelta degli angoli del profilo1) Scelta degli angoli del profilo

Scelta degli angoli del profiloScelta degli angoli del profilo

30°45°

48°33°

’

Scelta degli utensili in tornituraScelta degli utensili in tornitura

1) Scelta degli angoli del profilo1) Scelta degli angoli del profilo

2) Scelta del materiale dell’inserto e della 2) Scelta del materiale dell’inserto e della

sua geometriasua geometria

3) Scelta della dimensione dell’inserto3) Scelta della dimensione dell’inserto

4) Scelta del raggio di punta4) Scelta del raggio di punta

5) Scelta del portautensile5) Scelta del portautensile

Scelta del materiale dell’insertoScelta del materiale dell’inserto

Mat. pezzo Operazione Mat. InsertoAcciaio al Finitura di precisione P01-P10

carbonio Finitura P10-P20

non legato Sgrossatura leggera P20-P30

Sgrossatura P30-P40

Sgrossatura pesante P40-P50

Ghisa Finitura di precisione K01-K10

malleabile ……………...

Perlitica ………….

……….

Scelta della geometria dell’insertoScelta della geometria dell’inserto

Scelta della geometria dell’insertoScelta della geometria dell’inserto

40° 50°

53° 43°

’

max max = 37°= 37°

‘ ‘max max = 47°= 47°

max max = = maxmax+ + ‘ ‘max max = 84°= 84°

Scelta della geometria dell’insertoScelta della geometria dell’inserto

Scelta degli utensili in tornituraScelta degli utensili in tornitura

1) Scelta degli angoli del profilo1) Scelta degli angoli del profilo

2) Scelta del materiale dell’inserto e della 2) Scelta del materiale dell’inserto e della

sua geometriasua geometria

3) Scelta della dimensione dell’inserto3) Scelta della dimensione dell’inserto

4) Scelta del raggio di punta4) Scelta del raggio di punta

5) Scelta del portautensile5) Scelta del portautensile

Scelta della dimensione dell’insertoScelta della dimensione dell’inserto

Scelta degli utensili in tornituraScelta degli utensili in tornitura

1) Scelta degli angoli del profilo1) Scelta degli angoli del profilo

2) Scelta del materiale dell’inserto e della 2) Scelta del materiale dell’inserto e della

sua geometriasua geometria

3) Scelta della dimensione dell’inserto3) Scelta della dimensione dell’inserto

4) Scelta del raggio di punta4) Scelta del raggio di punta

5) Scelta del portautensile5) Scelta del portautensile

Scelta del raggio di puntaScelta del raggio di puntain sgrossaturain sgrossatura

Raggio più grande possibile per ottenere Raggio più grande possibile per ottenere un tagliente robustoun tagliente robusto

Valori consigliati: 1,2 - 1,6 mmValori consigliati: 1,2 - 1,6 mm

Scelta del raggio di puntaScelta del raggio di puntain finiturain finitura

f f 22

RRmaxmax= • 1000 (= • 1000 (m)m)8 r8 r

Scelta degli utensili in tornituraScelta degli utensili in tornitura

1) Scelta degli angoli del profilo1) Scelta degli angoli del profilo

2) Scelta del materiale dell’inserto e della 2) Scelta del materiale dell’inserto e della

sua geometriasua geometria

3) Scelta della dimensione dell’inserto3) Scelta della dimensione dell’inserto

4) Scelta del raggio di punta4) Scelta del raggio di punta

5) Scelta del portautensile5) Scelta del portautensile

Scelta del portautensileScelta del portautensile

Scelta del portautensileScelta del portautensile

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

Scelta dei parametri di taglioScelta dei parametri di taglioVelocità, avanzamento, profondità di passataVelocità, avanzamento, profondità di passata

Criteri di ottimizzazione:Criteri di ottimizzazione:

1) minimo costo di lavorazione1) minimo costo di lavorazione

2) massima produzione2) massima produzione

tenendo conto delle condizioni limite tenendo conto delle condizioni limite

riguardanti: il pezzo, la macchina, riguardanti: il pezzo, la macchina,

l’utensilel’utensile

Ottimizzazione di una operazione Ottimizzazione di una operazione di tornitura di tornitura (considerando solo V)(considerando solo V)

• Espressione analitica del costoEspressione analitica del costo

• MinimizzazioneMinimizzazione

• Calcolo della durata economica TCalcolo della durata economica Tee

tramite la relazione del Taylortramite la relazione del Taylor

• Calcolo della velocità di taglio Calcolo della velocità di taglio economica Veconomica Vee

V1Ve = Ten

Costo di una operazione di tornituraCosto di una operazione di tornitura

Ottimizzazione di una operazione Ottimizzazione di una operazione di tornitura di tornitura (considerando anche a e p)(considerando anche a e p)

• Equazione generalizzata del TaylorEquazione generalizzata del Taylor

• Massimizzare a e p compatibilmente con Massimizzare a e p compatibilmente con le condizioni limitele condizioni limite

• Scegliere la velocità ottima Scegliere la velocità ottima corrispondentecorrispondente

V TV Tn n aam m ppr r = V= V11**

Ve1 Ve2 Ve3 V

CT

a3

a2

a1

a1 < a2 < a3

Forze e potenze di taglio in tornituraForze e potenze di taglio in tornitura

FFz z = p= pt t · S· S

S = a · pS = a · p

ppt t = p= ps s ·· SS-1/n-1/n

Potenza di taglio: W = FPotenza di taglio: W = Fzz · V

Scelta dei parametri di taglioScelta dei parametri di taglio(operazioni di sgrossatura in tornitura)(operazioni di sgrossatura in tornitura)

1

3

2

4

Scelta della profondità di passata:

p = soprametallo s

se p è maggiore dei limiti

p = s/2

pmax

Scelta dei parametri di taglioScelta dei parametri di taglio(operazioni di sgrossatura in tornitura)(operazioni di sgrossatura in tornitura)

1

3

2

4

Scelta dell’avanzamento massimo tenendo conto dei seguenti limiti:

• usura utensile

• spessore truciolo

• flessione pezzo e utensile

• rugosità

• controllo truciolo

• resistenza punta dell’inserto

Scelta dei parametri di taglioScelta dei parametri di taglio(operazioni di sgrossatura in tornitura)(operazioni di sgrossatura in tornitura)

1

3

2

4

Scelta della velocità di taglio in base al criterio di ottimizzazione scelto (oppure da cataloghi per una durata standard)

Se V > Vmax allora V = Vmax

Scelta dei parametri di taglioScelta dei parametri di taglio(operazioni di sgrossatura in tornitura)(operazioni di sgrossatura in tornitura)

1

3

2

4

Calcolo della potenza assorbita W.

Se risulta: W/ > Wmacchina

1. diminuire avanzamento

2. diminuire velocità

3. diminuire profondità di passata

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

Funzioni e caratteristicheFunzioni e caratteristichedelle attrezzaturedelle attrezzature

• Riferire il pezzo rispetto alla Riferire il pezzo rispetto alla macchinamacchina

• Bloccare stabilmente il pezzoBloccare stabilmente il pezzo

• Permettere un rapido carico e Permettere un rapido carico e scarico del pezzo senza aggiustaggiscarico del pezzo senza aggiustaggi

Principio del posizionamento isostaticoPrincipio del posizionamento isostatico(dei 6 punti)(dei 6 punti)

13

2

4

5

6

Esempio di attrezzatura con Esempio di attrezzatura con posizionamento isostaticoposizionamento isostatico

Criteri di sceltaCriteri di sceltadelle superfici di riferimentodelle superfici di riferimento

• Coincidenza con i riferimenti di Coincidenza con i riferimenti di quotaturaquotatura

• Priorità nella sequenza del ciclo di Priorità nella sequenza del ciclo di lavorazionelavorazione

• Sufficientemente ampie e tali da Sufficientemente ampie e tali da garantire un appoggio sicurogarantire un appoggio sicuro

Criteri di sceltaCriteri di sceltadelle superfici di riferimentodelle superfici di riferimento

• Coincidenza con i riferimenti di Coincidenza con i riferimenti di quotaturaquotatura

• Priorità nella sequenza del ciclo di Priorità nella sequenza del ciclo di lavorazionelavorazione

Attrezzatura standard: autocentranteAttrezzatura standard: autocentrante

Attrezzatura standard: morsaAttrezzatura standard: morsa

Attrezzatura standard: staffeAttrezzatura standard: staffe

Attrezzatura specialeAttrezzatura speciale

1

5

2

4

6

3

Attrezzatura modulareAttrezzatura modulare

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

Calcolo dei tempi e dei costiCalcolo dei tempi e dei costi

Tempi necessari all’esecuzione di Tempi necessari all’esecuzione di

un ciclo di lavorazione:un ciclo di lavorazione:

• tempi attivitempi attivi

• tempi passivitempi passivi

Calcolo dei tempi attivi: tornituraCalcolo dei tempi attivi: tornitura

L + eL + ei i + e+ euut =t = a na n

Calcolo dei tempi attivi: foraturaCalcolo dei tempi attivi: foratura

L + eL + ei i + e+ euut =t = a na n

a

n

Calcolo dei tempi attivi: fresaturaCalcolo dei tempi attivi: fresatura

L’ + eL’ + ei i + e+ euut =t = VVaa

Tempi passiviTempi passivi (in minuti)(in minuti)

Attrezzo Azione Tempo

Montare e smontare pezzo 0,2

Autocentrante Centrare pezzo con D= 30-70 0,3

Centrare pezzo con D = 70-120 0,5

Autocentrante Montare e smontare pezzo 0,4

e contropunta

Piattaforma Montare e smontare pezzo 0,4

a 4 morsetti Centrare grossolanamente 1,1

Centrare con comparatore 3,3

Tempi passiviTempi passivi (in minuti)(in minuti)

Utensile Azione Tempo

Portautensile Montare e smontare su torretta 0,1

a serraggio rapido

Utensile Montare e smontare su torretta 0,5

o portautensile

Portapunta per Montare e smontare su toppo 0,4

forare mobile

Portautensile Regolare altezza su torretta 0,2

a serraggio rapido

• Analisi delle informazioni di partenzaAnalisi delle informazioni di partenza

• Definizione delle fasi, sottofasi e Definizione delle fasi, sottofasi e operazionioperazioni

• Scelta degli utensiliScelta degli utensili

• Calcolo dei parametri di taglioCalcolo dei parametri di taglio

• Scelta delle attrezzatureScelta delle attrezzature

• Calcolo dei tempiCalcolo dei tempi

• Preparazione della documentazionePreparazione della documentazione

Stesura di un ciclo di lavorazioneStesura di un ciclo di lavorazione

Foglio di cicloFoglio di ciclo

Foglio di faseFoglio di fase