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Universit degli Studi di Ferrara
Facolt di Scienze MM.FF.NN.
CdL in Tecnologie Fisiche Innovative
A.A. 2010-11
Tecnologia dei Processi di ProduzioneFranco Danielli
Gabriele Canini
Modulo A5
Tecnologie di Lavorazione Meccanica ad
asportazione di truciolo
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Lavorazioni ad asportazione di truciolo:
Dalla piallatura in falegnameria...
alla tornitura in officina
Truciolo
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Truciolo
A secondo delle caratteristiche del materiale, dellageometria dellutensile, della velocit di taglio, iltruciolo che si distacca dal pezzo in lavorazione puassumere gli aspetti pi disparati:
Geometria: a nastro, tubolare,elicoidale, ad arco, aghiforme
Sviluppo: continuo, lungo, corto,spezzettato
Andamento: regolare, aggrovigliato Truciolo di tornituraacciaio inossidabile
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Modello schematico di formazione dinamica del truciolo
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Pezzo in lavorazione
Pi
ano di scorri-
mento del truciolo
Soprametallo
Truciolo
Moto di Taglio
UtensileSuperficie lavorata
Pezzo in lavorazione
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Cinematica delle lavorazioni meccaniche
I movimenti relativi fra utensile e pezzo in lavorazione sipossono fondamentalmente classificare in tre categorie:
Moto di taglio: il moto principale di lavoro,
continuo e uniforme, ovvero intermittente, checaratterizza la lavorazione e genera il truciolo
Moto di avanzamento: il moto (uniforme ointermittente) che alimenta la formazione di
nuovo truciolo e ne determina lo spessore Moto di appostamento: il moto di
posizionamento (tipicamente intermittente)che determina la larghezza del soprametallo
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Cinematica di una lavorazione meccanica
con moto di taglio rotatorio (tornitura)
Il moto di taglio, rotatorio,genera il truciolo
Il moto di avanzamento,longitudinale, determina lospessore del truciolo
Il moto di appostamento,radiale, determina la
larghezza del truciolo(soprametallo)
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Cinematica di una lavorazione meccanica
con moto di taglio rettilineo (piallatura)
Il moto di taglio, longi-tudinale, genera iltruciolo
Il moto di avanza-mento, trasversale,determina lo spessoredel truciolo
Il moto di apposta-mento, verticale,determina laltezza del
truciolo
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Prima classificazione delle lavorazioni per
asportazione di truciolo
In base al moto di taglio, (di rotazione, conferito alpezzo ovvero allutensile, ovvero rettilineo), si possono
classificare le lavorazioni in tre categorie principali:
1. Rotazione pezzoTornitura
2. Rotazione utensileFresatura, Foratura, Rettifica
3. Moto rettilineoPiallatura, Stozzatura, Brocciatura
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Velocit di taglio
la velocit relativa fra utensile e pezzo nelpunto di creazione del truciolo. Si esprime inm/min (in m/s per la rettifica), ed il parametropi importante da cui dipende la produttivit delprocesso (volume di truciolo asportato per unitdi tempo, cm/min).
Le lavorazioni in rotazione (tornitura, fresatura)sono in generale pi efficienti di quelle a motorettilineo (piallatura, stozzatura) in quantopossono raggiungere velocit di taglio pi elevate(ordine di grandezza 200400 m/min) e uniformi
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Tornitura
la lavorazione pi semplice e razionale per generarepezzi meccanici a simmetria di rotazione
Esempio di lavorazione di tornitura
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Utensili di tornitura
Impiego di utensili ditornitura per lavorazioniinterne ed esterne
Utensile di tornituracon inserto in TiN
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Macchine Utensili di Tornitura (I)
Schemi a confronto di un tornio parallelo
Tooling di un tornio CNC: utensili preregistratisu torretta ad asse orizzontale
e di uno a Controllo Numerico
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Macchine utensili di Tornitura (II)
Tornio a Controllo Numerico (CNC)
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Panoramica di pezzi meccanici torniti
Flangia
Perni e boccole
Disco freno
Valvole e raccordi
Alberini
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Fresatura
Il processo di fresatura, dopo quello di tornitura, il pidiffuso e versatile nellambito delle lavorazioni adasportazione di truciolo
Consente di asportare il sovrametallo mediante unutensile rotantemultitagliente (fresa), cui conferito ilmoto di taglio, mentre il moto di avanzamento per lo piconferito al pezzo, in direzione normale allasse dirotazione della fresa (fresatura verticale)
Grazie allampia gamma di forme degli utensili, lafresatura consente di eseguire una grande variet dilavorazioni: superfici piane, scanalature, profili dentati,superfici libere (stampi)
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Schemi di lavorazione di fresatura:
Lavorazione di una superficie piana:
a) Fresatura periferica
b) Fresatura frontale
Taglio di una scana-
latura mediante fresaa disco
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Utensili di fresatura (frese)
Creatoreper taglioingranaggi
Frese acandela
Frese adisco e a
bocciolo
Fresefrontalicon inserti
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Macchine Fresatrici
Fresatriceorizzontale
Fresatrice verticaleCNC
Fresatrice perstampi CNC
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Esempi di pezzi fresati
Carter
Stampo
Supporto
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Foratura
La lavorazione di fori al trapano uno dei processidi taglio pi diffusi (tecnologie alternative: tranciaturaper pezzi in lamiera, elettroerosione)
Lutensile pi comunemente usato la puntaelicoidale; dotato sia del moto di taglio(rotazione) che di quello di avanzamento (lungo ilproprio asse di rotazione)
Per quanto possa essere veloce ed economica, laforatura unoperazione meno efficiente di altre(velocit di taglio nulla in corrispondenza dellasse,difficolt ad evacuare il truciolo in fori piccoli e/oprofondi)
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Schema della lavorazione
Schema di formazionedel truciolo in foraturaSchema della foratura
con punta elicoidale
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Utensili e Macchine utensili per foratura
Trapano radiale Trapano a colonna
Punte datrapano
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Rettifica
Nel processo di rettifica, concettualmente analogo a quel-lo di fresatura, il sovrametallo viene asportato tramite unparticolare utensile rotante, la mola abrasiva, costituitada un conglomerato di granuli di grande durezza tenuti
assieme da un legante Caratterizzato da velocit di taglio fino ai 100 m/s ed
oltre, il processo consente di asportare sovrametallianche minimi (decimi di mm), e di conferire ai pezzi
lavorati accuratezze dimensionali fino a pochi m Data lestrema durezza dei granuli abrasivi, il processo si
applica anche a pezzi in acciaio temprato (dopo il trat-tamento termico)
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Schema di lavorazioni tipiche di rettifica
Rettifica in tondoper esterni
Rettifica in tondoper interni
Rettifica tangenzialeper piani
P
M
P
P
M
M
P: pezzo in lavorazioneM: mola abrasiva
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Processo di Rettifica (I)
Rettifica in passante di barre cilindriche
Mole abrasive
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Processo di Rettifica (II)
Rettificatrice CNC per esterni
Campionario di pezzirettificati
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Lavorazioni con moto di taglio rettilineo
Permettono di lavorare piani e superfici rigate ingenere
Il moto di taglio intermittente, con una fase
inattiva di ritorno. Il processo di asportazione pertanto meno produttivo rispetto a quelli conmoto di taglio rotatorio e continuo
Gli esempi pi significativi di queste tecnologie di
lavorazione sono la stozzatura e la brocciatura,che si applicano soprattutto alle lavorazioni internedi forma non circolare
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Concetti e parole chiave:
Taglio dei metalli e formazione del truciolo
Cinematica della lavorazione
Velocit di taglio, velocit di asportazione
Moto di taglio rotatorio vs. rettilineo
Classificazione delle lavorazioni meccaniche perasportazione di truciolo:
Moto di taglio rotatorio (pezzo) tornitura
Moto di taglio rotatorio (utensile)
fresatura,foratura, alesatura, maschiatura, rettifica
Moto di taglio rettilineo stozzatura,brocciatura
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