Insegnamento TECNOLOGIA E MISURE MECCANICHE

Nome del corso di laurea Ingegneria industriale
Codice insegnamento 70151710
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Roberto Marsili
CFU 10
Regolamento Coorte 2016
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Periodo Secondo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

MISURE MECCANICHE

Codice 70587805
CFU 5
Docente responsabile Roberto Marsili
Docenti
  • Roberto Marsili
Ore
  • 45 Ore - Roberto Marsili
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria meccanica
Settore ING-IND/12
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Fondamenti sul concetto di misura. Applicazione della strumentazione di misura nei vari campi ed in particolare nei controlli; concetto di misura e di incertezza; configurazione di uno strumento di misura; schema a blocchi funzionali; esempi.
Caratteristiche delle catene di misura ed analisi del segnale. Taratura statica e caratteristiche statiche di uno strumento, incertezza, sensibilità, linearità, ripetibilità, soglia, risoluzione, isteresi, spazio morto, leggibilità della scala, impedenza d'ingresso; incertezza nelle misure indirette; caratteristiche dinamiche, modello matematico generalizzato di un sistema di misura; strumenti di ordine zero, del I e del II ordine; risposta ad ingressi canonici; risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso periodico; risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso transitorio; elementi di analisi di segnali analogici e digitali, spettri, correlazioni, funzioni di trasferimento; principali componenti elettrici ed elettronici di catene di misura per manipolazione, trasmissione, acquisizione, elaborazione e presentazione dei dati.
Sistemi classici per misure meccaniche e termiche. Sistemi classici per misure di lunghezze, spostamenti, deformazioni, velocità di solidi (traslazione e rotazione), velocità di fluidi, accelerazioni, portate, forze, pressione, rumore acustico, flussi di calore, temperatura; per ogni grandezza fisica si studiano i campioni, le modalità di taratura statica e dinamica e gli strumenti utilizzabili; di tutti gli strumenti si danno la descrizione del principio di funzionamento, la valutazione critica delle prestazioni e dei campi di impiego, i criteri di scelta, le modalità di interpretazione del dato sperimentale ottenuto.
Testi di riferimento E. O. Doebelin, Strumenti e metodi di misura, Ed. Mc Graw-Hill.
Gianluca Rossi, Misure meccaniche e termiche, basi teoriche e principali sensori e strumenti, ? 37,00, 2010 pp. 344, ISBN 9788843053612
Norma UNI 4546 misure e strumentazioni;
Norma UNI-CEI 13005 Guida all'espressione dell' incertezza di misura;
Norma CNR-UNI 10003 Sistema Internazionale di unità (SI)
Obiettivi formativi Comprendere le modalità di funzionamento e le specifiche della strumentazione per misure e controlli su sistemi meccanici e termici al fine di saper sceglierla, gestirla e usarla in modo razionale, valutare l'incertezza di misura e le sue principali cause nelle applicazioni.
Prerequisiti Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte delle tecniche descritte nell'insegnamento è necessario avere sostenuto con successo l'esame di Analisi Matematica I, Geometria ed Informatica, Fisica Generale 1, Analisi Matematica 2, Fisica Generale 2, Scienza e Tecnologia dei Materiali, Elettrotecnica, Scienza delle Costruzioni.
Inoltre, altri argomenti trattati nel modulo richiedono dì avere la capacità di risolvere semplici integrali, equazioni differenziali, sviluppi in serie di Taylor e Fourier. La conoscenza di queste tecniche rappresenta un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso con profitto.
Metodi didattici Il corso è organizzato nel seguente modo:
lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso;
esercitazioni nel laboratorio
Altre informazioni Pur essendo formalmente facoltativa se ne consiglia la frequenza.

Vedere anche
https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/

Tecnologia e Misure Meccaniche - Misure Meccaniche

Dal sito sopra indicato è possibile scaricare tutto il materiale del corso.


In caso di difficoltà (per il programma dettagliato del corso o per consultazioni)contattare il docente per mail: roberto.marsili@unipg.it
Modalità di verifica dell'apprendimento L'esame prevede una prova orale e/o una prova scritta.
La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 45 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorico.
La prova scritta consiste nella soluzione di test a risposta multipla. La prova ha una durata non superiore a 60 minuti ed è finalizzata a verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche, la capacità di comprensione delle problematiche proposte e la capacità dì comunicare in modo scritto.
Programma esteso Fondamenti sul concetto di misura. Applicazione della strumentazione di misura nei vari campi ed in particolare nei controlli; concetto di misura e di incertezza; configurazione di uno strumento di misura; schema a blocchi funzionali; esempi.
Caratteristiche delle catene di misura ed analisi del segnale. Taratura statica e caratteristiche statiche di uno strumento, incertezza, sensibilità, linearità, ripetibilità, soglia, risoluzione, isteresi, spazio morto, leggibilità della scala, impedenza d'ingresso; incertezza nelle misure indirette; caratteristiche dinamiche, modello matematico generalizzato di un sistema di misura; strumenti di ordine zero, del I e del II ordine; risposta ad ingressi canonici; risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso periodico; risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso transitorio; elementi di analisi di segnali analogici e digitali, spettri, correlazioni, funzioni di trasferimento; principali componenti elettrici ed elettronici di catene di misura per manipolazione, trasmissione, acquisizione, elaborazione e presentazione dei dati.
Sistemi classici per misure meccaniche e termiche. Sistemi classici per misure di lunghezze, spostamenti, deformazioni, velocità di solidi (traslazione e rotazione), velocità di fluidi, accelerazioni, portate, forze, pressione, rumore acustico, flussi di calore, temperatura; per ogni grandezza fisica si studiano i campioni, le modalità di taratura statica e dinamica e gli strumenti utilizzabili; di tutti gli strumenti si danno la descrizione del principio di funzionamento, la valutazione critica delle prestazioni e dei campi di impiego, i criteri di scelta, le modalità di interpretazione del dato sperimentale ottenuto.

TECNOLOGIA MECCANICA

Codice 70089005
CFU 5
Docente responsabile Simone Monotti
Docenti
  • Simone Monotti
Ore
  • 45 Ore - Simone Monotti
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore ING-IND/16
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Introduzione al corso, principi base della progettazione meccanica e della rappresentazione grafica dei componenti meccanici, principi base dell'approccio ad una progettazione del prodotto e del processo, principi base delle verifiche su prodotti e processi.
La progettazione di un componente meccanico, la progettazione del prodotto e del processo, Lo studio del ciclo di vita e la metodologia LCA. I disegni di concepimento, i disegni di fabbricazione, la quotatura, le tolleranze. La tolleranza ISO, i gradi di tolleranza e il posizionamento dei campi di tolleranza. Gli accoppiamenti, la tecnica foro base e albero base. Gli accoppiamenti nel sistema ISO. Introduzione alle tecniche di controllo e verifica delle tolleranze.
Errori geometrici e loro suddivisione in micro geometrici (rugosità e tessitura) e di forma. La rugosità, il rugosimetro e le varie forme di interpretazione dei risultati del rugosimetro. Curva di densità delle ordinate. Rappresentazione grafica della rugosità. Influenza della rugosità sulle caratteristiche meccaniche e funzionali di un componente meccanico. Errori di forma e di posizione, loro tolleranze e rappresentazione grafica.
I materiali metallici usati nei componenti meccanici. Classificazione degli acciai in base alle proprietà meccaniche e in base alla composizione chimica. Effetti degli elementi di lega negli acciai. I materiali compositi, definizione, componenti principali. I compositi a matrice polimerica. La regola delle miscele. Le principali matrici utilizzate, i principali rinforzi utilizzati. Le applicazioni tipiche dei materiali compositi, le tecniche di produzione dei materiali compositi: Autoclave, liquid moulding, laminazione manuale, laminazione spray, laminazione con sacco a vuoto.
Struttura dei materiali metallici. Il legame metallico. Cristallo, cella e reticolo cristallino. Principali reticoli dei materiali metallici. Differenza tra monocristallini e policristallini. Metallo puro e lega binaria. Tipologie di soluzioni solide (interstiziale e sostituzionale). Le leghe ferro-carbonio. Illustrazione sintetica del diagramma Ferro-Carbonio. Acciai e Ghise. Principali trattamenti termici degli acciai. Principali trattamenti termo-chimici degli acciai.
Processi di fabbricazione per fusione. Processi in forma transitoria: la tecnica e i componenti principali (forma, anime, materiali da formatura, regole di realizzazione della forma). I ritiri nei processi per fusione in forma transitoria. Fasi del processo di produzione in forma transitoria. Caratteristiche tipiche del getto in forma transitoria. Introduzione alla solidificazione del getto.
La solidificazione dei getti in forma transitoria. Caso del metallo puro, caso della lega tra elementi perfettamente miscibili, caso ella lega tra elementi parzialmente miscibili. La direzionalità della solidificazione in una forma transitoria.
Caratteristiche tipiche generali della morfologia dei cristalli in un getto in forma transitoria nel caso di metallo puro e nel caso di lega. I ritiri in fase di solidificazione e formazione della cavità da ritiro. Analisi qualitativa della direzionalità della soluzione e cerchi di Heuvers. Analisi del tempo di solidificazione e legge di Chvorinov. I moduli termici dei getti. Analisi e calcolo dei moduli termici di forme geometriche elementari.
Studio della solidificazione direzionale tramite i moduli termici. Effetto di raccordo ed effetto di estremità. Introduzione della materozza e suo posizionamento. Dimensionamento della materozza. Geometrie tipiche della materozza. Utilizzo del collare di attacco della materozza e suo dimensionamento. Esempi di materozze nei getti di solidificazione. Elementi per favorire la direzionalità della solidificazione. Materozze cieche e ruolo del materiale da formatura. Il sistema di colata, gli elementi tipici del sistema di colata. Moto pressurizzato e moto a canaletta. Il bacino di colata, le trappole e i filtri. Sistemi di colata dall'alto, dal basso e sul piano di separazione. Dimensionamento del sistema di colata: soluzione convergente e soluzione divergente. Calcolo del tempo critico di solidificazione. Il tempo di riempimento. Verifica della turbolenza del moto.
Principali tipologie di processo in forma transitoria: In terra, in fossa, al CO2 in sabbia cemento, in cold-box, shell moulding, micro-fusione e processo policast. Tecniche di fusione in forma permanente. Colata per gravità, colata sotto pressione. Tecniche in camera calda (iniettofusione) e tecniche in camera fredda (presso fusione). Fasi del processo in camera calda e fasi del processo in camera fredda. Solidificazione in forma permanente. L'uso dei radiali. Principali caratteristiche della forma permanente. Caratteristiche tipiche del getto in forma permanente.
Tecniche di lavorazione per deformazione plastica. Meccanismi di deformazione in campo elastico. Meccanismi di deformazione plastica in cristalli privi di difetti (meccanismo per scorrimento sui piani). Meccanismo di deformazione
plastica in cristalli con presenza di dislocazioni (scorrimento delle dislocazioni). Meccanismi di deformazione plastica in temperatura. Scorrimento sui bordi di grano. Test di trazione e curva sforzo deformazione. Tensioni e deformazioni in campo plastico: il flow stress nella deformazione a freddo e nella deformazione a caldo. Caso di una sollecitazione pluriassiale: criteri di plasticità di Tresca e Von Mises. Il lavoro di deformazione plastica. Presenza di attrito ed effetto durante la deformazione plastica. Approccio Slab Analysis per il calcolo della distribuzione delle pressioni durante la deformazione plastica.
Il processo di laminazione. Forme tipicamente realizzabili tramite laminazione dei metalli. Effetto del processo di laminazione sulla morfologia della struttura cristallina. Elementi principali del processo di laminazione. Le zone in un processo di laminazione. Effetto delle forze di attrito nel processo di laminazione. Applicazione della Slab Analysis al processo di laminazione. Calcolo del lavoro e della potenza. Condizioni di imbocco e condizioni di trascinamento.
Stampaggio e fucinatura. I magli e le presse, le diverse tipologie, le velocità di deformazione nelle diverse tipologie i range di potenza delle diverse tipologie di magli e presse. Matrice aperta e matrice chiusa. Differenziazione della fucinatura e dello stampaggio. Effetto delle lavorazioni di stampaggio e fucinatura sulla morfologia della struttura cristallina. Analisi della forza di stampaggio. Elementi base di progettazione di un processo di stampaggio.
Estrusione e trafilatura. Geometrie tipicamente realizzabili con i processi di estrusione e trafilatura. Estrusione diretta ed estrusione inversa. Evoluzione della forza di estrusione nel processo diretto e nel processo inverso. La matrice di
estrusione. Caratteristiche specifiche del processo di trafilatura, La matrice di trafilatura. Applicazione dello slab analysis. La lavorazione delle lamiere. Il processo di tranciatura, e le caratteristiche peculiari del pezzo tranciato. La forza di tranciatura. La piegatura delle lamiere, diversi approcci nella piegatura e geometrie realizzabili, Analisi della forza di piegatura. Imbutitura delle lamiere.
La saldatura e il taglio. Tipologie di giunti saldati. Classificazione dei processi di saldatura, differenza tra autogene ed eterogene. La saldabilità ed i fattori che la influenzano. Struttura tipica di un giunto saldato: La zona fusa e la zona
termicamente alterata. I cicli termici in un giunto saldato. Effetti termici del processo di saldatura. Modifiche tipiche della ZTA, modifiche tipiche della ZF. La solidificazione nel giunto ed effetti sulla morfologia della struttura cristallina. Difetti tipici che si possono riscontrare in un giunto saldato. La saldatura a gas, la saldatura ad arco elettrico con elettrodo, la saldatura TIG, la saldatura a filo continuo (MIG, MAG e arco sommerso), La saldatura laser e il meccanismo KeyHole. La saldatura a resistenza elettrica nelle versioni standard, con rulli, e testa testa. Le saldature eterogene: Brasatura e saldo brasatura.
I principi base del processo di taglio. Il taglio ortogonale e il meccanismo generale di formazione del truciolo. Gli angoli principali dell'utensile nel taglio ortogonale. Influenza degli angoli nella formazione del truciolo e quindi nel processo di taglio ortogonale. Effetti della variazione della velocità di taglio su: forza di taglio, temperatura, finitura superficiale e durata dell'utensile. Il tagliente di riporto: meccanismi di formazione ed effetti sul processo di taglio ortogonale. Aspetti termici del taglio, sviluppo di calore e temperature tipiche nelle varie parti coinvolte nel taglio: pezzo, utensile e truciolo. Il taglio obliquo. I moti tipici in un generico processo con utensile con taglio obliquo. Aspetti legati alla sezione del truciolo nel taglio obliquo. Il tagliente di riporto nel taglio obliquo. Il taglio tridimensionale. Presenza del secondo tagliente angoli tipici in un taglio tridimensionale.
La tornitura. Elementi caratteristici del tornio. Tornitura cilindrica esterna. La velocità di taglio nella tornitura cilindrica esterna. Gli angoli tipici ed i taglienti, le forze e le reazioni nella tornitura cilindrica esterna. La sezione del truciolo nella tornitura cilindrica e il calcolo della potenza. Utensile da tornitura e relativi angoli. Le varie parti dell'utensile e relativa nomenclatura. Gli angoli presenti in un utensile da tornitura con due taglienti. Effetto degli angoli nel processo di tornitura. Tornitura radiale o sfacciatura, effetto della velocità di taglio con la diminuzione del diametro. Sezione del truciolo nella tornitura radiale e calcolo della potenza. La tornitura esterna di superfici complesse. La tornitura interna. Il processo di filettatura con il tornio. Realizzazione di gole e superfici zigrinate. Parametri di taglio tipici della tornitura. Tecniche di fissaggio del pezzo nel processo di tornitura. Realizzazione di superfici coniche esterne. Fasi di lavorazione tipiche del processo di tornitura: Sgrossatura e finitura.
Processo di lavorazione dei fori, la foratura. Le macchine tipiche per la lavorazione di fori, il trapano. Fasi di lavorazione tipiche del processo di foratura. La punta da centro. La punta elicoidale, gli angoli ed i taglienti, classificazione delle punte elicoidali in funzione degli angoli e materiali tipicamente lavorabili. Tipi di punte elicoidali in funzione del foro che si deve realizzare. Processo di finitura nella lavorazione dei fori: la alesatura. Realizzazioni di filettature tramite maschiatura di un foro. Introduzione al processo di fresatura. Le tipologie di frese e le varie geometrie in funzione della lavorazione da realizzare. La fresatrice. Il processo di formazione del truciolo nella lavorazione con le frese, effetto della presenza di più taglienti ed effetto della direzione di lavorazione.
La fresatura periferica. Lavorazione in concordanza e lavorazione in opposizione. Gli angoli dei taglienti nel processo in concordanze e nel processo in opposizione. La sezione del truciolo. Calcolo della potenza di taglio nella fresatura
periferica. Fresatura con frese a taglio frontale. Possibilità di eseguire lavorazioni in concordanza, in opposizione o in condizioni miste. Caratteristiche tipiche della superficie lavorata con la fresatura a taglio frontale. Gli angoli dei taglienti nella fresatura a taglio frontale. La sezione del truciolo e calcolo della potenza nella fresatura a taglio frontale. Lavorazioni tipiche con macchine fresatrici. Parametri di taglio tipici delle macchine fresatrici. Lavorazioni di rettifica, le mole, le macchine rettificatrici. Materiali tipicamente utilizzati per la realizzazione di utensili per il taglio. Caratteristiche fondamentali in termini di proprietà. Meccanismi di usura dell'utensile di taglio. La relazione di Taylor e la relazione generalizzata di Taylor.
Testi di riferimento Tecnologia Meccanica e studi di fabbricazione, seconda edizione
Autori: Marco Santochi e Francesco Giusti
Editore: Casa Editrice Ambrosiana
Obiettivi formativi Conoscenza dettagliata dei temi oggetto di programma.
Prerequisiti Discipline del biennio, disegno tecnico industriale, analisi matematica, fisica I e II.
Metodi didattici Lezioni frontali
Altre informazioni Slides dell elezioni fornite dal docente
Modalità di verifica dell'apprendimento Esame Orale
Programma esteso Introduzione al corso, principi base della progettazione meccanica e della rappresentazione grafica dei componenti meccanici, principi base dell'approccio ad una progettazione del prodotto e del processo, principi base delle verifiche su prodotti e processi.
La progettazione di un componente meccanico, la progettazione del prodotto e del processo, Lo studio del ciclo di vita e la metodologia LCA. I disegni di concepimento, i disegni di fabbricazione, la quotatura, le tolleranze. La tolleranza ISO, i gradi di tolleranza e il posizionamento dei campi di tolleranza. Gli accoppiamenti, la tecnica foro base e albero base. Gli accoppiamenti nel sistema ISO. Introduzione alle tecniche di controllo e verifica delle tolleranze.
Errori geometrici e loro suddivisione in micro geometrici (rugosità e tessitura) e di forma. La rugosità, il rugosimetro e le varie forme di interpretazione dei risultati del rugosimetro. Curva di densità delle ordinate. Rappresentazione grafica della rugosità. Influenza della rugosità sulle caratteristiche meccaniche e funzionali di un componente meccanico. Errori di forma e di posizione, loro tolleranze e rappresentazione grafica.
I materiali metallici usati nei componenti meccanici. Classificazione degli acciai in base alle proprietà meccaniche e in base alla composizione chimica. Effetti degli elementi di lega negli acciai. I materiali compositi, definizione, componenti principali. I compositi a matrice polimerica. La regola delle miscele. Le principali matrici utilizzate, i principali rinforzi utilizzati. Le applicazioni tipiche dei materiali compositi, le tecniche di produzione dei materiali compositi: Autoclave, liquid moulding, laminazione manuale, laminazione spray, laminazione con sacco a vuoto.
Struttura dei materiali metallici. Il legame metallico. Cristallo, cella e reticolo cristallino. Principali reticoli dei materiali metallici. Differenza tra monocristallini e policristallini. Metallo puro e lega binaria. Tipologie di soluzioni solide (interstiziale e sostituzionale). Le leghe ferro-carbonio. Illustrazione sintetica del diagramma Ferro-Carbonio. Acciai e Ghise. Principali trattamenti termici degli acciai. Principali trattamenti termo-chimici degli acciai.
Processi di fabbricazione per fusione. Processi in forma transitoria: la tecnica e i componenti principali (forma, anime, materiali da formatura, regole di realizzazione della forma). I ritiri nei processi per fusione in forma transitoria. Fasi del processo di produzione in forma transitoria. Caratteristiche tipiche del getto in forma transitoria. Introduzione alla solidificazione del getto.
La solidificazione dei getti in forma transitoria. Caso del metallo puro, caso della lega tra elementi perfettamente miscibili, caso ella lega tra elementi parzialmente miscibili. La direzionalità della solidificazione in una forma transitoria.
Caratteristiche tipiche generali della morfologia dei cristalli in un getto in forma transitoria nel caso di metallo puro e nel caso di lega. I ritiri in fase di solidificazione e formazione della cavità da ritiro. Analisi qualitativa della direzionalità della soluzione e cerchi di Heuvers. Analisi del tempo di solidificazione e legge di Chvorinov. I moduli termici dei getti. Analisi e calcolo dei moduli termici di forme geometriche elementari.
Studio della solidificazione direzionale tramite i moduli termici. Effetto di raccordo ed effetto di estremità. Introduzione della materozza e suo posizionamento. Dimensionamento della materozza. Geometrie tipiche della materozza. Utilizzo del collare di attacco della materozza e suo dimensionamento. Esempi di materozze nei getti di solidificazione. Elementi per favorire la direzionalità della solidificazione. Materozze cieche e ruolo del materiale da formatura. Il sistema di colata, gli elementi tipici del sistema di colata. Moto pressurizzato e moto a canaletta. Il bacino di colata, le trappole e i filtri. Sistemi di colata dall'alto, dal basso e sul piano di separazione. Dimensionamento del sistema di colata: soluzione convergente e soluzione divergente. Calcolo del tempo critico di solidificazione. Il tempo di riempimento. Verifica della turbolenza del moto.
Principali tipologie di processo in forma transitoria: In terra, in fossa, al CO2 in sabbia cemento, in cold-box, shell moulding, micro-fusione e processo policast. Tecniche di fusione in forma permanente. Colata per gravità, colata sotto pressione. Tecniche in camera calda (iniettofusione) e tecniche in camera fredda (presso fusione). Fasi del processo in camera calda e fasi del processo in camera fredda. Solidificazione in forma permanente. L'uso dei radiali. Principali caratteristiche della forma permanente. Caratteristiche tipiche del getto in forma permanente.
Tecniche di lavorazione per deformazione plastica. Meccanismi di deformazione in campo elastico. Meccanismi di deformazione plastica in cristalli privi di difetti (meccanismo per scorrimento sui piani). Meccanismo di deformazione
plastica in cristalli con presenza di dislocazioni (scorrimento delle dislocazioni). Meccanismi di deformazione plastica in temperatura. Scorrimento sui bordi di grano. Test di trazione e curva sforzo deformazione. Tensioni e deformazioni in campo plastico: il flow stress nella deformazione a freddo e nella deformazione a caldo. Caso di una sollecitazione pluriassiale: criteri di plasticità di Tresca e Von Mises. Il lavoro di deformazione plastica. Presenza di attrito ed effetto durante la deformazione plastica. Approccio Slab Analysis per il calcolo della distribuzione delle pressioni durante la deformazione plastica.
Il processo di laminazione. Forme tipicamente realizzabili tramite laminazione dei metalli. Effetto del processo di laminazione sulla morfologia della struttura cristallina. Elementi principali del processo di laminazione. Le zone in un processo di laminazione. Effetto delle forze di attrito nel processo di laminazione. Applicazione della Slab Analysis al processo di laminazione. Calcolo del lavoro e della potenza. Condizioni di imbocco e condizioni di trascinamento.
Stampaggio e fucinatura. I magli e le presse, le diverse tipologie, le velocità di deformazione nelle diverse tipologie i range di potenza delle diverse tipologie di magli e presse. Matrice aperta e matrice chiusa. Differenziazione della fucinatura e dello stampaggio. Effetto delle lavorazioni di stampaggio e fucinatura sulla morfologia della struttura cristallina. Analisi della forza di stampaggio. Elementi base di progettazione di un processo di stampaggio.
Estrusione e trafilatura. Geometrie tipicamente realizzabili con i processi di estrusione e trafilatura. Estrusione diretta ed estrusione inversa. Evoluzione della forza di estrusione nel processo diretto e nel processo inverso. La matrice di
estrusione. Caratteristiche specifiche del processo di trafilatura, La matrice di trafilatura. Applicazione dello slab analysis. La lavorazione delle lamiere. Il processo di tranciatura, e le caratteristiche peculiari del pezzo tranciato. La forza di tranciatura. La piegatura delle lamiere, diversi approcci nella piegatura e geometrie realizzabili, Analisi della forza di piegatura. Imbutitura delle lamiere.
La saldatura e il taglio. Tipologie di giunti saldati. Classificazione dei processi di saldatura, differenza tra autogene ed eterogene. La saldabilità ed i fattori che la influenzano. Struttura tipica di un giunto saldato: La zona fusa e la zona
termicamente alterata. I cicli termici in un giunto saldato. Effetti termici del processo di saldatura. Modifiche tipiche della ZTA, modifiche tipiche della ZF. La solidificazione nel giunto ed effetti sulla morfologia della struttura cristallina. Difetti tipici che si possono riscontrare in un giunto saldato. La saldatura a gas, la saldatura ad arco elettrico con elettrodo, la saldatura TIG, la saldatura a filo continuo (MIG, MAG e arco sommerso), La saldatura laser e il meccanismo KeyHole. La saldatura a resistenza elettrica nelle versioni standard, con rulli, e testa testa. Le saldature eterogene: Brasatura e saldo brasatura.
I principi base del processo di taglio. Il taglio ortogonale e il meccanismo generale di formazione del truciolo. Gli angoli principali dell'utensile nel taglio ortogonale. Influenza degli angoli nella formazione del truciolo e quindi nel processo di taglio ortogonale. Effetti della variazione della velocità di taglio su: forza di taglio, temperatura, finitura superficiale e durata dell'utensile. Il tagliente di riporto: meccanismi di formazione ed effetti sul processo di taglio ortogonale. Aspetti termici del taglio, sviluppo di calore e temperature tipiche nelle varie parti coinvolte nel taglio: pezzo, utensile e truciolo. Il taglio obliquo. I moti tipici in un generico processo con utensile con taglio obliquo. Aspetti legati alla sezione del truciolo nel taglio obliquo. Il tagliente di riporto nel taglio obliquo. Il taglio tridimensionale. Presenza del secondo tagliente angoli tipici in un taglio tridimensionale.
La tornitura. Elementi caratteristici del tornio. Tornitura cilindrica esterna. La velocità di taglio nella tornitura cilindrica esterna. Gli angoli tipici ed i taglienti, le forze e le reazioni nella tornitura cilindrica esterna. La sezione del truciolo nella tornitura cilindrica e il calcolo della potenza. Utensile da tornitura e relativi angoli. Le varie parti dell'utensile e relativa nomenclatura. Gli angoli presenti in un utensile da tornitura con due taglienti. Effetto degli angoli nel processo di tornitura. Tornitura radiale o sfacciatura, effetto della velocità di taglio con la diminuzione del diametro. Sezione del truciolo nella tornitura radiale e calcolo della potenza. La tornitura esterna di superfici complesse. La tornitura interna. Il processo di filettatura con il tornio. Realizzazione di gole e superfici zigrinate. Parametri di taglio tipici della tornitura. Tecniche di fissaggio del pezzo nel processo di tornitura. Realizzazione di superfici coniche esterne. Fasi di lavorazione tipiche del processo di tornitura: Sgrossatura e finitura.
Processo di lavorazione dei fori, la foratura. Le macchine tipiche per la lavorazione di fori, il trapano. Fasi di lavorazione tipiche del processo di foratura. La punta da centro. La punta elicoidale, gli angoli ed i taglienti, classificazione delle punte elicoidali in funzione degli angoli e materiali tipicamente lavorabili. Tipi di punte elicoidali in funzione del foro che si deve realizzare. Processo di finitura nella lavorazione dei fori: la alesatura. Realizzazioni di filettature tramite maschiatura di un foro. Introduzione al processo di fresatura. Le tipologie di frese e le varie geometrie in funzione della lavorazione da realizzare. La fresatrice. Il processo di formazione del truciolo nella lavorazione con le frese, effetto della presenza di più taglienti ed effetto della direzione di lavorazione.
La fresatura periferica. Lavorazione in concordanza e lavorazione in opposizione. Gli angoli dei taglienti nel processo in concordanze e nel processo in opposizione. La sezione del truciolo. Calcolo della potenza di taglio nella fresatura
periferica. Fresatura con frese a taglio frontale. Possibilità di eseguire lavorazioni in concordanza, in opposizione o in condizioni miste. Caratteristiche tipiche della superficie lavorata con la fresatura a taglio frontale. Gli angoli dei taglienti nella fresatura a taglio frontale. La sezione del truciolo e calcolo della potenza nella fresatura a taglio frontale. Lavorazioni tipiche con macchine fresatrici. Parametri di taglio tipici delle macchine fresatrici. Lavorazioni di rettifica, le mole, le macchine rettificatrici. Materiali tipicamente utilizzati per la realizzazione di utensili per il taglio. Caratteristiche fondamentali in termini di proprietà. Meccanismi di usura dell'utensile di taglio. La relazione di Taylor e la relazione generalizzata di Taylor.
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