Asportazione Di Truciolo

UTENSILI DA TORNITURA

Piano di riferimento: piano parallelo al piano di appoggio dello stelo e passante per il punto d’interesse

del tagliente.

ANGOLI DI TORNITURA

ɣ POSITIVI: ɣ NEGATIVI:

0 0

• •

Minore potenza assorbita. Aumento della potenza, delle forze e

delle temperature

• Minore attrito.

• Minori temperature.

• Minori pressioni di taglio.

Per quanto riguarda α, angolo di spoglia inferiore ortogonale, va precisato che esiste α , dovuto

effettivo

alla componente delle velocità v , v :

f c

Durante la lavorazione l’utensile descrive un’elica di

passo f e diametro D.

La traccia OL è inclinata di un angolo φ che riduce

l’ampiezza di α .

0

α - φ deve essere positivo per evitare lo strisciamento

0

del fianco principale sulla superficie lavorata.

• Se troppo elevato diminuisce la sezione

resistente.

• Angoli troppo bassi determinano un più veloce

raggiungimento dell’usura dorsale.

• Dipende dal materiale da lavorare (maggiore è la pressione di taglio minore deve essere α )

0

• Dipende dal materiale dell’utensile (se poco tenace, minori valori di α ).

0

INFLESSIONE DEL PEZZO

Affinché una lavorazione di tornitura sia realizzabile è necessario verificare che:

• La profondità di passata considerata sia compatibile con l’utensile selezionato.

• L’avanzamento selezionato sia ammissibile per il tornio.

• La velocità di taglio e, quindi, il numero di giri selezionato sia compatibile con le caratteristiche

del tornio.

• La potenza necessaria alla lavorazione sia effettivamente erogabile dal tornio considerato.

• I parametri di taglio siano compatibili con la finitura superficiale richiesta.

• I parametri di taglio siano compatibili con le tolleranze dimensionali e geometriche imposte.

• L’attrezzatura selezionata sia in grado di afferrare saldamente il pezzo in lavorazione.

TAGLIENTI NON RACCORDATI

TAGLIENTI RACCORDATI

FORATURA

È un’operazione con due grandi problemi:

• RISCALDAMENTO: la foratura avviene al chiuso e il truciolo non vine eevacuato

immediatamente dopo il distacco. Esso porta con se molto calore (l’80% della potenza va nel

truciolo). Bisogna quindi:

Abbondare con fluido lubrorefrigerante (alta pressione perché è contro il truciolo che

o esce).

Eseguire cicli di foratura.

o

• CARICO DI PUNTA: non è possibile realizzare fori con rapporto L/D>15 per il calore e perché

se non è presente un perfetto allineamento può nascere un disassamento e dunque un

momento che tende a inflettere la punta.

OPERAZIONI DI FORATURA

GEOMETRIA DEGLI UTENSILI PER FORARE

La punta presenta uno spigolo tagliente che incide il pezzo sulla superficie ed è collegato ai due

taglienti. Generalmente sono realizzate in HSS o carburi e sono difficili da riaffilare, per questo sono

usa e getta.

Il bordino serve per guidare la punta all’interno del foro.

N.B. α e ɣ cambiano man mano che si percorre il tagliente.

0 0

L’affilatura è variabile con la posizione.

FRESATURA

Lavorazione eseguita mediante un utensile multitagliente a geometria definita messo in rotazione. Il

moto di lavoro è dato dal mandrino.

In genere si preferiscono frese a denti elicoidali perché si ha un impegno progressivo del tagliente.

Parametri di taglio:

In entrambe le fresature è presente un tratto A in ingresso quando la lavorazione inizia. Si ipotizza che

l’asse della fresa e quello del pezzo coincidano.

MACCHINE PER FRESATURA: fresatrici.

FESATURA PERIFERICA

Concordanza e discordanza (down e up milling)

N.B. in entrambi i tipo di fresatura periferica sono presenti tutte e quattro le forze f , f , F , F .

c cN f fN

Traiettoria

In fresatura periferica la traiettoria che percorre un generico punto sulla

fresa ha la forma di una cicloide e il punto immediatamente seguente

percorrerà la stessa tra ma spostata in avanti di f . Si osserva che: il

z

truciolo ha spessore variabile e sul pezzo rimane una traccia di passo f

z

caratterizzata da un’altezza

cresta-valle determinabile geometricamente.

Spessore del truciolo: approccio alla potenza massima e alla potenza media.

• Approccio alla potenza massima (spessore istantaneo): z<2

• Approccio alla potenza media: z>2

ALLORA

Momento in funzione dell’angolo

Rugosità superficiale

FREASATURA FRONTALE

Scomposizione e andamento della forza

Geometrie fondamentali Geometria doppio negativa:

• Materiali e condizioni che richiedono

notevoli sollecitazioni.

• Acciai e ghise ad elevata durezza.

• Macchine ad elevata potenza e stabilità.

Geometria doppio positiva:

• Materiali e condizioni “dolci”

(alluminio, acciai duttili, ...).

• Macchine a limitata potenza e stabilità.

Geometria positivo ɣ /negativa ɣ

pe fe

g

Potenze intermedie positivo: favorisce

pe g

l’evacuazione del truciolo negativo: elevati

fe

avanzamenti e profondità di taglio.

Traiettoria La distanza tra le traiettorie è sempre f in ogni

z

punto. Bisogna notare inoltre che la fresa e il

pezzo sono disassati per ridurre le vibrazioni

che si generano durante la lavorazione

Spessore del truciolo: approccio alla potenza massima e alla potenza media

• Approccio alla potenza massima (spessore istantaneo): z<2

• Approccio alla potenza media: z>2 (trascuro sen(κ ))

re

Momento in funzione dell’angolo

MOTO DI TAGLIO RETTILINEO ALTERNATO

In queste lavorazioni il moto fondamentale di taglio è rettilineo e può essere conferito al pezzo o

all’utensile. Caratteristica comune è che si ha una corsa di andata attiva (lavoro) ed una corsa di

ritorno passiva.

La corsa di ritorno è compiuta solitamente a velocità più elevata (tempi passivi). Il moto è quindi

alternativo (non per la brocciatura).

LIMATURA

Moto di taglio dato all’utensile.

Moto di avanzamento dato al pezzo.

PIALLATURA

Moto di taglio dato al pezzo.

Moto di avanzamento dato all’utensile.

STOZZATURA

Realizzazione di superfici interne a spigoli vivi

(come fori poligonali), di cave per chiavette e

linguette, profili scanalati. Si può ricondurre

alla limatura.

Moto di taglio dato all’utensile.

Moto di avanzamento dato al pezzo.

BROCCIATURA

È un’operazione che serve per ampliare,

sagomare, modificare una cavità interna; oggi

viene impiegata anche su superfici esterne. Il

moto è rettilineo e tutta la lavorazione viene

eseguita in una sola passata.

Moto di taglio dato all’utensile.

L’utensile (broccia) è costituito da vari denti

disposti di seguito l’uno rispetto all’altro con

incremento di diametro.

Le brocce lavorano solo in TRAZIONE, ma in

compressione.

SEGATURA

Alternata

A nastro

Circolare

USURA UTENSILE

MODALITA’ DI DANNEGGIAMENTO

• Danneggiamento da frattura o scheggiatura

• Deformazione Plastica

• Usura graduale

MECCANISMI DI USURA

• Abrasione: particelle di elevata durezza.

• Diffusione: passaggio di atomi tra i materiali del pezzo e dell’utensile.

• Ossidazione: ossigeno atmosferico forma ossidi facilmente asportabili.

• Adesione: fenomeno del tagliente di riporto.

• Deformazione plastica: dovuta a sollecitazioni meccaniche e termiche.

• Fatica: dovuta a cicli meccanici e termici.

PRINCIPALI FORME D’USURA

Usura sul fianco (labbro d’usura):

Tra tutte le principali forme di usura, quella che si riflette maggiormente sulla qualità della

lavorazione è l’usura sul fianco:

• Influenza la finitura superficiale e la precisione dimensionale.

• Si misura con V e V .

Bmedio Bmax

Usura sul petto (cratere d’usura): determina indebolimento dell’utensile

si misura con le grandezze:

• KT: profondità del cratere

• KM: punto medio del cratere misurato

dallo spigolo del tagliente originale.

EFFETTO DELLA TEMPERATURA In generale però l’usura dipende da:

• caratteristiche dell’utensile.

• Temperatura nella zona di lavorazione

• Parametri di taglio

• Lubrorefrigerazione.

• Presenza di cicli termici.

• Affinità chimica.

USURA IN FUNZIONE DEL TEMPO DI TAGLIO Raggiunto un certo livello di

strisciamento la temperatura

aumenta esponenzialmente

(nella zona di cedimento),

provocando la rottura. Bisogna

sostituire l’utensile prima che si

trovi in questa zona.

EFFETTO DELLA VELOCITA’ DI TAGLIO (CURVE DI DURATA UTENSILE)

Il grafico mette in relazione la durata

dell’utensile fissati alcuni criteri d’usura (che

variano da inserto a inserto). Si trovano cosi

tante coppie t, vc che ci permettono, passando

in campo doppio logaritmico, di ricavare una

relazione empirica: retta di Taylor.

Questa approssimazione è valida solo se si

considera un campo d’indagine ristretto.

OTTIMIZZAZIONE DELLE CONDIZIONI DI TAGLIO

L’ottimizzazione è l’operazione che ci permette di impostare i parametri di taglio in modo tale da

rimanere in una zona (zona d’interesse) in cui è possibile trovare una combinazione tempo-costo tale

da massimizzare il profitto.

Le funzioni da ottimizzare sono:

• Tempo: t p

• Costo: c p

• Profitto: P r

È necessario considerare anche i vincoli Questa ammette un minimo solo se la parentesi

imposti sulla lavorazione, come la potenza, la () coefficiente angolare è <0 e la derivata

deformazione massima del pezzo e velocità di seconda è >0:

avanzamento.

Considerando come funzione da ottimizzare la

generica funzione F:

Per prima cosa deriviamo in funzione di v c

(parametro rispetto a cui vogliamo

ottimizzare). Si ottiene:

Allora, sostituendo in ln(T) la legge di Taylor, si giunge alle relazioni di T e v :

opt c opt

Generalmente si parla di una zona d’interesse, la zona in cui vogliamo tenere la v :

c

Strutturalmente la condizione di minimo

per il costo e per il tempo sono equivalenti.

Passiamo poi al grafico che mette in

relazione t e c . Si vede immediatamente

p p

che la velocità che permette costi minimi

non è quella che permette tempi minimi e

viceversa.

Allora, ipotizzando un ricavo costante, Quello che più ci interessa è dunque

consideriamo la dis