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PARAMETRI DI TAGLIO Per l’animazione utilizzare la barra spaziatrice, un click del mouse, le parole calde, i bottoni, i tasti freccia e fino alla comparsa della casella di testo che segnala fine diapositiva Creato da Lorenzo Pastore e Simone Pasquali revisione by Ugo Apostolo

Produzione Scelta profondità di passata Scelta avanzamento Parametri di taglio Scelta velocità di taglio Costi e produzione Conclusioni revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Produzione Per studiare l’influenza dei vari parametri sulla produzione consideriamo per semplicità una operazione di tornitura cilindrica esterna: - p [mm] profondità di passata - a [mm/giro] avanzamento - q [mm 2] sezione truciolo - n [giri/min] numero di giri al minuto - Vt [m/min] velocità di taglio - Va [mm/min] velocità di avanzamento - D [mm] diametro esterno - Dm [mm] diametro medio - d [mm] diametro finale o diametro dopo la passata relazioni_fra_le_variabili revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

q= a∙p [mm 2] Relazioni fra le variabili Va= a∙n [mm/min] considerata sul D revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Detto v il volume asportato in un giro avremo: v=a∙p∙π∙D [mm 3/giro] (approssimando con Dm →D) Se passiamo da [mm 3/giro] a [cm 3/giri] avremo: V=a∙p∙π∙D/1000 [cm 3/giro] Detto W il volume di truciolo asportato in un tempo unitario (cioè dopo n giri/min) revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Aumentare la sezione del truciolo q e quindi p e/o a Aumentare la velocità di taglio Vt Dunque per aumentare la produzione posso: Aumentare contemporaneamente Vt eq Fine diapositiva revisione by Ugo Apostolo

Scelta della profondità di passata La profondità di passata è legata al moto di posizionamento o appostamento e: - non può aumentare entro certi valori perché bisogna limitare il momento flettente sull’utensile e sul pezzo (cattiva finitura); - non può essere troppo piccola perché occorre limitare il numero di passate al fine di evitare tempi di lavorazione troppo lunghi; perché il materiale incrudisce e farà aumentare: 1. Lo sforzo necessario per asportare il truciolo e quindi la potenza assorbita. 2. La temperatura sullo spigolo tagliente e quindi una più rapida usura dell’utensile. 3. Le formazioni di cricche diventano inneschi di rottura a fatica (le cricche sono causate dalle tensioni che si generano per differenza di struttura fra l’esterno, incrudito e l’interno). 4. Tempi lavorazione eccessivi. revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Scelta dell’ avanzamento L’avanzamento è collegato al moto di avanzamento o alimentazione e: n n non può aumentare oltre certi valori perché occorre limitare la spinta laterale dell’utensile e la spinta sul pezzo al fine di garantire la stabilità e l’ottenimento delle tolleranze prescritte e la potenza assorbita e per non aumentare troppo la rugosità del pezzo; non può essere troppo basso per evitare tempi di lavorazione eccessivi. revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Scelta della velocità di taglio La velocità di taglio è collegata al moto di taglio e: - quando il moto di taglio è rotatorio coincide praticamente con la velocità periferica del pezzo o dell’utensile; - quando il moto di taglio è rettilineo corrisponde alla velocità di traslazione del pezzo o dell’ utensile. La qualità del materiale da lavorare La sezione truciolo (a; p) Fine diapositiva Il tipo di lavorazione La qualità del materiale dell’utensile Fattori La geometria dell’utensile Tipo di macchina Stabilità del pezzo Refrigerazione e lubrificazione revisione by Ugo Apostolo

Teoria di Taylor Associa i fattori che influenzano la velocità di taglio a tre di natura diversa: - Relativi al materiale in lavorazione: in particolare la sua durezza, per cui la velocità aumenta se la durezza diminuisce e viceversa. - Relativi al tipo di utensile utilizzato: 1. materiale: la velocità aumenta se aumenta la durezza e viceversa; 2. tipo di raffreddamento scelto; 3. durata di impiego dell’utensile. - Relativi alla lavorazione: 1. sezione del truciolo: alte sezioni del truciolo basse velocità di taglio e viceversa; 2. tipo di macchina: • ripidezza della macchina: se elevata è possibile adottare grandi velocità di taglio; • potenza installata: se aumenta la potenza installata aumenta la velocità di taglio e viceversa. revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Nei suoi studi Taylor ha definito : [m/min] velocità di taglio che permette una durata del tagliente T [min] durata del tagliente. Essa è stabilita in modo da soddisfare i seguenti regimi: • regime economico (minimo costo della lavorazione) • regime produttivo (massima produzione) [adm] coefficiente di durata, dipende dalle condizioni di lavoro, dal materiale ecc… Costante e rappresenta la velocità di taglio specifica con la quale l’utensile dura un minuto. Infatti se T=1 min: revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

TEORIA DEL DENIS La velocità di taglio Vt dipende: q dalla durezza del materiale da lavorare; q dal tipo di utensile (materiale, geometria, …); q dal tipo di raffreddamento. Il Denis considera la sezione del truciolo q=p a costante e traccia le curve di produzione ponendo in ascissa la velocità di taglio Vt [m/min] e in ordinata il volume del truciolo Q [cm 3] asportato tra una “affilatura” e l’altra. revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Le curve di produzione sono del tipo: CONDIZIONI AL CONTORNO Q = p a = cost Q[cm 3] HVmateriale = cost Qmax UTENSILE = cost Qe 0 Vtmin Vt. Qmax Vte Vtl revisione by Ugo Apostolo Vt[m/min] Fine diapositiva

Dove: • Vtmin velocità di taglio minima; dettata dal numero di giri minimo della macchina e dal minimo diametro lavorabile in tornitura cilindrica (sarà nulla nelle operazioni di sfacciatura); • Vt. Qmax velocità di taglio dove la produzione di truciolo è massima (Q=Qmax); essa è la velocità che offre la massima durata dell’utensile; • Vtl velocità di taglio limite dove la produzione di truciolo è nulla (Q=0); adottandola l’utensile appena accostato si ottunde (non “taglia” più); • Vte velocità di taglio economica; realizza il miglior sfruttamento della macchina. Si ha una produzione di truciolo Qe Qmax/2 ma il tempo per ottenerla è minore. Per la dimostrazione di questa affermazione vedere la diapositiva successiva nella quale viene confrontato il tempo per asportare un certo volume del truciolo adottando le due sopramenzionate velocità di taglio revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Q[cm 3] ttot Tcu Qmax m Qe h 0 T t[min] T revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

• T durata del tagliente, ovvero tempo durante il quale l’utensile asporta truciolo • Tcu tempo necessario per cambiare il tagliente • volume del truciolo che si desidera asportare • ttot tempo totale per asportare il volume del truciolo desiderato • Qmax volume del truciolo asportato adottando la velocità Vt. Qmax • Qe volume di truciolo asportato adottando la velocità Vte • tgm rappresenta la Vt. Qmax • tgh rappresenta la Vte Cliccando su rappresenta si dimostrerà il legame tra le tangenti e le velocità di taglio Fine diapositiva revisione by Ugo Apostolo

Dimostrazione Poiché il volume del truciolo w [cm 3/min] è dato dalla seguente espressione: avremo che nella durata T[min] si asporterà il volume Q[cm 3] dato da: Se a p=q=1 mm 2=cost avremo: Dunque nel piano t, Q è l’equazione di una retta uscente dall’origine dove Vt rappresenta il coefficiente angolare, cioè la tangente dell’angolo formato tra l’asse delle ascisse e la retta stessa. Fine diapositiva revisione by Ugo Apostolo

Costi e produzione Trascurando il costo del materiale, i costi totali di lavorazione riferiti ad un singolo pezzo Cp si possono dividere in tre componenti: • i costi macchina Cm: quelli relativi all’ammortamento della macchina, alla manutenzione, alla quota di spese generali, alla manodopera, . . . ; • i costi utensili Ct: dipenderà dal tipo di utensile. Ad esempio se inserto fissato meccanicamente dipenderà dal costo del portautensili, dal costo dell’inserto, . . . ; • i costi fissi Cf: quelli relativi al tempo necessario per la sostituzione del pezzo, dell’utensile, . . L’andamento dei costi è illustrata dal seguente diagramma: Costi [€] CP CPmin Ct Cf Cm Vte Fine diapositiva revisione by Ugo Apostolo Vt[m/min]

E’ da notare che il diagramma dei costi è solo indicativo perché a volte può essere più economico usare una velocità superiore a quello indicato nel grafico, come ad esempio in periodi di punte di produzione che potrebbero essere superate solo con l’acquisto di nuove macchine, con costi superiori a quelli degli utensili che crescono a causa della aumentata Vt. Numero pezzi prodotti nell’unità di tempo NPmax Vtp Vt [m/min] Vtp: Velocità di taglio produttiva: realizza la massima produzione di pezzi nell’unità di tempo ( REGIME PRODUTTIVO ) revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

NP numero pezzi CP Np prodotti nella unità di tempo Cp costo pezzo Vte Vtp Vt CAMPO D’UTILIZZO DELLA MACCHINA UTENSILE revisione by Ugo Apostolo Fine diapositiva

Conclusioni Una buona impostazione dei parametri di lavoro deve tenere conto di alcuni fattori quali: • materiali da lavorare e relativo stato; • caratteristiche del bloccaggio del pezzo alla macchina; • caratteristiche e stabilità della macchina utensile; • tipo di lubrificazione e/o refrigerazione; • conoscenza del disegno e del tipo di lavorazione da eseguire. Noti i suddetti fattori è bene adottare: • massime sezioni del truciolo compatibilmente con lo sforzo che la macchina può sopportare; • velocità di taglio ed avanzamenti i più elevati possibili compatibilmente con la potenza disponibile sulla macchina, che dovrà eventualmente essere sfruttata completamente variando la profondità di taglio; • per lavori di finitura adottare alte velocità di taglio e bassi avanzamenti; • utilizzare il fluido da taglio che garantisca il regime di lavoro prescelto. Fine diapositiva ultima diapositiva revisione by Ugo Apostolo