Universit degli Studi di Ferrara Facolt di Scienze

Università degli Studi di Ferrara Facoltà di Scienze MM. FF. NN. Cd. L in Tecnologie Fisiche Innovative A. A. 2010 -11 Tecnologia dei Processi di Produzione Franco Danielli Gabriele Canini Modulo A 4 Classificazione delle Tecnologie Meccaniche di Produzione

Tecnologia Meccanica: q Tecnologia Meccanica è l’insieme delle conoscenze e delle regole per trasformare materie prime in prodotti (pezzi) meccanici q Pezzi meccanici oggetti costituiti da corpi solidi, per lo più metallici, di caratteristiche geometriche, dimensionali, fisiche ben definite e specificate, determinate dalla funzionalità e dalle prestazioni richieste nel contesto dell’insieme (dispositivo o meccanismo) e documentate da un documento tecnico il disegno meccanico. Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Disegno meccanico: Il Disegno di un pezzo meccanico è il suo documento tecnico di riferimento, che q Identifica il pezzo con: una descrizione ed un codice univoco, il nome del progettista e la data di creazione, l’elenco delle modifiche q stabilisce il materiale costituente (natura, proprietà fisico-chimiche, durezza, resistenza) q rappresenta graficamente la forma geometrica (viste e sezioni in proiezioni ortogonali), fissa la scala q assegna le dimensioni e le relative tolleranze secondo normative internazionali (ISO) q specifica il grado di finitura superficiale delle superfici lavorate Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Esempio schematico di Disegno meccanico (alberino): Profilo scanalato UNI 221 Ø 25/Ø 22 b=6 Z=6 Dentatura m=1, 5 Z=15 Tolleranze ISO Modifiche: . . . Ø 25 h 7 . . . Ø 10 F 8 Rugosità: 0, 000 -0, 021 +0, 043 +0, 013 Tolleranza quote libere: ± 0, 1 Denom Codice Mater. Disegn. Scala Albero secondario XYZ 01234 Acciaio 39 Ni. Cr. Mo 4 F. Danielli 15/02/08 1: 1 (2: 1) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologia dei Materiali: q Di particolare importanza nella Tecnologia Meccanica sono le conoscenze sui materiali, le loro caratteristiche fisiche, il modo di lavorarli, per conferire ai prodotti meccanici la funzionalità di progetto q In meccanica, i materiali più comunemente impiegati sono le leghe metalliche (soprattutto del ferro, dell’alluminio, del rame), ma anche le materie plastiche (resine polimeriche) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tre materiali per l’industria del mobile: tecnologie a confronto Legno massello Legno compensato Legno truciolare Come sono stati ottenuti i tre materiali? Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Schema di classificazione delle Tecnologie Meccaniche: (secondo DIN 8580) 1. Separazione 2. Unione 3. Deformazione plastica 4. Formatura di materiale amorfo 5. Trattamento superficiale 6. Trattamento termico (modifica delle caratteristiche fisiche) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di SEPARAZIONE q Se il prodotto da realizzare, per forma e dimensioni, è un solido completamente contenuto (inscritto) entro il volume del materiale in lavorazione, allora si può pensare di ottenerlo per separazione = asportazione selettiva del materiale eccedente (detto anche soprametallo) q Appartengono a questa categoria tutte le Tecnologie di taglio, fra cui l’importantissima famiglia della Tecnologia Meccanica per asportazione di truciolo q Esempi: tornitura, fresatura, foratura, rettifica, etc. Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di Separazione: esempi di lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo Lavorazione di TORNITURA Lavorazione di FORATURA Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di Separazione: lavorazioni di Taglio ad acqua (waterjet) Elettroerosione a filo Segatrice a nastro Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di UNIONE q Se il prodotto da realizzare, per forma e dimensioni, è logicamente scomponibile come somma insiemistica di due o più oggetti, più piccoli e/o più semplici, allora lo si può ottenere per unione = connessione stabile dei suoi componenti. q Appartengono a questa categoria, ad esempio, le tecnologie di saldatura (brasatura), incollaggio, calettamento, oltre che di assemblaggio vero e proprio. Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di Unione: esempi di saldatura, brasatura Processo di brasatura Schema di saldatura a filo Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di Unione: esempi di assemblaggio Schema di assemblaggio di una pala eolica Assemblaggio finale di una macchina operatrice (filtro pressa) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di Unione: montaggio schede Linea di montaggio schede Schede elettroniche assemblate Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di DEFORMAZIONE q Se il prodotto da realizzare ha forma diversa, però sviluppabile (per piegatura o scorrimento) da quella del materiale in lavorazione e senza superarne il limite di rottura, allora può essere ottenuto per deformazione plastica permanente q Questa tecnologia consiste in una trasformazione plastica di pezzi metallici, lavorati sotto opportuna pressione applicata dagli utensili di una pressa (punzone, matrice): 1. pezzi a sezione varia: fucinatura, stampaggio (a caldo) 2. pezzi a sezione sottile: stampaggio di lamiere (a freddo) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di Deformazione Plastica Punzone Matrice Schema di processo di stampaggio a passi Stampo per elemento di carrozzeria auto Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Esempi di Tecnologie di Deformazione Plastica Stampaggio di tappi corona Coniatura di monete Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Tecnologie di FORMATURA DI MATERIALE AMORFO q Le tre categorie tecnologiche fin qui descritte, Separazione, Unione, Deformazione, esauriscono la casistica di trasformazione in prodotto, per forma e dimensioni, di una materia prima costituita da un corpo solido q Qualora la materia prima sia in uno stato amorfo, liquido (metallo fuso) o granuloso (polvere metallica), allora il prodotto si può ottenere per Formatura di materiale amorfo q Esempi: fusione, sinterizzazione (metallurgia delle polveri) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Esempi di Formatura di materiale amorfo Prodotti di sinterizzazione (metallurgia delle polveri) Colata in fonderia (metallo fuso) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Ulteriori categorie tecnologiche Conferimento di ulteriori caratteristiche del prodotto rispetto alla geometria (forma e dimensioni): q Trattamenti superficiali: si tratta di rivestimenti della superficie del prodotto con mezzi atti ad aumentarne la resistenza alla corrosione ed all’usura. Esempi: verniciatura, trattamenti galvanici q Modifica delle caratteristiche fisiche: si tratta per lo più di trattamenti termici, allo scopo di modificare la struttura microcristallina della matrice metallica del prodotto a favore della resistenza meccanica, della durezza, del rilascio delle tensioni interne. Esempi: tempra, rinvenimento, normalizzazione Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Esempi di Trattamenti superficiali Processo di satinatura (sabbiatura/pallinatura) Processo di zincatura di lamiera d’acciaio Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Esempio: Tecnologie di fabbricazione di una cerniera metallica Piastra A Perno Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE Piastra B

Tecnologie impiegate: Tecnologia Separazione Applicazione Tranciatura delle piastre da lamiera di acciaio 1, 5 mm Taglio del perno da tondino di acciaio Ø 4 mm Piegatura lembi piastre Deformazione plastica Calottatura estremità del perno Trattamento superficiale Zincatura delle piastre Composizione della cerniera Unione (assemblaggio piastre e perno) Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Classificazione delle principali Tecnologie Meccaniche: Separazione Taglio Asportaz. di truciolo ↓ Tornitura Fresatura Foratura Rettifica etc. Unione Saldatura Incollaggio Calettam. Montaggio etc. Deformaz Plastica Forgiatura Stampagg. Piegatura Termoformatura Laminaz. Trafilatura Estrusione etc. Format. materiale amorfo Fusione Pressofus. Microfus. Sinterizz. etc. Trattam. Superfic. Trattam. termico Verniciat. Brunitura Satinatura Trattam. Galvanici ↓ Zincatura Cromatura Anodizz. etc. Tempra Rinvenim. Bonifica Normalizz. etc. Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

Concetti e parole chiave: q Tecnologia meccanica q Pezzo meccanico q Disegno tecnico q Tecnologia dei materiali q Classificazione delle Tecnologie meccaniche: § § § Separazione Unione Deformazione plastica Formatura materiale amorfo Trattamento superficiale Trattamento termico Corso Tecnologia dei Processi di Produzione – Tecnologie Fisiche Innovative - UNIFE

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