mail unicampaniaunicampania webcerca

    Claudio LEONE

    Insegnamento di TECNOLOGIA MECCANICA

    Corso di laurea in INGEGNERIA AEROSPAZIALE, MECCANICA, ENERGETICA

    SSD: ING-IND/16

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Processi di fonderia (16 h): Fusione e solidificazione, meccanismi di solidificazione ideali e reali, fenomeni di segregazione. Fonderia in forma transitorie e permanente, tecniche di colata, dimensionamento delle forme, cenni sui forni fusori. Difetti dei prodotti di fonderia. Processi di fonderia in terra, fonderia con modello transitorio (in polistirolo, a cera persa). Fonderia in conchiglia, per gravità, pressofusione e iniettofusione, squeeze casting, colata centrifuga.
    Lavorazioni per deformazione plastica (16 h): principi delle lavorazioni per deformazione plastica, criteri di plasticità, calcolo di forze, lavoro e potenza nei processi di deformazione plastica. Metodo dell'elemento sottile (Slab) per il calcolo dell'energia specifica di deformazione. Processi di lavorazione per deformazione plastica mediante: Laminazione, Trafilatura, Estrusione, Forgiatura e Stampaggio.
    Taglio dei metalli (16 h): taglio libero ortogonale, meccanismi di formazione del truciolo, influenza dei parametri di taglio sulla formazione del truciolo, materiali per utensili, meccanismi di usura e durata degli utensili. Ottimizzazione dei parametri di lavorazione.

    Testi di riferimento

    Lucidi delle lezioni, reperibili sul sito del Docente.
    Testi consigliati:
    S. Kalpakjian e S.R. Schmid, Tecnologia Meccanica, Ed. Pearson-Prentice Hall.
    M.P. Groover, Tecnologia Meccanica, Ed. CittàStudi.
    F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, Analisi e tecnologie delle lavorazioni meccaniche, Ed. McGraw-Hill.

    Obiettivi formativi

    Il corso si propone i seguenti obiettivi:
    Fornire conoscenze sui processi di lavorazione dei metalli.
    Conoscere i fenomeni che presiedono alla solidificazione di un getto di fonderia, i legami fra i parametri tecnologici e le proprietà di un manufatto, i vincoli connessi alle tecnologie di fabbricazione relative.
    Essere in grado di progettare forme di geometria semplice per getti.
    Conoscere i fenomeni che intervengono nei processi di deformazione plastica e di asportazione di truciolo in un metallo ed il loro effetto sulle proprietà del materiale.
    Calcolare con relazioni semplificate forze ed energie per la deformazione plastica e l’asportazione di truciolo.
    Comprendere e riconoscere l’origine dei difetti in manufatti.
    Conoscere i difetti di lavorazione ed individuarne i possibili rimedi.

    Prerequisiti

    Analisi matematica II; Fisica.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali in aula.
    Visite presso aziende e/o laboratori.

    Metodi di valutazione

    Esame scritto (comprendente domande ed esercizi) ed orale.
    La prova scritta ha una durata di circa 100 minuti. Durante la prova non è consentito utilizzare materiale didattico.
    Entrambi le prove si prefiggo lo scopo di accertare le conoscenze acquisite dallo studente, le capacità di saper descrivere e comprendere gli argomenti di studio. La capacità di trarre conclusioni e di risolvere problemi.
    La prova scritta è propedeutica all’orale e si ritiene superata con non meno di 18/30

    Programma del corso

    Processi di fonderia.
    Meccanismi di solidificazione dei getti. Difetti nei getti e metodi per evitarli, cono da ritiro e uso della materozza, solidificazione direzionale, problemi legati alla solubilità dei gas, tensioni residue nei getti.
    Metodi per il dimensionamento e la progettazione delle materozze. Generalità sulla progettazione degli stampi e delle forme: la sformabilità dei getti e progettazione del greggio e/o del modello. Progettazione del sistema di colata e dei canali di alimentazione.

    Processi di fonderia
    Fonderia in terra, principi generali, attrezzature, le caratteristiche del processo, caratteristiche tipiche dei prodotti.
    Processi di fonderia in conchiglia, Colata per gravità. Principi generali, attrezzature, caratteristiche del processo, caratteristiche tipiche dei prodotti.
    Processi di fonderia in conchiglia, Iniettofusione, Pressofusione, Squeeze Casting,
    Fonderia a cera persa e fonderia centrifuga. Principi generali, attrezzature, le caratteristiche del processo, caratteristiche tipiche dei prodotti.

    Introduzione ai processi di deformazione plastica
    Principi delle lavorazioni per deformazione plastica. Diagramma sigma-epsilon vero. Lavorazioni a caldo e a freddo. Calcolo del lavoro parallelepipedo. Rendimento della lavorazione, effetto dell’attrito e lavoro reale. Lavoro per attrito e lavoro compiuto per deformazione non parallelepipeda. Criterio di Tresca e cerchi di Mohr. Metodo dell'elemento sottile (Slab) per il calcolo dell'energia specifica di deformazione. Metodo semplificato e metodo esatto.

    Processi di deformazione plastica
    Laminazione: Generalità sul processo, condizioni di imbocco spontaneo, massima riduzione e sua dipendenza dai parametri di lavorazione, calcolo della forza, della coppia e della potenza. Apparecchiature ed impianti, gabbie di laminazione.
    Produzione di tubi saldati e non (laminatoio Mannesman e a passo del pellegrino).
    Trafilatura: Generalità, sollecitazioni durante la trafilatura, ottimizzazione dell’angolo di trafila, massima riduzione, calcolo della forza e dell’energia, fenomeno dell’incrudimento e sua influenza nel processo, difetti, apparecchiature ed impianti.
    Estrusione: Generalità sull’estrusione, estrusione diretta, inversa, idrostatica, mista e per urto, sollecitazioni, difetti nei prodotti estrusi, angolo della matrice, difetti.
    Fucinatura e stampaggio: Generalità sul processo, determinazione delle forze di stampaggio. Generalità sulla progettazione degli stampi e delle forme, progettazione del canale di bava. Difetti nei prodotti stampati.

    Introduzione ai processi di taglio
    Generalità sul taglio. Meccanica della formazione del truciolo e morfologia del truciolo. Forze nel taglio ortogonale e determinazione dell'angolo di scorrimento. Influenza della geometria dell'utensile sui meccanismi di taglio e sulle sollecitazioni. Aspetti termici nel taglio, liquidi lubrorefrigeranti e loro uso.

    Gli utensili
    Materiali per utensili, caratteristiche richieste, effetto della velocità e della temperatura. Utensili in acciaio, HSS ed in lega fusa. Utensili in carburo sinterizzato (metodo di produzione dell'utensile), utensili ceramici, utensili in diamante e Nitruro Cubico di Boro. Rivestimenti per utensili.
    Usura degli utensili: Meccanismi di usura degli utensili. Effetto della velocità e delle condizioni di processo. Definizione degli indicatori di usura. Effetto dei parametri di processo sulla durata dell'utensile. Legge del Taylor generalizzata. Ottimizzazione della velocità di taglio: costo minimo; tempo minimo.

    Le macchine
    Torni e utensili da tornio. Architettura delle macchine e geometrie degli utensili. Definizione dei parametri di processo in tornitura. Operazioni eseguibili, esempi di macchine.
    Fresatrici ed utensili da fresatura. Architettura delle macchine e geometrie degli utensili. Operazioni eseguibili. Definizione dei parametri di processo in fresatura. Fresatura in concordanza e discordanza, Esempi di macchine.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    FUNDAMENTALS OF METAL CASTING (16h): Overview of casting technology. Solidification and cooling. Defect and methods to control/avoid the defects, foundry practice. Product design considerations. METAL CASTING PROCESSES: sand casting, permanent-mold casting processes, wax casting, foam casting, centrifugal casting.
    FUNDAMENTALS OF METAL FORMING (16 h): Overview of metal forming. Material behavior in metal forming. Effect of temperature in metal forming.
    BULK DEFORMATION PROCESSES: rolling, forging, extrusion, wire and bar drawing.
    METAL MACHINING (16 h). Overview of machining technology. Theory of chip formation in metal machining. Force relationships and the merchant equation. Power and energy relationships in machining tools materials. Tool materials and tool wear mechanisms.

    Textbook

    Slides showed at the lessons, available on the teacher's website.
    Recommended Books:
    Serope Kalpakjian, Manufacturing Engineering & Technology, Pearson College Div.
    M.P. Groover, Introduction to Manufacturing Processes, Wiley

    Training objectives

    The course has the following goals:
    Provide knowledge and skills about the manufacturing processes on metals and alloys.
    To know the phenomena occurring during the foundry process, the metal forming and the machining operations.
    To know the effect of the process parameters on the product defects and the mechanical/physical properties.
    To know how to identify the defects of the workings, the origins and the methods to eliminate/reduce them.

    Prerequisite

    Analisi matematica II; Fisica.

    Teaching methods

    Lectures.
    Visits at companies or laboratories

    Evaluation methods

    Written and oral examination.
    The written test lasts about 100 minutes. During the test it is not allowed to use educational material.
    Both tests are intended to ascertain the knowledge acquired by the student, the ability to describe and understand the topics of study. The ability to draw conclusions and solve problems.
    The written test is mandatary for the oral examination and is considered passed with no less than 18/30.

    Course Syllabus

    Metal-casting Processes and Equipment
    Introduction on foundry process. Fundamentals of Metal Casting, Solidification of Metals, Heat Transfer, Cooling and Defects. Rapid Solidification. Design Considerations in Casting.
    Metal-casting Processes and Equipment: sand casting, wax casting, foam casting, centrifugal casting, die casting. Casting Techniques for Single-crystal.

    Forming and Shaping Processes and Equipment
    Introduction on plastic deformation process.
    Metal-rolling Processes and Equipment
    Metal-forging Processes and Equipment, Open-die Forging, Impression-die and Closed-die Forging, Various Forging Operations, Forging Defects, Die Design, Die Materials, and Lubrication.
    Metal Extrusion and Drawing Processes and Equipment. The Extrusion Process, Extrusion Defects, Design Considerations, Extrusion Equipment.
    The Drawing Process, Drawing Practice, Drawing Defects and Residual Stresses, Drawing Equipment

    Machining Processes and Machine Tools
    Introduction on machining process. Fundamentals of Machining, Mechanics of Cutting, Cutting Forces and Power, Temperatures in Cutting, Tool Life: Wear and Failure. Cutting-tool Materials and Cutting Fluids. The Turning Process, Lathes and Lathe Operations. Machining Processes: Milling and Milling Machines. Overview on Machining Centers, Machine-tool Structures, and Machining Economics.

    facebook logoinstagram buttonyoutube logotype