CORSO DI TECNOLOGIA MECCANICA

Università degli Studi di Catania
Dipartimento di Ingegneria Industriale
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica
Anno Accademico 2011 - 2012
CORSO DI TECNOLOGIA MECCANICA (Cod. 77558)
PROGRAMMA
Docente del corso: Ing. Giovanni Celano
OBIETTIVI
Il corso tratta la descrizione dei processi tecnologici più utilizzati in ambito industriale per la produzione di
numerosi manufatti utilizzati in svariati ambiti. In particolare, per ogni tipologia di processo trattata, vengono
descritti i modelli matematici di riferimento e le tecnologie di fabbricazione ad esso associati. Durante il corso
vengono svolti diversi esercizi ed esercitazioni numeriche al computer per approfondire gli argomenti trattati
durante le ore di didattica frontale.
PREREQUISITI RICHIESTI
E’ richiesta la propedeuticità del corso di Scienza e Tecnologia dei Materiali.
CONTENUTI DEL CORSO
1. Processi manifatturieri – Introduzione (cap. 1, testo di riferimento). La produzione industriale.
Progettazione di prodotto e concurrent engineering. Progettazione di prodotto per la fabbricazione,
l’assemblaggio, la manutenzione e l’ambiente. Produzione sostenibile e ciclo di vita di un prodotto. Scelta
di materiali e processi produttivi. Sistemi integrati di fabbricazione. Produzione snella. Sistemi di gestione
della qualità. Costi di produzione.
2. Processi di fonderia (cap. 5, testo di riferimento). Introduzione. Fattori influenti su un processo di
fonderia. Solidificazione dei metalli: metalli puri e leghe. Il diagramma di fase per una lega binaria. Il
Diagramma ferro-carbonio. Fronte di solidificazione. I dendriti. La segregazione. Flusso fluido e scambio
termico. La progettazione di un sistema di colata. Fenomeno dell’aspirazione. Legge di Chvorinov e
modulo di raffreddamento. La solidificazione direzionale*. Effetti di ritiro e loro compensazione*. Utilizzo
delle materozze e dei raffreddatori*. Soffiature*. Tensioni di ritiro*. Colata in lingottiera e colata continua.
Processi con forma a perdere e modello permanente: colata in terra, colata in guscio, in forma di gesso o
ceramico, colata sottovuoto; modelli ed anime, criteri per la progettazione. Processi con forma e modello
a perdere: processo a schiuma persa, processo a cera persa. Processi con forma permanente: slush
casting, colata in pressione, pressocolata, colata centrifuga, squeeze casting. Considerazioni progettuali.
*
Fonte: F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, “Analisi e Tecnologia delle Lavorazioni Meccaniche”, par. 2.7 e
sottoparagrafi.
Problemi consigliati dal testo di riferimento: 5.58, 5.59, 5.64, 5.67, 5.68, 5.69, 5.72, 5.74, 5.76, 5.77, 5.78,
5.79, 5.80.
3. Fondamenti di comportamento meccanico dei materiali (capp. 2 e 4, testo di riferimento):
Introduzione. Trazione. Duttilità. Tensioni e deformazioni reali. Curve tensione – deformazione reale.
Instabilità in trazione. Tipologie di curve tensione-deformazione. Effetti della temperatura e della velocità
di deformazione. Compressione. Prova di compressione in stato di deformazione piana. Effetto
Baushinger. Stati di tensione e deformazione pluriassiali. Tensioni e deformazioni principali. Tensori
idrostatici e deviatorici. Cenni sui cerchi di Mohr. Legge di Hooke generalizzata. Dilatazione volumetrica.
Equazione di continuità. Energia di deformazione e distorsione elastica*. Criteri di snervamento di Tresca
e von Mises per materiali duttili. Stato di tensione piana e stato di deformazione piana. Verifica
sperimentale dei criteri di snervamento (plasticizzazione). Tensione e deformazione equivalente.
Equazioni di Levy e Von Mises*. Lavoro di deformazione plastica. Lavoro di attrito e ridondante. Lavoro,
calore ed incremento di temperatura. Teoria adesiva dell’attrito.
*
Fonte: F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, “Analisi e Tecnologia delle Lavorazioni Meccaniche”, par. 4.2.5 e
4.2.6.
Problemi consigliati dal testo di riferimento: 2.45, 2.46, 2.47, 2.49, 2.50, 2.53, 2.54, 2.56. 2.57, 2.58, 2.59,
2.66, 2.67, 2.78, 2.81, 2.82, 2.83, 2.84, 2.86. 2.87, 2.88, 2.89, 2.90, 2.91.
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C.L. Magistrale in Ing. Meccanica – ORD. 270/04
4. Processi di deformazione massiva (cap. 6, testo di riferimento): Introduzione. I metodi di soluzione
dei problemi di deformazione plastica dei metalli: il metodo elementare (slab method), il metodo degli
*
elementi finiti . Forgiatura in stampo aperto per componenti prismatici ed assialsimmetrici (condizione di
strisciamento, adesione completa e mista). Tipologie di forgiatura e processi di forgiatura. Difetti di
forgiatura. Forgiabilità. Progettazione degli stampi e macchine per forgiatura. La laminazione. Meccanica
del processo di laminazione. Calcolo della distribuzione di pressione sui rulli. Posizione dell’asse neutro.
Tensioni di tiro e controtiro. Calcolo di forze, coppie e potenze di laminazione per rullo. Condizione limite
per l’imbocco in laminazione. Flessione dei rulli. Allargamento. Difetti dei prodotti laminati. Pratica del
processo di laminazione piana. Laminazione di profili. Laminazione di anelli. Rullatura di filetti e ruote
dentate. Laminazione circolare di tubi: laminazione di tubi Mannesmann. Laminatoio a passo pellegrino.
L’estrusione: procedimento diretto ed inverso. Il flusso del materiale. Estrusione a freddo, a impatto ed
idrostatica. Estrusione di profili tubolari e sezioni cave. Stampi e materiali per stampi. Difetti in estrusione.
La trafilatura. Macchine trafilatrici e filiere. Difetti in trafilatura. Pratica di trafilatura. Metodologie di
fabbricazione e rottura degli stampi. Aspetti economici nei processi di formatura massiva.
*
Fonte: F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, “Analisi e Tecnologia delle Lavorazioni Meccaniche”, cap. 12 (solo
lettura).
**
A. Zompì, R. Levi, “Tecnologia meccanica. Lavorazioni per deformazione plastica”, pp. 28-30.
Problemi consigliati dal testo di riferimento: 6.62 (no punto (c)), 6.63, 6.64, 6.65, 6.67, 6.68, 6.69, 6.72, 6.75.
6.76, 6.84, 6.85, 6.87, 6.90, 6.91, 6.95, 6.97, 6.99, 6.100.
ESERCITAZIONI:
Durante il corso vengono svolte le seguenti esercitazioni al computer:
1) Calcolo di pressioni e forze in una lavorazione di ricalcatura
Docente: Giovanni Celano
Programma A.A. 2011-12
Corso di Tecnologia Meccanica
Rev.3 del 04/06/2012
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C.L. Magistrale in Ing. Meccanica – ORD. 270/04
CORSO DI TECNOLOGIA MECCANICA
Informazioni utili sul corso
Pagina web: http://www.diim.unict.it/i10x/tecmecmecc/tecmecmeccmag.htm
Area Studium.unict del corso
TESTO DI RIFERIMENTO:
S. Kalpakjian, S.R. Schmid “Tecnologia Meccanica”, 2008, Pearson, ISBN: 978-88-7192-462-5
ALTRI TESTI CONSIGLIATI:
1. F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, “Analisi e Tecnologia delle Lavorazioni Meccaniche”, 2008, McGrawHill, ISBN: 978-88-386-6403-8
2. R. Levi, A. Zompì, “Tecnologia meccanica. Lavorazioni per deformazione plastica”, 2005, Utet Libreria,
ISBN: 978-88-775-0966-6
3. S. Kalpakjian, S.R. Schmid “Manufacturing Engineering & Technology” 6th edn., Prentice Hall, 2009,
ISBN: 978-01-3608-168-5
CONSEGNA MATERIALE DIDATTICO
Gli studenti regolarmente iscritti al corso tramite il sistema Studium.unict possono scaricare tutto il materiale
didattico in formato elettronico (slides delle lezioni, testi esercizi, testi esercitazioni e programma del corso)
all'interno del sistema stesso.
FREQUENZA DELLE LEZIONI
La frequenza è obbligatoria. Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle ore (63 ore), rif. Punto
3.3 del Regolamento Didattico del C.L. Magistrale in Ingegneria Meccanica. All’inizio di ogni lezione sarà
effettuato l’appello.
MODALITA’ DI SVOLGIMENTO DELL’ESAME:
PROVA FINALE D’ESAME:
L’esame consiste di una prova scritta (durata 2 ore) divisa in due parti.
Parte 1: quesiti teorici (sviluppo di brevi saggi su argomenti teorici, dimostrazioni di formule, ecc. Durata 1
ora. Non è consentito l’utilizzo di alcun tipo di materiale).
Parte 2: quesiti numerici (sviluppo di esercizi numerici, rappresentazioni grafiche, ecc. Durata 1 ora. E’
consentito l’utilizzo di ogni tipologia di materiale ad eccezione della consultazione di documenti contenenti
esercizi svolti).
Il superamento della prova è vincolato alla risoluzione dei quesiti di entrambe le tipologie.
Agli allievi che superano la prova scritta viene proposto un voto in trentesimi ed il superamento della materia.
PRENOTAZIONE PER UN APPELLO D’ESAME:
La prenotazione per in appello d’esame è obbligatoria e deve essere fatta esclusivamente via internet
attraverso il portale studenti. Si visiti la home page del corso per avere ulteriori chiarimenti.
HOME PAGE DEL CORSO:
Sulla home page del corso è possibile trovare tutti gli ultimi aggiornamenti riguardanti lo svolgimento del
corso e gli esami di profitto. http://www.diim.unict.it/i10x/tecmecmecc/tecmecmeccmag.htm
RECAPITI DOCENTE:
Stanza 11- VI Piano edificio Polifunzionale (Dipartimento di Ingegneria Industriale e Meccanica)
Tel. 0957382423, e-mail:[email protected], www.diim.unict.it/users/gcelano/
L’orario di ricevimento studenti è consultabile on-line sul sito web della Facoltà di Ingegneria www.ing.unict.it,
“sezione docenti” o sulla home page del corso
http://www.diim.unict.it/i10x/tecmecmecc/tecmecmeccmag.htm
AGGIORNAMENTI SUL CORSO:
Qualsiasi tipo di aggiornamento sul corso sarà reso disponibile attraverso il sistema Studium.unict e la home
page del corso http://www.diim.unict.it/i10x/tecmecmecc/tecmecmeccmag.htm
Docente: Giovanni Celano
Programma A.A. 2011-12
Corso di Tecnologia Meccanica
Rev.3 del 04/06/2012
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