docIl processo di laminazione - Corsi a Distanza
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Il processo di laminazione - Corsi a Distanza
Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La deformazione plastica La deformazione plastica Lavorazioni per deformazione Il processo di laminazione Estrusione e trafilatura La forgiatura La formatura della lamiera 2 © 2006 Politecnico di Torino 1 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Obiettivi della lezione Evidenziare l’importanza della laminazione nell’ambito delle lavorazioni per deformazione plastica Fornire un’adeguata base teorica per la comprensione del funzionamento del processo Mostrare i principali utilizzi del processo nell’ambito delle lavorazioni primarie e secondarie 3 Bibliografia per la lezione “Sistemi di Produzione” A. Villa, G. Murari, D. Antonelli C.L.U.T. Editrice, 2004 capitolo 3 paragrafo 4 “Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione” Santochi, Giusti Casa Editrice Ambrosiana, 2000 capitolo 5 paragrafo 4 4 © 2006 Politecnico di Torino 2 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Il processo di laminazione Il processo di laminazione Generalità Processi di laminazione Analisi teorica La condizione di imbocco Dimensionamento energetico 6 © 2006 Politecnico di Torino 3 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La laminazione Processo continuo 7 La laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione 8 © 2006 Politecnico di Torino 4 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Può essere eseguito a caldo o a freddo 9 La laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Può essere eseguito a caldo o a freddo Riduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri 10 © 2006 Politecnico di Torino 5 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La laminazione Processo continuo Elevata produttività e precisione Può essere eseguito a caldo o a freddo Riduce la sezione trasversale del materiale con il passaggio nel vano compreso fra due cilindri La rotazione dei cilindri garantisce il flusso di materiale nel processo 11 Schematizzazione del processo 12 © 2006 Politecnico di Torino 6 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Schematizzazione del processo Asse di laminazione 13 Schematizzazione del processo Cilindro laminatoio Cilindro laminatoio 14 © 2006 Politecnico di Torino 7 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Schematizzazione del processo Zona di deformazione 15 La produzione Produzione di elevati volumi di semilavorati per successive lavorazioni per deformazione plastica e/o taglio barre tonde, quadrate o rettangolari 16 © 2006 Politecnico di Torino 8 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La produzione Produzione di elevati volumi di semilavorati Produzione di laminati finiti lamiere spesse o sottili, piatti, profilati di diverse geometrie, tubi, anelli, vergelle, fili, ecc. 17 Tipologie di laminazione Laminazione a caldo grandi deformazioni con carichi modesti 18 © 2006 Politecnico di Torino 9 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Tipologie di laminazione Laminazione a caldo Laminazione a freddo buona finitura superficiale del prodotto, precisione dimensionale, uniformità di spessore limiti sulla deformazione applicabile e sulle dimensioni del materiale di partenza 19 Laminatoio a duo semplice 20 © 2006 Politecnico di Torino 10 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Laminatoio a duo reversibile 21 Laminatoio a quarto Cilindro di appoggio Cilindro di lavoro 22 © 2006 Politecnico di Torino 11 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Il processo di laminazione Il processo di laminazione Generalità Processi di laminazione Analisi teorica La condizione di imbocco Dimensionamento energetico 24 © 2006 Politecnico di Torino 12 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Esempi di cicli di lavorazione Colata di lingotti Blooming Spianatura, saldatura testate Decapaggio Laminazione Sendzimir Ricottura o galvanizzazione 25 Metodo Sendzimir Gabbia di laminazione Lamiera sottile 26 © 2006 Politecnico di Torino 13 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Metodo Sendzimir Rulli d’appoggio 27 Metodo Sendzimir Cilindri condotti 28 © 2006 Politecnico di Torino 14 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Metodo Sendzimir Cilindri motori 29 Il processo di laminazione © 2006 Politecnico di Torino 15 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Il processo di laminazione Generalità Processi di laminazione Analisi teorica La condizione di imbocco Dimensionamento energetico 31 Parametri di laminazione L Proiezione dell’arco di contatto sull’asse di laminazione 32 © 2006 Politecnico di Torino 16 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Parametri di laminazione h0 l0 33 Parametri di laminazione h1 l1 34 © 2006 Politecnico di Torino 17 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Parametri di laminazione Allargamento trasversale (costante) w 35 Deformazione del materiale Riduzione di spessore ∆h = h0 − h1 Allargamento ∆ w = w1 − w 0 Allungamento ∆ l = l1 − l0 36 © 2006 Politecnico di Torino 18 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La velocità del materiale IN v0 h0 /2 h1 /2 OUT v1 37 La velocità del materiale Per la costanza del volume si ottiene una proporzionalità tra velocità in ingresso e in uscita: v 0h0w = v 1h1w v1 h = 0 v0 h1 38 © 2006 Politecnico di Torino 19 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La velocità del materiale R ω IN v0 OUT vR v1 Velocità del rullo 39 La precessione PR = v1 vR 40 © 2006 Politecnico di Torino 20 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Conseguenze teoriche La velocità del materiale aumenta progressivamente dall’ingresso all’uscita La velocità periferica dei cilindri laminatori è costante 41 Velocità Andamento velocità – arco di contatto Velocità del rullo Arco di contatto 42 © 2006 Politecnico di Torino 21 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Andamento velocità – arco di contatto Velocità Velocità teorica del pezzo Arco di contatto 43 Andamento velocità – arco di contatto Velocità Velocità effettiva del pezzo Arco di contatto 44 © 2006 Politecnico di Torino 22 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Andamento velocità – arco di contatto Aderenza Slittamento Velocità Slittamento Arco di contatto 45 Velocità Andamento velocità – arco di contatto Punto neutro Arco di contatto 46 © 2006 Politecnico di Torino 23 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Il processo di laminazione Il processo di laminazione Generalità Processi di laminazione Analisi teorica La condizione di imbocco Dimensionamento energetico 48 © 2006 Politecnico di Torino 24 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La condizione di imbocco Angolo di laminazione o di imbocco R α 49 La condizione di imbocco P · sinα R α P Forza radiale del cilindro sul materiale 50 © 2006 Politecnico di Torino 25 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La condizione di imbocco T · cosα R P · sinα α P T=P ·µ Componente tangenziale di attrito 51 La condizione di imbocco µ ⋅ P ⋅ cosα ≥ P ⋅ sinα µ ≥ tan α α 52 © 2006 Politecnico di Torino 26 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La condizione di trascinamento µ ⋅ P ⋅ cosα ′ ≥ P ⋅ sinα ′ µ ≥ tanα′ µ ≥ tan α’ α 2 53 L’angolo di laminazione tan α = L R − ∆h 2 L h0 /2 L / tanα ∆h /2 R α h1 /2 54 © 2006 Politecnico di Torino 27 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione L’angolo di laminazione tan α = L R − Si considera questo termine trascurabile ∆h 2 L R ≈ L L / tanα ∆h /2 R α h1 /2 55 L’angolo di laminazione Dal teorema di Pitagora su questo triangolo R L R – ∆h / 2 ∆h /2 R 56 © 2006 Politecnico di Torino 28 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione L’angolo di laminazione L = R 2 ∆h − R − 2 2 57 L’angolo di laminazione L = R 2 ∆h − R − 2 2 ≈0 L = R 2 − R 2 ∆h 2 − + R ⋅ ∆h 4 58 © 2006 Politecnico di Torino 29 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione L’angolo di laminazione L = R 2 ∆h − R − 2 2 L ≈ R ⋅ ∆h ≈0 L = R 2 − R 2 ∆h 2 − + R ⋅ ∆h 4 59 L’angolo di laminazione tan α ≈ L R tan α ≈ L ≈ R ⋅ ∆h R ⋅ ∆h R 60 © 2006 Politecnico di Torino 30 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Massima riduzione di spessore ammissibile µ ≥ tan α ≈ R ⋅ ∆h R 61 Massima riduzione di spessore ammissibile µ2 R ⋅ ∆h ≥ R 2 µ ≥ tan α ≈ R ⋅ ∆h R 62 © 2006 Politecnico di Torino 31 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Massima riduzione di spessore ammissibile µ2 R ⋅ ∆h ≥ R µ2 ≥ 2 µ ≥ tan α ≈ R ⋅ ∆h R ∆h R 63 Massima riduzione di spessore ammissibile µ2 R ⋅ ∆h ≥ R µ2 ≥ ∆h R 2 µ ≥ tan α ≈ R ⋅ ∆h R ∆h < µ 2 ⋅ R 64 © 2006 Politecnico di Torino 32 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Il processo di laminazione Il processo di laminazione Generalità Processi di laminazione Analisi teorica La condizione di imbocco Dimensionamento energetico 66 © 2006 Politecnico di Torino 33 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La pressione media del rullo sul materiale σ3 3 2 1 σ2 = σm 67 La pressione media del rullo sul materiale Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana: p m ≈ σ3 = 2 3 Y 68 © 2006 Politecnico di Torino 34 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione La pressione media del rullo sul materiale Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana: p m ≈ σ3 = 2 3 Y Supponendo lineare l’andamento della pressione lungo l’arco di contatto: pm = 2 1 L Y 1 + µ 2 hm 3 69 La forza di separazione F = pm ⋅ L ⋅ w pm w L 70 © 2006 Politecnico di Torino 35 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Calcolo della coppia sui rulli pm ½ L Punto di applicazione della pressione w ω L 71 Calcolo della coppia sui rulli C = 2 ⋅ 1 L ⋅ F 2 C = L ⋅F 72 © 2006 Politecnico di Torino 36 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Calcolo della coppia sui rulli C = 2 ⋅ 1 L ⋅ F 2 C = L ⋅F C = p m ⋅ L2 ⋅ w 73 La potenza applicata C = 2 ⋅ 1 L ⋅ F 2 P = C ⋅ω C = L ⋅F C = p m ⋅ L2 ⋅ w 74 © 2006 Politecnico di Torino 37 Sistemi di Produzione II Il processo di laminazione Sommario della lezione Generalità sulla laminazione Esempi di laminatoi Analisi teorica del processo La condizione di imbocco Dimensionamento energetico del processo Domande di riepilogo 75 © 2006 Politecnico di Torino 38
