Processo di laminazione - Laboratorio di Economia e Produzione
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Processo di laminazione - Laboratorio di Economia e Produzione
19/02/2013 Sistemi di Produzione Dario Antonelli – DIGEP Politecnico di Torino Indice moduli • A: I materiali • B: Formatura • C: Deformazione • D: Taglio • E: Processi non convenzionali Indice lezioni del modulo C • Lavorazioni per deformazione • Il processo di laminazione • Estrusione e trafilatura • La forgiatura • La formatura della lamiera 1 19/02/2013 Generalità • 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 Schema del processo La produzione • Produzione di elevati volumi di semilavorati – per successive lavorazioni per deformazione plastica e/o taglio – barre tonde, quadrate o rettangolari 6 2 19/02/2013 Tipologie sezioni semilavorati 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. 8 Prodotti di laminazione 3 19/02/2013 Tipologie di laminazione • Laminazione a caldo – grandi deformazioni con carichi modesti 10 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 11 Analisi elemento sottile 4 19/02/2013 Gabbie di laminazione: laminatoio a duo semplice 13 Laminatoio a duo reversibile 14 Laminatoio a quarto Cilindro di appoggio Cilindro di lavoro 15 5 19/02/2013 Profilo dei rulli (camber) Metodo Sendzimir Gabbia di laminazione Lamiera sottile 17 Metodo Sendzimir Rulli d’appoggio 18 6 19/02/2013 Metodo Sendzimir Cilindri condotti 19 Metodo Sendzimir Cilindri motori 20 Treno di laminazione 7 19/02/2013 Cilindri sagomati (calibri) Sequenza passaggi Parametri di laminazione L Proiezione dell’arco di contatto sull’asse di laminazione 24 8 19/02/2013 Parametri di laminazione h0 l0 25 Parametri di laminazione h1 l1 26 Parametri di laminazione Larghezza trasversale (costante) w 27 9 19/02/2013 Deformazione del materiale • Riduzione di spessore h h0 h1 • Allargamento w w 1 w 0 • Allungamento l l1 l0 28 La velocità del materiale IN v0 h0 /2 h1 /2 OUT v1 29 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 30 10 19/02/2013 La velocità del materiale R w IN v0 OUT vR v1 Velocità del rullo 31 La precessione PR v1 vR 32 Conseguenze teoriche • La velocità del materiale aumenta progressivamente dall’ingresso all’uscita • La velocità periferica dei cilindri laminatori è costante 33 11 19/02/2013 Velocità Andamento velocità – arco di contatto Velocità del rullo Arco di contatto 34 Andamento velocità – arco di contatto Velocità Velocità teorica del pezzo Arco di contatto 35 Andamento velocità – arco di contatto Velocità Velocità effettiva del pezzo Arco di contatto 36 12 19/02/2013 Andamento velocità – arco di contatto Aderenza Slittamento Velocità Slittamento Arco di contatto 37 Velocità Andamento velocità – arco di contatto Punto neutro Arco di contatto 38 La condizione di imbocco Angolo di laminazione o di imbocco R a 39 13 19/02/2013 La condizione di imbocco R P ∙ sina a P Forza radiale del cilindro sul materiale 40 La condizione di imbocco T ∙ cosa R P ∙ sina a P T=P ∙m Forza tangenziale di attrito 41 La condizione di imbocco m P cosa P sina m tan a a 42 14 19/02/2013 La condizione di trascinamento m P cosa P sina m tan a m tan a’ a 2 43 L’angolo di laminazione tan a L R h 2 L h0 /2 L / tana h /2 R a h1 /2 44 L’angolo di laminazione tan a L R Si considera questo termine trascurabile h 2 L R L L / tana h /2 R a h1 /2 45 15 19/02/2013 L’angolo di laminazione Dal teorema di Pitagora su questo triangolo R R – h / 2 L h /2 R 46 L’angolo di laminazione L R 2 R h 2 2 47 L’angolo di laminazione L R 2 R h 2 2 0 L R2 R2 h 2 R h 4 48 16 19/02/2013 L’angolo di laminazione L R 2 R h 2 2 0 L R2 R2 L h 4 2 R h R h 49 L’angolo di laminazione tan a L R L R h tana h R 50 Massima riduzione di spessore ammissibile m tan a R h R 51 17 19/02/2013 Massima riduzione di spessore ammissibile R h R 2 m 2 m tan a R h R 52 Massima riduzione di spessore ammissibile R h R 2 m 2 m2 m tan a R h R h R 53 Massima riduzione di spessore ammissibile R h R m 2 m2 h R 2 m tan a R h R h m 2 R 54 18 19/02/2013 La pressione media del rullo sul materiale s3 3 2 1 s2 = sm 55 La pressione media del rullo sul materiale • Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana: p m s 3 s1 s3 pm 2 3 2 3 Y Y 56 La pressione media del rullo sul materiale • Secondo il criterio di Von Mises per la deformazione piana: p m s 3 2 3 Y • Supponendo lineare l’andamento della di contatto: pressione lungo l’arco 2 1 L pm 3 Y 1 2 m hm 57 19 19/02/2013 La forza di separazione F pm L w pm w L 58 Calcolo della coppia sui rulli pm ½ L Punto di applicazione della Forza w w L 59 Calcolo coppia e potenza C 2 1 L F 2 C L F C pm L2 w P C w 60 20