CICLO DI
LAVORAZIONE ALLE
MACCHINE UTENSILI
CICLO DI LAVORAZIONE
Complessità
Esperienza
Problema a più
soluzioni
Procedure
standard
Nessuna teoria
Struttura di un ciclo di lavorazione
Fasi
Sottofasi
Operazioni
elementari
1 Sfacciatura
10 Fase di
tornitura
Sottofase a
2 Torn. Cilindrica
Sottofase b
3 Torn. Cilindrica
4 Foratura
20 Fase di
fresatura
1 Spianatura
2 Contornatura
30 Fase di rettifica
1 Rett. est.
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Informazioni di partenza
(dal disegno)
•
•
•
•
Dimensioni del pezzo
Tolleranze dimensionali e di forma
Qualità superficiale
Presenza di trattamenti termici, giunti
saldati o accoppiamenti forzati
• Materiale del pezzo
Informazioni di partenza
(dal disegno)
•
•
•
•
Dimensioni del pezzo
Tolleranze dimensionali e di forma
Qualità superficiale
Presenza di trattamenti termici, giunti
saldati o accoppiamenti forzati
• Materiale del pezzo
Informazioni di partenza
(dal disegno)
•
•
•
•
Dimensioni del pezzo
Tolleranze dimensionali e di forma
Qualità superficiale
Presenza di trattamenti termici, giunti
saldati o accoppiamenti forzati
• Materiale del pezzo
Informazioni di partenza
(dal disegno)
•
•
•
•
Dimensioni del pezzo
Tolleranze dimensionali e di forma
Qualità superficiale
Presenza di trattamenti termici, giunti
saldati o accoppiamenti forzati
• Materiale del pezzo
Informazioni di partenza
(dal disegno)
•
•
•
•
Dimensioni del pezzo
Tolleranze dimensionali e di forma
Qualità superficiale
Presenza di trattamenti termici, giunti
saldati o accoppiamenti forzati
• Materiale del pezzo
Altre informazioni di partenza
• Tipo di greggio
• Quantità di pezzi da produrre
• Disponibilità di mezzi, macchine e
personale
• Ubicazione del macchinario
Altre informazioni di partenza
• Tipo di greggio
• Quantità di pezzi da produrre
• Disponibilità di mezzi, macchine e
personale
• Ubicazione del macchinario
Altre informazioni di partenza
• Tipo di greggio
• Quantità di pezzi da produrre
• Disponibilità di mezzi, macchine e
personale
• Ubicazione del macchinario
Altre informazioni di partenza
• Tipo di greggio
• Quantità di pezzi da produrre
• Disponibilità di mezzi, macchine e
personale
• Ubicazione del macchinario
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Scelta dei processi di lavorazione
e sequenza delle fasi
Esempio
2
3
4
5
1
6
7
8
Scelta dei processi di lavorazione
e sequenza delle fasi
• Analisi delle superfici e dei processi
utilizzabili
• Raggruppamento delle superfici
• Ricerca superfici coassiali
• Analisi dei vincoli di precedenza
• Selezione di cicli alternativi
2
3
4
5
1
6
7
8
Scelta dei processi di lavorazione
e sequenza delle fasi
• Analisi delle superfici e dei processi
utilizzabili
• Raggruppamento delle superfici
• Ricerca superfici coassiali
• Analisi dei vincoli di precedenza
• Selezione di cicli alternativi
2
3
4
5
1
6
7
8
Scelta dei processi di lavorazione
e sequenza delle fasi
• Analisi delle superfici e dei processi
utilizzabili
• Raggruppamento delle superfici
• Ricerca superfici coassiali
• Analisi dei vincoli di precedenza
• Selezione di cicli alternativi
2
3
4
5
1
6
7
8
Scelta dei processi di lavorazione
e sequenza delle fasi
• Analisi delle superfici e dei processi
utilizzabili
• Raggruppamento delle superfici
• Ricerca superfici coassiali
• Analisi dei vincoli di precedenza
• Selezione di cicli alternativi
2
3
4
5
1
6
7
8
Scelta dei processi di lavorazione
e sequenza delle fasi
• Analisi delle superfici e dei processi
utilizzabili
• Raggruppamento delle superfici
• Ricerca superfici coassiali
• Analisi dei vincoli di precedenza
• Selezione di cicli alternativi
Selezione di cicli alternativi
Ciclo A
FASE
OPERAZIONI
MACCHINA
10
tornitura 1,2,3,4,5
tornio parallelo
foratura 7
20
tracciatura 8
banco di tracciatura
30
foratura 8
trapano sensitivo
40
fresatura 6
fresatrice universale
2
3
4
5
1
6
7
8
Selezione di cicli alternativi
Ciclo A
FASE
OPERAZIONI
MACCHINA
10
tornitura 1,2,3,4,5
tornio parallelo
foratura 7
20
tracciatura 8
banco di tracciatura
30
foratura 8
trapano sensitivo
40
fresatura 6
fresatrice universale
2
3
4
5
1
6
7
8
Selezione di cicli alternativi
Ciclo A
FASE
OPERAZIONI
MACCHINA
10
tornitura 1,2,3,4,5
tornio parallelo
foratura 7
20
tracciatura 8
banco di tracciatura
30
foratura 8
trapano sensitivo
40
fresatura 6
fresatrice universale
2
3
4
5
1
6
7
8
Selezione di cicli alternativi
Ciclo B
FASE
OPERAZIONI
MACCHINA
10
tornitura 1,2,3,4,5
tornio a CN con
foratura 7,8
utensili motorizzati
fresatura 6
in torretta
2
3
4
5
1
6
7
8
Raggruppamento
delle operazioni in sottofasi
Ciclo A
FASE
SOTTOFASE
OPERAZIONI
10
sottofase a
tornitura 4 e 5
foratura 7
sottofase b
tornitura 1,2 e 3
2
3
4
5
1
6
7
8
2
3
4
5
1
6
7
8
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Scelta degli utensili
Scelta degli utensili in tornitura
1) Scelta degli angoli del profilo
2) Scelta del materiale dell’inserto e della
sua geometria
3) Scelta della dimensione dell’inserto
4) Scelta del raggio di punta
5) Scelta del portautensile
Scelta degli angoli del profilo
45°
30°
33°
48°
y
y’
Scelta degli utensili in tornitura
1) Scelta degli angoli del profilo
2) Scelta del materiale dell’inserto e della
sua geometria
3) Scelta della dimensione dell’inserto
4) Scelta del raggio di punta
5) Scelta del portautensile
Scelta del materiale dell’inserto
Mat. pezzo
Operazione
Mat. Inserto
Acciaio al
Finitura di precisione
P01-P10
carbonio
Finitura
P10-P20
non legato
Sgrossatura leggera
P20-P30
Sgrossatura
P30-P40
Sgrossatura pesante
P40-P50
Ghisa
Finitura di precisione
K01-K10
malleabile
……………...
Perlitica
………….
……….
Scelta della geometria dell’inserto
Scelta della geometria dell’inserto
40°
50°
ymax = 37°
y ‘max = 47°
43°
53°
y
y’
emax = ymax+ y ‘max = 84°
Scelta della geometria dell’inserto
Scelta degli utensili in tornitura
1) Scelta degli angoli del profilo
2) Scelta del materiale dell’inserto e della
sua geometria
3) Scelta della dimensione dell’inserto
4) Scelta del raggio di punta
5) Scelta del portautensile
Scelta della dimensione dell’inserto
Scelta degli utensili in tornitura
1) Scelta degli angoli del profilo
2) Scelta del materiale dell’inserto e della
sua geometria
3) Scelta della dimensione dell’inserto
4) Scelta del raggio di punta
5) Scelta del portautensile
Scelta del raggio di punta
in sgrossatura
Raggio più grande possibile per ottenere
un tagliente robusto
Valori consigliati: 1,2 - 1,6 mm
Scelta del raggio di punta
in finitura
f2
Rmax=
• 1000 (mm)
8 re
Scelta degli utensili in tornitura
1) Scelta degli angoli del profilo
2) Scelta del materiale dell’inserto e della
sua geometria
3) Scelta della dimensione dell’inserto
4) Scelta del raggio di punta
5) Scelta del portautensile
Scelta del portautensile
Scelta del portautensile
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Scelta dei parametri di taglio
Velocità, avanzamento, profondità di passata
Criteri di ottimizzazione:
1) minimo costo di lavorazione
2) massima produzione
tenendo conto delle condizioni limite
riguardanti: il pezzo, la macchina,
l’utensile
Ottimizzazione di una operazione
di tornitura (considerando solo V)
• Espressione analitica del costo
• Minimizzazione
• Calcolo della durata economica Te
tramite la relazione del Taylor
• Calcolo della velocità di taglio
economica Ve
V1
Ve =
Ten
Costo di una operazione di tornitura
Ottimizzazione di una operazione
di tornitura (considerando anche a e p)
• Equazione generalizzata del Taylor
V Tn am pr = V1*
• Massimizzare a e p compatibilmente
con le condizioni limite
• Scegliere la velocità ottima
corrispondente
CT
a1
a2
a3
a1 < a2 < a3
Ve1
Ve2
Ve3
V
Forze e potenze di taglio in tornitura
Fz = pt · S
S=a·p
pt = ps · S-1/n
Potenza di taglio:
W = Fz · V
Scelta dei parametri di taglio
(operazioni di sgrossatura in tornitura)
1
2
3
Scelta della profondità di
passata:
pmax
p = soprametallo s
se p è maggiore dei limiti
p = s/2
4

Scelta dei parametri di taglio
(operazioni di sgrossatura in tornitura)
1
2
Scelta dell’avanzamento massimo
tenendo conto dei seguenti limiti:
• usura utensile
• spessore truciolo
3
• flessione pezzo e utensile
• rugosità
4
• controllo truciolo
• resistenza punta dell’inserto
Scelta dei parametri di taglio
(operazioni di sgrossatura in tornitura)
1
2
Scelta della velocità di taglio in
base al criterio di ottimizzazione
scelto (oppure da cataloghi per una
durata standard)
3
4
Se V > Vmax allora V = Vmax
Scelta dei parametri di taglio
(operazioni di sgrossatura in tornitura)
1
2
Calcolo della potenza assorbita W.
Se risulta:
W/ > Wmacchina
1. diminuire avanzamento
3
2. diminuire velocità
3. diminuire profondità di passata
4
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Funzioni e caratteristiche
delle attrezzature
• Riferire il pezzo rispetto alla
macchina
• Bloccare stabilmente il pezzo
• Permettere un rapido carico e
scarico del pezzo senza aggiustaggi
Principio del posizionamento isostatico
(dei 6 punti)
5
4
3
1
6
2
Esempio di attrezzatura con
posizionamento isostatico
Criteri di scelta
delle superfici di riferimento
• Coincidenza con i riferimenti di
quotatura
• Priorità nella sequenza del ciclo di
lavorazione
• Sufficientemente ampie e tali da
garantire un appoggio sicuro
Criteri di scelta
delle superfici di riferimento
• Coincidenza con i riferimenti di
quotatura
• Priorità nella sequenza del ciclo di
lavorazione
Attrezzatura standard: autocentrante
Attrezzatura standard: morsa
Attrezzatura standard: staffe
Attrezzatura speciale
3
4
2
6
5
1
Attrezzatura modulare
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Calcolo dei tempi e dei costi
Tempi necessari all’esecuzione di
un ciclo di lavorazione:
• tempi attivi
• tempi passivi
Calcolo dei tempi attivi: tornitura
t=
L + e i + eu
an
Calcolo dei tempi attivi: foratura
n
a
t=
L + e i + eu
an
Calcolo dei tempi attivi: fresatura
t=
L’ + ei + eu
Va
Tempi passivi (in minuti)
Attrezzo
Azione
Montare e smontare pezzo
Autocentrante Centrare pezzo con D= 30-70
Centrare pezzo con D = 70-120
Autocentrante Montare e smontare pezzo
Tempo
0,2
0,3
0,5
0,4
e contropunta
Piattaforma
Montare e smontare pezzo
0,4
a 4 morsetti
Centrare grossolanamente
1,1
Centrare con comparatore
3,3
Tempi passivi (in minuti)
Utensile
Portautensile
Azione
Tempo
Montare e smontare su torretta
0,1
a serraggio rapido
Utensile
Montare e smontare su torretta
0,5
o portautensile
Portapunta per Montare e smontare su toppo
forare
mobile
Portautensile
Regolare altezza su torretta
a serraggio rapido
0,4
0,2
Stesura di un ciclo di lavorazione
• Analisi delle informazioni di partenza
• Definizione delle fasi, sottofasi e
operazioni
• Scelta degli utensili
• Calcolo dei parametri di taglio
• Scelta delle attrezzature
• Calcolo dei tempi
• Preparazione della documentazione
Foglio di ciclo
Foglio di fase