19 feb 2013 ... Laminazione a caldo. • Laminazione a freddo. – buona finitura superficiale del
prodotto, precisione dimensionale, uniformità di spessore.
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
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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
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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.
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Prodotti di laminazione
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Tipologie di laminazione • Laminazione a caldo – grandi deformazioni con carichi modesti
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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
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Analisi elemento sottile
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Gabbie di laminazione: laminatoio a duo semplice
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Laminatoio a duo reversibile
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Laminatoio a quarto Cilindro di appoggio Cilindro di lavoro
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Profilo dei rulli (camber)
Metodo Sendzimir Gabbia di laminazione
Lamiera sottile
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Metodo Sendzimir
Rulli d’appoggio
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Metodo Sendzimir
Cilindri condotti
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Metodo Sendzimir Cilindri motori
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Treno di laminazione
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Cilindri sagomati (calibri)
Sequenza passaggi
Parametri di laminazione
L
Proiezione dell’arco di contatto sull’asse di laminazione 24
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Parametri di laminazione
h0
l0 25
Parametri di laminazione
h1 l1
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Parametri di laminazione Larghezza trasversale (costante)
w
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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
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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
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La velocità del materiale
R
w
IN v0
OUT
vR
v1
Velocità del rullo 31
La precessione
PR
v1 vR
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Conseguenze teoriche • La velocità del materiale aumenta progressivamente dall’ingresso all’uscita • La velocità periferica dei cilindri laminatori è costante
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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
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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
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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
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La condizione di trascinamento m P cosa P sina
m tan a
m tan
a’
a 2
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L’angolo di laminazione tan a
L R
h 2
L h0 /2
L / tana h /2
R
a h1 /2
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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
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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
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L’angolo di laminazione L
R 2 R
h 2
2
0
L
R2 R2
h 2 R h 4
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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
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Massima riduzione di spessore ammissibile m tan a
R h R
51
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Massima riduzione di spessore ammissibile R h R
2
m 2
m tan a
R h R
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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
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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
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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
