Introduzione alla definizione di uno Studio di Fabbricazione
Scelta ottimale parametri macchina
Staffaggio
Introduzione alla Macchina Utensile a Controllo Numerico
Programmazione Manuale
Programmazione Automatica
Il ciclo di lavorazione per fresatura
Lavorazioni ad alta velocita' : concetto di HSM
Lavorazioni a tre assi e a 5 assi
Lavorazioni degli stampi e dei modelli
Lavorazioni aeronautiche e motoristiche
Lavorazioni di turbine/impeller/turbochargers
G. Halevi, R.D. Weill, Principles of Process Planning, Chapman & Hall
Gerald Farin, Curves and surfaces for CAGD, Academic Press
Piegl-Tiller, The NURBS book, Springer editions
Karlo Apro, Secrets of 5-Axis machining, Industrial Press
Obiettivi Formativi
Obiettivo generale del corso:
Fornire le competenze allo studente per realizzare uno studio di fabbricazione e conoscere e saper utilizzare strumenti CAM di supporto.
In riferimento alle conoscenze (CC) identificate per il CdS si fa riferimento ai seguenti descrittori:
- cc3: La conoscenza sistematica degli aspetti chiave della progettazione meccanica dell’ingegneria industriale ed i relativi metodi; per questi ultimi, la comprensione di quali siano i più idonei al fine di definire un prodotto e le sue caratteristiche. La tecnologia dei materiali impiegabili, lo studio meccanico di parti e assiemi, il loro dimensionamento, lo studio del loro comportamento statico e dinamico e delle interazioni tra componenti, le tecnologie per la loro produzione, la loro rappresentazione grafica sono le aree di conoscenza e comprensione.
- cc6: La conoscenza degli impianti produttivi e dei processi. La comprensione dei vantaggi e dei limiti delle scelte di processo e impiantistiche nei diversi contesti di applicazione.
- cc7: La conoscenza delle tematiche attuali in tema di organizzazione e gestione dei fattori della produzione e dei principi della gestione aziendale e le metodologie quantitative per l'analisi di redditività di un'attività economica, i modelli per definire il suo progetto organizzativo, per l'analisi strategica e la determinazione del piano di business.
- cc8: La comprensione del più ampio contesto multidisciplinare dell'ingegneria con particolare orientamento al problem solving, che parte dal problema per risalire alle cause e alle possibili misure per affrontarle, tipicamente multidisciplinari.
- cc12: La conoscenza del processo produttivo più idoneo per la realizzazione di componenti meccanici, e della definizione dei parametri di processo in grado di soddisfare i requisiti di fattibilità del prodotto.
In riferimento alle competenze acquisite (CA) identificate per il CdS si fa riferimento ai seguenti descrittori:
- ca3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici, di modellazione, di verifica e di sperimentazione per progettare, analizzare e collaudare macchine e impianti includendo: l’interpretazione e la realizzazione di disegni di particolari e complessivi anche con l'utilizzo di sistemi software; il dimensionamento e la verifica funzionale e strutturale di componenti e di gruppi meccanici sollecitati staticamente e a fatica; l’impostazione funzionale della progettazione di un sistema meccanico, applicando i principi della cinematica, della cinetostatica, della statica e della dinamica; l’analisi delle caratteristiche dei materiali metallici e polimerici per la realizzazione dei componenti, tenendo conto delle condizioni di impiego; la capacità di scelta del migliore processo produttivo finalizzato alla realizzazione dei componenti meccanici; l’analisi e progettazione dei sistemi produttivi incluso lo studio affidabilistico, di sicurezza e di sostenibilità economica e ambientale.
- ca7: La capacità di scegliere e utilizzare, per la progettazione e la produzione di beni e servizi attrezzature, strumenti e metodi appropriati quali gli strumenti software di modellazione tridimensionale, di simulazione (strutturale e fluidodinamica) e di gestione delle informazioni tecniche., ca10: La capacità di scegliere il processo produttivo più idoneo per la realizzazione di componenti meccanici, e di definire i parametri di processo in grado di soddisfare i requisiti di fattibilità del prodotto.
Prerequisiti
Tecnologia Meccanica
Disegno Meccanico
Metodi Didattici
50 ore - Lezione frontale
4 ore - Laboratorio per la realizzazione di un prodotto con fresatura a 5 assi
Eventuali visite didattiche (in funzione del numero di studenti)
Altre Informazioni
Le date degli esami sono reperibili utilizzando il sistema di prenotazione esami di CSIAF.
L'iscrizione all'appello deve essere fatta sfruttando il sistema di prenotazione
esame di CSIAF entro 3 giorni dall'appello stesso
Modalità di verifica apprendimento
La valutazione dello studente prevede una prova orale con domande effettuate dai due docenti del corso sui principi per pianificare uno studio di fabbricazione e gli strumenti tecnico/tecnologici per la sua implementazione.
Lo studente dovrà dimostrare competenze sulla scelta del processo produttivo ottimale e la selezione dei parametri di lavoro, si richiede pertanto che lo studente acquista delle buone competenze su questa area per valutare sufficiente la preparazione dello stesso. Competenze complementari sono considerate quelle relative ad un approccio multidisciplinare al processo di progettazione e produzione.
In riferimento alle conoscenze (cc) e capacità (ca) identificate per il CdS, l'esame è volto ad accertare il conseguimento delle competenze cc3, cc6, cc7, cc8 e cc12, nonchè a verificare il raggiungimento in modo almeno sufficiente delle capacità ca3, ca7 e ca10.
Programma del corso
Introduzione alla definizione di uno Studio di Fabbricazione
- Tecniche per la creazione semi automatica del ciclo di lavoro
- Ottimizzazione del ciclo di lavoro
Scelta ottimale parametri macchina
- Tecniche per la selezione dei parametri di lavoro in funzione delle operazioni
- Ottimizzazione delle lavorazioni in funzione dei costi/tempi
Staffaggio
- Teoria dello staffaggio
- Esempi di realizzazione di staffaggi
Introduzione alla Macchina Utensile a Controllo Numerico
- l'anello chiuso, asservimenti e CNC
- sistema di riferimento, nomi degli assi
- macchine orizzontali e verticali
- le fresatrici CNC, esempi di strutture
Programmazione Manuale
- linguaggio ISO
- lo zero pezzo
- la traiettoria:interpolazione lineare e circolare
- compensazione raggio utensile
Programmazione Automatica
- il ruolo del sistema CAM nel ciclo di produzione
- input della geometria proveniente dal CAD: il file IGES
- il modello matematico: rappresentazione di curve e superfici: Coons, Bezier, B-Spline e NURBS
- il modello poliedrico, algoritmi di posizionamento utensile su poliedro e su superfici analitiche
- funzioni geometriche di ausilio al CAM
- definizione della libreria utensili e portautensili
- processor e post processor
- simulazione realistica
Il ciclo di lavorazione per fresatura
- la sgrossatura: il grezzo iniziale
- utensili speciali per sgrossatura
- varie tecniche di sgrossatura: plunge roughing, concentric, morphing
- lavorazione in concordanza e discordanza: opzioni del sistema CAM
- avanzamento trocoidale
- la semifinitura : il grezzo dinamico e la ripresa automatica del materiale residuo
- lavorazioni in bitangenza
- lavorazioni a passo costante nello spazio
- la finitura : accorgimenti per una buona finitura superficiale
Lavorazioni ad alta velocita' : concetto di HSM
- la sinergia Utensile - Macchina Utensile - Controllo Numerico - Sistema CAM
- il ruolo dell'utensile nell'HSM: materiali, rivestimento, geometria
- il ruolo della M.U. Nell'HSM: struttura meccanica, motori, pinze portautensile
- Il ruolo del CNC nell'HSM: Dinamica del Movimento e Geometria delle Traiettorie
- il ruolo del CAM nell'HSM: esigenze tecnologiche ed opzioni software corrispondenti
Lavorazioni a tre assi e a 5 assi
- strutture delle fresatrici a 5 assi: head/head, Table/table e miste
- macchine MIll-Turn a 4 e 5 assi
- funzioni del CAM per lavorazioni a 4 e 5 assi
- la funzione RTCP del Controllo Numerico
- differenze tra post-processor 3 assi e 5 assi
- la soluzione alternativa nel calcolo degli assi macchina
- gli angoli di eulero nella definizione dei piani di lavoro a 5 assi
Lavorazioni degli stampi e dei modelli
- esempi di programmazione col CAM
Lavorazioni aeronautiche e motoristiche
- esempi (filmato Piaggio Aeronautica)
- lavorazioni di canali di aspirazione/scarico
Lavorazioni di turbine/impeller/turbochargers
- esempio impeller multipala e turbine blades singole
- accorgimenti per la fresatura di palette sottili