Università degli Studi di Pisa

Corso di laurea in Ingegneria Gestionale

Specifica dell’insegnamento di TECNOLOGIA MECCANICA

  1. Docenza

Docente: Prof. Marco Santochi

Dipartimento di Ingegneria meccanica, nucleare e della produzione

Tel.: 050/913028

Fax: 0507913028

e-mail: santochi@ing.unipi.it

WEB: http://www.docenti.ing.unipi.it/~d4268

Tutore: Prof. Valter Romoli

Facoltà di Ingegneria

Tel.: 050 / 913034

Fax: 050 / 913040

e-mail: romoli@ing.unipi.it

  1. Finalità ed obiettivi dell’insegnamento

Le finalita' del corso sono :

·    fornire agli allievi una professionalità immediatamente spendibile in ogni azienda metalmeccanica;

·    preparare gli allievi ad affrontare i problemi di progettazione meccanica con l'ottica della produzione;

·    fornire gli allievi ad una visione integrata e gestibile con idonei software delle fasi di disegno, progettazione strutturale e  produzione (concurrent engineering).

Obiettivo del corso e' portare lo studente a:

·    conoscere e sapere correttamente scegliere e gestire i processi tecnologici tradizionalmente impiegati nell'industria meccanica , sia negli aspetti descrittivi sia nei loro fondamenti teorici;

·    saper effettuare lo studio di fabbricazione di componenti meccanici sia per l'ottenimento del greggio sia per la sua lavorazione alle macchine utensili a controllo numerico.


  1. Pre-requisiti in ingresso e competenze minime in uscita

Pre requisiti (in ingresso)

Insegnamenti fornitori

 Saper interpretare un  disegno meccanico , conoscenza dei principali componenti standard (cuscinetti, viti, etc). Uso di un sistema CAD

Disegno Tecnico Industriale

Conoscenza di Matematica - trigonometria piana, derivate ed integrali di funzioni semplici, studi di funzione, risoluzione di semplici equazioni differenziali ordinarie

Matematica

Conoscenze di Fisica - unità di misura, principi fondamentali della meccanica , le leggi di conservazione dell'energia, termodinamica e trasmissione del calore

Fisica

Conoscenze base di chimica (reazioni, legami, struttura atomica,etc)

Chimica della scuola media super.

Competenze minime (in uscita)

Insegnamenti fruitori

 Conoscere i processi tecnologici tradizionalmente impiegati nell'industria meccanica e le loro basi scientifiche, saper  valutare le loro prestazioni, i loro campi di applicazione, la loro applicabilita' ai vari materiali e tipologia di pezzi

Impianti Industriali

Gestione dei processi aziendali

Conoscere la struttura ed i componenti della moderna fabbrica integrata ( macchine utensili a controllo numerico, di misura, robot industriali), nonche' i principi della loro programmazione ed impiego razionale: essere in grado di scrivere un semplice programma per una macchina a CN;

Impianti industriali

Controlli automatici

Saper studiare il ciclo produttivo piu' adatto (dell'elemento greggio e del finito)  in funzione del tipo di produzione (in serie, prototipi, etc.) interpretando correttamente il disegno e le altre informazioni necessarie.

Impianti Industriali

Essere in grado di valutare i problemi tecnologici di fabbricazione nella progettazione di un particolare meccanico.

 

Conoscere e saper usare i principali strumenti per il controllo di qualita' dei componenti meccanici.

Gestione della qualita'

  1. Metodologia didattica

La metodologia didattica impiegata consiste in:

·    lezioni ed esercitazioni in aula con uso di lavagna luminosa e videoproiettore

·    esercitazioni nei laboratori del dipartimento di Ingegneria meccanica , nucleare e della produzione e/o presso il Centro di Calcolo della Facoltà;

·    elaborazione di un progetto necessario per poter sostenere l'esame (i dettagli sul progetto si trovano alla pagina web del docente).

·    prova scritta intermedia

  1. Programma, articolazione e carico didattico

Esempi di Argomento

Lezioni

Esercit.

Totale Ore di Carico Didattico

Il sistema produzione. Definizioni generali. Il Computer Aided Design (CAD) e la sua integrazione con le varie funzioni aziendali.

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Il controllo della caratteristiche macro e micro geometriche. Il grado di finitura delle superfici lavorate. Principi di funzionamento ed uso dei principali strumenti per il controllo di qualita' di particolari meccanici. Le macchine di misura CMM. Cenni all'analisi e sintesi delle tolleranze.

6

2

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I materiali e le loro caratteristiche meccaniche.

Prove meccaniche, struttura cristallina dei metalli, leghe e diagrammi di stato, materiali ferrosi e non ferrosi, trattamenti termici, designazione unificata dei materiali, materie plastiche e relative tecnologie produttive.

10

2

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I principi fondamentali del processo di taglio. Il modello di taglio ortogonale. Forze di taglio , loro valutazione e misura. I parametri di taglio e la loro influenza sul processo. I materiali degli utensili. Geometria unificata dell'utensile monotagliente.

 Fenomeni di usura dell'utensile, prove di durata. La relazione del Taylor, la relazione generalizzata del Taylor. Ottimizzazione di una operazione di tornitura.

Le lavorazioni per asportazione di truciolo ed il ciclo di lavorazione. Le lavorazione di tornitura, dei fori, di fresatura, limatura, piallatura, stozzatura, brocciatura, rettifica. Superfici lavorabili, caratteristiche ed utensili , parametri di taglio, metodi per il calcolo di forze e potenze di taglio. Il ciclo di lavorazione: determinazione dei processi tecnologici e scelta delle macchine utensili. Superfici di riferimento e di bloccaggio. Scelta delle attrezzature. Determinazione della sequenza delle fasi, sottofasi ed operazioni elementari, degli utensili, dei parametri di taglio, degli strumenti di controllo. Calcolo dei tempi attivi e passivi. I fogli di ciclo e di fase. Criteri di Design for manufacturing.

L'automazione nella moderna industria meccanica.

Generalita' sull'automazione.

L'evoluzione delle macchine utensili. Il controllo numerico: generalita', i Machining Centers, particolari meccanici e di controllo delle macchine a CN. La programmazione delle macchine a CN.

I robot industriali: generalita', strutture e caratteristiche, principi di programmazione, impieghi dei robot.

I sistemi integrati di produzione. Il CIM.

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99

I procedimenti di fabbricazione per fusione. Generalita' e classificazione . Modelli e anime. La solidificazione dei getti : il fenomeno del ritiro, la solidificazione direzionale, la materozza ed il suo dimensionamento, il sistema di colata. Le tecniche di fusione in forma transitoria. Le tecniche di fusione in forma permanente. Criteri di Design for Manufacturing  dei prodotti fabbricati per fusione. Uso di tecniche di simulazione in fonderia.

7

3

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Le lavorazioni per deformazione plastica. Cenni sulla teoria della deformazione plastica . Lavorazioni a caldo ed a freddo. L'attrito ed i suoi effetti. Lavoro di deformazione. La laminazione: generalita', analisi del processo, condizioni di imbocco e di trascinamento, la calibratura, tecniche di laminazione speciali.

La fucinatura e lo stampaggio. Generalita'. Magli e presse. Il progetto del greggio e degli stampi.Il ciclo di stampaggio. Applicazione di tecniche di simulazione FEM allo stampaggio. Ricalcatura ed elettroricalcatura.

L'estrusione e la trafilatura.

Le lavorazioni a freddo della lamiera: tranciatura, piegatura, imbutitura.

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3

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I processi di saldatura. Saldatura e taglio con gas. Saldatura ad arco elettrico con elettrodo rivestito. Saldature in atmosfera controllata: TIG, MIG ,MAG, al plasma. Saldatura e taglio con laser. Saldatura in arco sommerso. Saldature per resistenza elettrica: per punti, a rulli, di testa per scintillio. Saldature eterogene. Criteri di scelta del procedimento di saldatura . Gli effetti termici della saldatura : cicli termici, metallurgia del giunto saldato, ritiri, deformazioni e tensioni residue; trattamento termico di strutture saldate.

7

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Totale

63

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252

  1. Materiale didattico

I testi base consigliati per il corso sono:

M.Santochi  F.Giusti: Tecnologia Meccanica e studi di fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, edizione 2000.

M.Santochi: dispense sui materiali e sulle prove meccaniche

G. Dini : Elementi di programmazione delle macchine utensili a CN

Videotapes vari  disponibili presso la Biblioteca del Dipartimento.

Ulteriori approfondimenti sono vivamente consigliati sui seguenti testi, disponibili presso la biblioteca della Sezione Produzione del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, nucleare e della Produzione:

E.Butta - Tecnologia dei materiali e chimica applicata

S. Kalpakjan- Manufacturing processes for engineering materials, Addison Wesley

Spur Stoeferle - Enciclopedia delle lavorazioni meccaniche- Tecniche nuove

  1. Modalità di verifica/esame

L'esame  si svolge , di norma, come segue :

a) risoluzione di un problema produttivo quale per es. un ciclo di lavorazione alle macchine utensili

b) una o piu' domande sul progetto elaborato durante l'anno e presentato all'esame;

c) alcune domande sul programma del corso.

E' prevista una prova scritta intermedia dopo il primo periodo di lezione: se la prova viene superata i relativi argomenti vengono eliminati dall'esame finale.

Il voto finale tiene conto sia della preparazione raggiunta dal candidato (voto della prova intermedia e di quella orale) sia dell'apporto personale al progetto presentato e della capacita' di giustificare le scelte operate, sia della capacita' di esprimersi in un linguaggio tecnico appropriato (in Italiano o in Inglese).




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