ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| TECNOLOGIA MECCANICA | ING-IND/16 | LEZIONI | 60 |
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Il corso ha l'obiettivo di fornire le conoscenze sulle principali tecnologie metalmeccaniche ovvero quelle utilizzate dalla produzione di semilavorati a partire dal recupero dei rottami metallici, alla loro trasformazione in prodotti finiti e al relativo controllo e assemblaggio.
Tra gli argomenti trattati:
I principali processi di lavorazione dei metalli:
Per tali processi vengono trattati gli utensili utilizzati, le macchine manuali e automatiche, le attrezzature.
Metrologia: misure micro e macrogeometriche, caratterizzazione dei manufatti (tolleranze), strumenti manuali e automatici.
The course is organized in two different didactic units: "Industrial Technical Drawing" and "Manufacturing Processes". The objective of the first unit is to give to the student the main teorethical and technical instruments for producing and reading an industrial drawing. The student who completes the course will be able to demonstrate a preliminary knowldedge of CAD tools. The objective of the second module: "Manufacturing Processes" is to acquire the basic knowledge about the manufacturing processes commonly used in the mechanical industry, from a theoretical and descriptive point of view.
Durante le prove di esame scritte e orali, lo studente deve essere in grado di
Lo studente deve inoltre essere in grado di descrivere tali processi attraverso modelli semplificativi, a partire da ipotesi coerenti con i casi reali e con riferimento alle implicazioni che riguardano la struttura della materia.
Per tali modelli descrittivi deve indicare i principali parametri (es. di lavorazione) e variabili (es. angoli dell'utensile) e come questi influenzano il risultato (es. la finitura superficiale).
Queste conoscenze devono essere acquisite da un punto di vista
The course has two units with different teachers and separate tests. The examination is composed by a written part (of Industrial Technical Drawing) and of an oral part with a discussion of a practical design activity. In the written exam (3 hours), the student must demonstrate the acquisition of basic knowledge and technical abilities for executing a Technical Drawing. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
Il corso si prefigge di far acquisire la capacità professionale direttamente applicabile all'interno di una azienda manifatturiera di progettare un ciclo di lavorazione per la realizzazione di un componente meccanico dato.
Progettare un ciclo di lavorazione comporta
Tale attività non ammette una soluzione unica, pertanto lo studente deve
Gli studenti, in gruppi formati spontaneamente da tre membri, realizzaranno il ciclo di lavorazione relativo al componente meccanico di propria scelta, previa approvazione del docente.
Per l'ammissione all'esame (scritto) è necessaria l'approvazione della relazione tecnica e della successiva discussione verbale (in gruppo).
Il progetto riguardante lo studio di un processo di fabbricazione di un componente appartenente ad un complessivo meccanico comprende:
Il lavoro in gruppo rappresenta un ulteriore valore aggiunto poiché richiede una suddivisione dei ruoli per evitare di svolgere operazioni duplicate, proprio come si verifica nelle omologhe situazioni aziendali. All'interno del gruppo lo studente ha l'opportunità di conoscere ed affinare le proprie capacità di relazione, collaborazione e coordinamento.
I progetti possono comprendere facoltativamente l'uso di software di simulazione dei processi (es. CAM, in fonderia o nella deformazione plastica) a partire da modello CAD del componente in studio.
Nella discussione orale del progetto vengono valutati analiticamente gli apporti di ciascuno dei membri del gruppo.
Il progetto viene valutato in trentesimi come pure l'apporto individuale al progetto.
Questi due voti pesano per 2/3 sul voto finale, insieme alla media del voto alla prova scritta e alla prova orale che conta per il restante 1/3.
Lo studente dovrà acquisire la capacità di
Dovrà inoltre essere in grado di modellare un processo produttivo, proponendo ipotesi semplificative al fine di eseguire le citate stime e valutazioni.
Nel progetto didattico, nell'esame scritto e orale, lo studente dovrà risolvere problemi del tipo:
Informazioni dettagliate sono disponibili nella pagina elearn del corso.
Gli iscritti al corso elearn ricevono via mail
Nella seguente cartella Google Drive sono disponibili:
Tutte le lezioni e le esercitazioni si svolgono in aula con videoproiezione di materiale tratto dai libri di testo (diapositive non disponibili).
Sono previste visite all'officina/laboratorio in data indicata a lezione e comunicata agli iscritti al corso su elearn. I relativi video sono disponibili su canale YouTube Tecnologia Meccanica @ UniPI.
Le lezioni sono tenute in lingua italiana. Diapositive e testi sono anche in lingua inglese.
Sono previste conferenze da parte di esperti del settore in data indicata a lezione e comunicata agli iscritti al corso su elearn.
Il progetto viene seguito, valutato e approvato dal prof. Francesco Inglese, che riceve via mail, svolge lezioni teoriche sulla realizzazione del ciclo e del progetto didattico, ricevimenti collettivi e revisione progetti nelle date che comunica agli iscritti al corso su elearn.
Il docente svolge ricevimenti bisettimanali come indicato nella propria pagina Unimap.
Delivery: face to face
Attendance: Mandatory
Learning activities:
Teaching methods:
Il registro delle lezioni svolte nei precedenti anni accademici è disponibile online.
Introduzione
Sbocchi professionali, la missione dell'ingegnere tecnologo, obiettivi del corso, modalità di esame (progetto e prova scritta/orale), libri di testo. Le rivoluzioni industriali. Modellazione del processo, il caso SLS. La progettazione del prodotto, il CAD, il CAE, la simulazione e le verifiche sperimentali e FEM. Complessità. Produzione di serie e di massa. Volumi e produttività. Automazione rigida e flessibile. Le fasi dello sviluppo prodotto. Le specifiche. Processo e macroprocesso. Time to market. Design for. I principali macroprocessi di trasformazione.
Asportazione di truciolo
Il modello del taglio ortogonale. Tipi di truciolo. Tagliente di riporto. Mappa termica e lubrorefrigerazione. Il taglio obliquo, designazione angoli dell'utensile e sistemi di riferimento. Forze e energia specifica di taglio, moti e parametri di lavorazione, qualità e produttività di una lavorazione: finitura, tempi, volume asportato, potenza. Gli angoli standardizzati dell'utensile, definizione e influenza sul processo di taglio. Materiali per utensili e codifica ISO. Durata e criteri di usura. Legge di Taylor (generalizzata). Calcolo dei tempi e dei costi di lavorazione; costi fissi e variabili; ammortamento, manodopera e setup; ottimizzazione della velocità di taglio. Le lavorazioni di tornitura (cilindratura, sfacciatura, filettatura, gole, esecuzioni interne ecc.). Lavorazioni dei fori; punte. Lavorazioni di fresatura, frese e moti. Tornio, trapani (sensitivo, a colonna, radiale, plurimandrino), fresatrice universale: principali organi e attrezzature. Divisore. Tracciatura. Lavorazioni a moto rettilineo: stozzatura e brocciatura. Mole e processo di rettifica. Fresatura a taglio periferico e cilindrico/frontale: calcolo della forza e della potenza. Alesatrice, rettificatrice: organi, moti, attrezzature e configurazioni
Ciclo di lavorazione
Descrizione del progetto didattico a gruppi. Studio del ciclo di lavorazione: analisi delle informazioni di partenza; criteri di selezione dei processi di lavorazione; sequenza delle fasi. Esempi di cicli di lavoro, progetti svolti e discussione di nuove proposte.
Fabbricazione per fusione
Progettazione dei modelli e delle anime, piano di divisione, sovrametalli, angoli di sformo, raggi di raccordo, moduli di raffreddamento, tipi di materozza e dimensionamento; effetto di estremità e raffreddatori; solidificazione direzionale e tempo; cerchi di Heuvers e diagramma di Caine; tipi di sistema di colata, tempo e dimensionamento. Processi in forma transitoria; in terra sintetica e in gesso; in fossa; con agglomerazione chimica (al CO2 e SO2); shell-moulding; microfusione. I processi di fusione in forma permanente; pressofusione, macchina a camera calda e fredda, conchiglia a gravità. Confronto economico tra processi da fonderia. Principali difetti di fonderia e cause. Criteri di Design for Manufacturing; costi delle modifiche. CAE e simulazione; esempi in fonderia (colata e solidificazione).
Deformazione plastica
Velocità di deformazione. Tensioni normali e tangenziali. Lavoro di deformazione nell'estrusione diretta. Effetto dell'attrito, metodi slab analysis e upper bound in laminazione. Metodi agli elementi finiti (FEM). Tipi di laminatoi e profili di velocità. Condizioni di imbocco e di trascinamento; rapporto di laminazione; calibratura; metodo Mannessman e a passo di pellegrino. Estrusione diretta e inversa, estrusione per urto, trafilatura. Magli e presse: principali organi, caratteristiche e impieghi. Stampaggio: progettazione stampi e fasi di lavorazione. Fucinatura, ricalcatura e elettroricalcatura. Lavorazione delle lamiere: tranciatura e tranciatura fine; piegatura; imbutitura.
Tecniche di giunzione
Saldatura e taglio a gas. Saldature ad arco elettrico, con elettrodo rivestito, TIG, MIG, arco sommerso. Saldature a resistenza: per punti, a rulli, a scintillio. Brasature. Saldatura e taglio al plasma. Zona termicamente alterata. Tipi di difetti.
Metrologia
Tolleranze, errori macro e microgeometrici. Tessitura, rugosità e relativi parametri, funzionamento del rugosimetro, acquisizione ed elaborazione di un segnale digitale, curve di densità delle ordinate e di Abbot. Calibro, micrometro, comparatore. Sensore a triangolazione. Durometro. Proiettore di profili. La macchina di misura a coordinate (CMM), strutture e componenti. Qualifica del tastatore e programmazione.
Esercitazioni
Esempi di domande scritte e orale di esame.
Laboratorio
Video su canale YouTube Tecnologia Meccanica @ UniPI
Visita all'officina del DICI: Esempi di macchine, utensili, attrezzature e lavorazioni. Postazioni di tracciatura, foratura, tornitura, fresatura e rettifica su tre postazioni a rotazione.
Dimostrazione sulla formatura in terra sintetica, per shell-moulding e in conchiglia, procedimento e attrezzature.
Visita al laboratorio di metrologia del DICI: rugosimetro, strumenti manuali, durometro, CMM
The course covers the basic elements of Industrial Drawing and of Manufacturing Processes, introducing some additional elements concerning materials, product design and process planning. A brief part of the course will be dedicated to the acquisition of the preliminary basic elements of Computer Aided Design.
Testo ufficiale di riferimento
Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione
Marco Santochi, Francesco Giusti, 2° ed., 2000, Casa Editrice Ambrosiana Milano, pp. 674, ISBN 88-408-1028-5
Diapositive utilizzate a lezione dal docente non disponibili per ragioni di copyright
Altri testi consigliati
In aggiunta, ma anche in alternativa al testo ufficiale
Vi sono due Kalpakjian
http://media.pearsoncmg.com/intl/asia/kalpakjian_bridging_page/
il primo è più esteso (40 capitoli contro 20)
Manufacturing Engineering and Technology
SI (Student International) Edition, 7th Edition, Serope Kalpakjian, Stephen Schmid, Sep 2013, Paperback, 1224 pages, ISBN13: 9789810694067, ISBN10: 9810694067, £55.99
Collegamento al sito dell'editore
Edizioni precedenti: 2a ed. 1992, 3a ed. 1995 ~€7, 4a ed. 2000 ~€17, 5a ed. 2006, 6a ed. 2009 ~€45
Manufacturing Processes for Engineering Materials
SI Edition, 5th Edition, Serope Kalpakjian, Stephen Schmid, Chih-Wah Kok, Apr 2008, Paperback, 1021 pages, ISBN13: 9789810679538, ISBN10: 981067953X, £62.99
Collegamento al sito dell'editore
Esiste anche una versione in italiano
Tecnologia meccanica
Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, 5a Edizione italiana, a cura dei proff. Stefania Bruschi ed Enrico Savio, e dei dott. Simone Carmignato, Andrea Ghiotti e Giovanni Lucchetta, 2008 Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A., pp. 864, €57,00, ISBN 9788871924625 Collegamento al sito dell'editore, anche in versione digitale
Introduction to Manufacturing Processes
Groover, Mikell P., ISBN-13: 978-0-470-63228-4, eText: ISBN-10 1-118-21559-1, ISBN-13 978-1-118-21559-3, Print: ISBN-10 0-470-63228-3, ISBN-13 978-0-470-63228-4, John Wiley & Sons, 2012, Pages: 700, digital rental: £28.19
Collegamento al sito dell'editore
Anteprima del testo (solo la metà superiore di ciascuna pagina è visibile)
Industrial drawing Barsali, Barsotti, Rosa: Lezioni di Disegno di Macchine, S. Marco litotipo Lucca. Manufacturing processes - M. Santochi, F. Giusti: Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione, 2° ed., 2000, Casa Editrice Ambrosiana Milano, pp. 674, ISBN 88-408-1028-5. - S. Kalpakjian, Steven R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology, 2006; 5th ed. (+200$), Pearson Prentice Hall, ISBN 9780131976399. - G. F. Micheletti: Tecnologia Meccanica Vol. I e II, Edizioni UTET, pp. XXIV-1044, ISBN: 8802034141, 1979.
Tutto l'anno iniziano progetti, anche al di fuori delle lezioni.
E' fortemente consigliato svolgere il progetto in gruppi da tre, per suddividere in maniera ottimale tra i vari componenti il carico di lavoro di un progetto che abbia un grado di difficoltà tale da presentare un minimo di valenza didattica.
Chi ha difficoltà a formare un gruppo ha diverse possibilità
Progetto didattico
Per partecipare all'esame è necessario avere il progetto approvato. Per l'approvazione, la relazione tecnica deve essere inviata circa 10 giorni prima dell'esame (o quando diversamente comunicato) per permetterne l'approvazione e per permettere di fissare la data della discussione, in tempo per iscriversi all'esame.
Prova scritta
E’ necessario iscriversi sul portale Valutami.
Non è possibile consultare testi e appunti di alcun tipo e collaborare con i colleghi come indicato dal codice etico dell'Ateneo.
Una domanda è sufficiente se contiene elementi grafici, stime e calcoli tali da dimostrare una conoscenza basilare pertinente al processo in esame.
Per essere ammessi all’orale è necessario raggiungere la sufficienza in tutte le domande che trattano i principali macroprocessi (copertura).
La prova orale può essere sostenuta anche in uno degli appelli successivi.
L'appello scritto per i fuori corso è a Novembre, come richiesto dai rappresentanti degli studenti (non ad Aprile).
Il compito è composto da un foglio fronte retro con il testo della domanda (ed eventuali sottodomande) e lo spazio per inserire la risposta. Esempi di testi d'esame (anche con soluzione) sono disponibili nella cartella Google Drive.
Sono presenti circa 5 domande sui principali argomenti:
Per le domande che richiedono una risposta di tipo grafico, questa deve essere autoesplicativa, SENZA l'aggiunta di testo descrittivo. Questo tipo di risposta è solitamente una figura presentata a lezione e presente nei testi d'esame, con eventuale adattamento al caso specifico. Pertanto per acquisire la preparazione necessaria lo studente è invitato a studiare l'argomento, chiudere il libro e tentare di riprodurre in schemi quanto appreso.
Nelle domande che richiedono calcoli, il candidato deve
La durata della prova è di circa un'ora, quindi la rapidità di esecuzione è un criterio di merito. Inoltre, le soluzioni da applicare devono essere già state oggetto di elaborazione da parte dello studente, attraverso il progetto e lo studio autonomo.
Discussione orale
Segue di norma la prova scritta e prevede una domanda del medesimo tipo di quelle dello scritto, al fine di completare la valutazione del candidato.
In caso di non superamento dell'esame orale (o di rifiuto del voto da parte dello studente) deve essere nuovamente sostenuto lo scritto.
Criteri di valutazione
La media della prova scritta e di quella orale pesa per 1/3 sul voto finale, assieme alle valutazioni del progetto, come su indicato.
Numero di prove
Come da regolamento è possibile sostenere l'esame fino a quattro (4) volte per anno accademico.
Un compito corretto e valutato dal docente equivale ad una consegna.
Dopo la consegna del compito il docente esegue immediatamente una correzione pubblica offrendo la possibilità di ritirare il compito.
La consegna sostituisce l'esito di un eventuale scritto precedente.
La correzione del compito viene resa disponibile anche online insieme al compito.
Disegno Tecnico Industriale e Tecnologia Meccanica
La sequenza tra i due esami non è vincolata, ma è fortemente consigliato acquisire le basi del Disegno, sostenendo il relativo esame, prima di sostenere Tecnologia, per la capacità necessaria ad interpretare e rappresentare le lavorazioni. All'esame di Tecnologia possono capitare domande con implicazione sulla parte di Disegno.
Si prega di segnalare al docente, assieme alla richiesta di chiarimenti, eventuali punti poco chiari o esaustivi di questo programma d'esame.
