Obiettivi formativi
Questo insegnamento si propone di fornire le conoscenze e le abilità necessarie allo studio dei processi tecnologici e dei sistemi di lavorazione di componenti e di prodotti industriali. Obiettivo primario del corso è quello di sviluppare delle competenze che consentano allo studente di comprendere il processo produttivo di un componente meccanico all’interno di un contesto industriale partendo dalle informazioni presenti nel disegno meccanico del particolare.
A tale scopo risulta indispensabile il raggiungimento di conoscenze relative ai seguenti punti:
- informazioni contenute nel disegno tecnico in termini di geometria del pezzo, materiali, qualità superficiali e tolleranze di forma e posizione;
- problematiche relative all’ottenimento di una certa precisione durante la lavorazione e conoscenza degli strumenti metrologici necessari per la qualifica;
- tecniche di giunzione reversibili ed irreversibili;
- lavorazione per asportazione di truciolo alle macchine utensili.
Obiettivo ultimo del corso è quello di consentire agli studenti di sviluppare l’abilità di comprendere e gestire un ciclo di lavorazione di un componente meccanico che sia tecnologicamente corretto (razionale ed economico) e che attraversi tutte le fasi necessarie per la sua creazione.
A tale scopo risulta necessario maturare le seguenti abilità:
- determinazione del grezzo di partenza (in termini di dimensioni, materiale e processo produttivo primario) per la lavorazione di un componente;
- identificazione del flusso delle operazioni necessarie alla realizzazione del componente;
- riferimento del componente rispetto alle macchine con appropriate attrezzature;
- calcolo delle forze che si esercitano durante il processo di taglio e delle potenze assorbite dalle macchine utensili.
Prerequisiti
Fisica generale, Analisi matematica A, Disegno e Tecnologie di Produzione
Contenuti dell'insegnamento
Il corso ha come obiettivo lo studio dei processi tecnologici e dei sistemi di lavorazione di parti e di prodotti industriali, secondo un approccio sistematico e coerente alla modellazione di tali processi, al fine della interpretazione delle leggi e dei meccanismi su cui si fondano, della analisi delle loro possibilità e dei loro limiti in relazione alle esigenze di funzionalità e produzione di componenti specifici, della progettazione sistematica e della pianificazione del processo di trasformazione, della integrazione fra progettazione del prodotto e del processo mediante l'impiego dell'elaboratore. Il corso approfondisce alcuni degli argomenti introdotti nel modulo di Tecnologie di Produzione e completa la formazione di base per Ingegneri Gestionali specializzati nella produzione meccanica. Si adotterà una metodologia che prevede lezioni teoriche ed esercitazioni, nel corso delle quali verranno affrontati collettivamente ed in modo guidato lo studio e la discussione di casi industriali.
Programma esteso
Introduzione
Generalità e classificazione dei processi tecnologici. Definizione di un modello morfologico del processo tecnologico di trasformazione di stato del materiale: analisi dei flussi di materiale, di energia e di informazione. Relazioni ed implicazioni fra il prodotto ed il processo: la funzione di progettazione prodotto e progettazione e pianificazione processo. I criteri per la scelta del processo. Richiami di disegno tecnico, tolleranze e materiali.
Processi di produzione secondari
Lavorazioni per asportazione di materiale. Principi fondamentali; meccanica del taglio dei metalli e meccanismi di formazione e morfologia del truciolo. La geometria degli utensili: le variabili del processo di asportazione di truciolo; velocità di taglio, usura e durata dell'utensile; studio e rilievo della forza e della potenza di taglio. La lavorabilità dei metalli. Determinazione delle condizioni ottimali di taglio. Tornitura, fresatura, foratura, alesatura, stozzatura, brocciatura, rettifica. Tipologie e classificazione delle macchine utensili: struttura, morfologia e funzionalità. La pianificazione del processo: lo studio del ciclo di lavorazione. Processi di collegamento mediante saldatura: tipologie e metodi di saldatura.
Attività d'esercitazione
Le esercitazioni prevedono la applicazione delle metodologie e delle tecniche di dimensionamento e di pianificazione dei processi tecnologici fondamentali, lo studio e la discussione di casi industriali.
Bibliografia
I PDF delle diapositive proiettate durante le lezioni ed esercitazioni, e tutto il materiale utilizzato come supporto per le stesse sono resi disponili agli studenti mediante la piattaforma Elly. Per poter scaricare il materiale iscriversi su Elly al corso:
- STUDI DI FABBRICAZIONE
In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il modulo facendo riferimento ai seguenti testi:
- Marco Santochi, Francesco Giusti, Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione, (2000) seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
- Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Tecnologia Meccanica, (2008) quinta edizione, Pearson Ed.
Metodi didattici
Al corso sono assegnati 6 CFU per un totale di 48 ore suddivise in 34 ore di lezione e 14 ore di esercitazione. Le ore di lezioni sono così distribuite sulle tematiche principali del corso:
- Richiami di disegno tecnico, tolleranze e materiali: 6 ore
- Le macchine utensili: 10 ore
- Macchine utensili a controllo numerico: 4 ore
- Saldatura: 4 ore
- Il ciclo di lavorazione: 4 ore
- Elementi di robotica industriale e macchine di misura a coordinate: 4 ore
- I sistemi di produzione flessibile: 2 ore
Le lezioni seguono la cronologia necessaria all’espletamento di una sequenza di operazioni esattamente come in un ciclo di lavorazione. Tale approccio pratico ha la funzione di fornire una linea guida durante la preparazione delle prove in modo da focalizzare l’impegno degli studenti nella creazione delle abilità necessarie al raggiungimento degli obiettivi didattici.
Le ore di esercitazione, per poter capire le quali è necessaria la frequentazione delle lezioni o lo studio autonomo sui testi di riferimento, sono ad esse complementari e dedicate a fornire, attraverso la visione dal vivo e l’utilizzo diretto, un’esperienza pratica volta a maturare le abilità verificate in fase di esame.
Modalità verifica apprendimento
L’esame finale accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità tramite lo svolgimento di una prova scritta di durata massima pari a 2 ore.
La prova scritta comprende 3 quesiti: 2 domande sulle conoscenze e 1 esercizio di applicazione delle abilità. In particolare, i candidati si troveranno a rispondere a:
- una domanda teorica nella quale può essere richiesta la spiegazione di una macchina o di un processo produttivo attraverso schemi, definizioni, dimostrazioni, ecc.;
- un esercizio numerico nel quale si vuole verificare l’attitudine del candidato a fornire risultati quantitativi ai quesiti proposti;
- un esercizio tecnico/pratico che consiste nel redigere il ciclo di lavorazione di un semplice componente meccanico di cui verrà fornito il disegno quotato. L’obiettivo è quello di verificare le abilità dei candidati nella scelta del ciclo produttivo più economico ed efficace.
Tutti gli studenti che non hanno superato lo scritto possono visionare il loro elaborato, previo appuntamento con il docente.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile.
