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60 minuti di tempo TECNOLOGIA MECCANICA – TERZO APPELLO 04-09-2026 Nome: Cognome: N° matricola: Codice persona: DOMANDE DI TEORIA (12 punti) Q1. (1pt) Indicare l’affermazione più corretta riguardo alla classificazione generale delle tecnologie di produzione: a) le tecnologie di produzione comprendono esclusivamente le lavorazioni per asportazione di truciolo e deformazione plastica b) le tecnologie di produzione comprendono processi di formatura, deformazione plastica, asportazione di materiale, giunzione e trattamento delle superfici o dei materiali; c) le tecnologie di produzione coincidono con l’insieme delle sole macchine presenti in officina; d) le tecnologie di produzione riguardano solo i processi automatizzati e non quelli manuali o semi-automatici. Q2. Nella scelta di un processo produttivo, quale tra i seguenti aspetti non rappresenta un criterio sempre valido? (Selezionare la risposta errata) a) compatibilità del processo con il materiale da lavorare; b) capacità di rispettare tolleranze, rugosità e specifiche funzionali; c) compatibilità con i volumi produttivi richiesti; d) scelta del processo con la massima precisione possibile, indipendentemente dal costo e dalla funzione del componente. Q3. Quale affermazione descrive correttamente la funzione degli angoli di sformo in fonderia? a) sono inclinazioni previste sulle pareti del modello per facilitare l’estrazione dalla forma; b) sono sovrametalli aggiunti per compensare esclusivamente il ritiro del metallo durante la solidificazione; c) servono ad aumentare la temperatura del metallo durante la colata; d) permettono di eliminare sempre la necessità del piano di divisione delle staffe. Q4. Quale affermazione descrive correttamente una caratteristica del processo di shell molding? a) utilizza sabbia verde…
60 minuti di tempo TECNOLOGIA MECCANICA – TERZO APPELLO 04-09-2026 c) assicurare la completa lavorazione della superficie prevista; d) aumentare intenzionalmente l’usura dell’utensile nelle fasi iniziali per stabilizzare il processo. ESERCIZI (18 punti) E1. (FONDERIA) Il componente in figura viene realizzato tramite fonderia in terra. Sono noti i coefficienti della curva di caine: a=0.2, b=0.03, c=1 e x=1.25. Avete a disposizione materozze cilindriche con rapporto di forma δ=0.5 Considerando che si vuole realizzare il pezzo tramite colata in piano, e sapendo che il pds si trova nella posizione indicata in figura, si chiede di determinare: Q13. (1pt) Modulo termico del volume 1 [mm]: (a) 10.5; (b) 9.4; (c) 11.3; (d) 13.2; (e) 14.8; (f) Nessuna delle precedenti Q14. (1pt) Modulo termico del volume 2 [mm]: (a) 8.8; (b) 4.3; (c) 5.2; (d) 7.6; (e) 12.1; (f) Nessuna delle precedenti Q15. (1pt) Modulo termico del volume 3 [mm]: (a) 13; (b) 5.2; (c) 3.9; (d) 3.1; (e) 6.5; (f) Nessuna delle precedenti Q16. (1.5pt) Il rapporto y/y_caine, ipotizzando di alimentare il getto con 2 materozze identiche. Si considerino noti il modulo termico del volume a contatto con le materozze (10 mm) e il volume totale del componente (800 cm3): (a) 1.1; (b) 0.43; (c) 0.74; (d) 0.5; (e) 0.64; (f) Nessuna delle precedenti Q17. (1.5pt) Il tempo di riempimento [s] considerando un’altezza della semistaffa pari a 80 mm. Si ipotizzi di utilizzare un sistema di colata in pressione (coeff. perdite di carico c=0.7, area totale degli attacchi Aa = 100 mm2) e si consideri che la frazione di volume colata in sorgente sia pari al 58% del volume totale di 800 cm3: (a) 11.3; (b) 10.4; (c) 9.4; (d) 12; (e) 8.3; (f) Nessuna delle precedenti E2. (DEFORMAZIONE PLASTICA) Si consideri un processo di laminazione per una…
60 minuti di tempo TECNOLOGIA MECCANICA – TERZO APPELLO 04-09-2026 SOLUZIONE E1. (FONDERIA) Q13. Si calcoli il modulo termico del volume 1. 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑒! = 𝜋 ∙ 140 ∙ 22 = 9676 𝑚𝑚" π ∙ 80" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒! = = 5027 𝑚𝑚" 4 π ∙ 140" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒! = = 15394 𝑚𝑚" 4 π ∙ 140" 𝑉! = ∙ 22 = 338664 𝑚𝑚# 4 𝑉! 𝑀! = = 11.3 𝑚𝑚 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒! Q14. Si calcoli il modulo termico del volume 2. 160" − 140" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒" = 𝜋 ∙ = 4712 𝑚𝑚" 4 160" − 110" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒" = 𝜋 ∙ = 10603 𝑚𝑚" 4 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎" = 𝜋 ∙ 160 ∙ 16 = 8042 𝑚𝑚" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎" = 𝜋 ∙ 80 ∙ 16 = 4021 𝑚𝑚" 160" − 80" 𝑉" = 𝜋 ∙ ∙ 16 = 241274 𝑚𝑚# 4 𝑉" 𝑀" = = 8.8 𝑚𝑚 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒" Q15. Si calcoli il modulo termico del volume 3. 110" − 80" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒# = 𝜋 ∙ = 4477 𝑚𝑚" 4 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎# = 𝜋 ∙ 110 ∙ 50 = 17279 𝑚𝑚" 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎# = 𝜋 ∙ 80 ∙ 50 = 12566 𝑚𝑚" 110" − 80" 𝑉# = 𝜋 ∙ ∙ 50 = 223838 𝑚𝑚# 4 𝑉# 𝑀# = = 6.5 𝑚𝑚 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒# Q16. Dati i coefficienti della curva di Caine, possiamo calcolare: 𝑎 𝑦$%&'( = + 𝑏 = 0.83 𝑥−𝑐 Considerando di utilizzare 2 materozze identiche, il volume di pertinenza 𝑉) sarà pari alla metà del volume totale del componente. 𝜋 𝑀)# (4𝛿 + 1)# # 𝜋 10# (4 ∙ 0.5 +…
60 minuti di tempo TECNOLOGIA MECCANICA – TERZO APPELLO 04-09-2026 Q17. Il tempo di riempimento 𝑡*+ può essere espresso come: 𝑉,-, 𝑉,-, 𝑡*+ = = 𝑄 𝐴% ∙ 𝑣 Noti 𝑉,-, e 𝐴% , per rispondere al quesito occorre calcolare la velocità di colata in piano: 𝑣 = 𝑐P2𝑔𝐻)&%'- Per calcolare 𝐻) , occorre prima stimare: 𝐻./%0&,à = ℎ! = 80 𝑚𝑚 " " Uh! − 𝑏 + Uh! √80 − 66 + √80 𝐻2-/.(',( = T W =T W = 40.2 𝑚𝑚 2 2 Sostituendo nell’equazione: " " ⎛ 1 ⎞ 1 𝐻)&%'- = ⎜ 𝑟3 𝑟 33 ⎟ = _0.42 0.58 ` = 52.2 𝑚𝑚 + + U𝐻 U𝐻2-/.(',( √80 √40.2 ⎝ ./%0&,à ⎠ Sostituendo il valore di 𝐻)&%'- nell’equazione della velocità di colata: 𝑚 𝑣 = 0.71 𝑠 Il tempo di riempimento può essere calcolato come: 800000 𝑡*+ = ≈ 11.3 𝑠 100 ∙ 710 E2. DEFORMAZIONE PLASTICA Q18. La coppia si calcola mediante la forza di laminazione: 𝐿 = √𝑅 ⋅ 𝛥ℎ= 15.65 mm ℎ𝑒 + ℎ𝑢 ℎ* = = 3.25 𝑚𝑚 2 2 𝜇⋅𝐿 𝐹0 = g h ⋅ 𝑌+ ⋅ g1 + h ⋅ 𝑏 ⋅ 𝐿 = 1.54 𝑀𝑁 √3 2 ⋅ ℎ* 4 𝑀 = 𝐹0 ⋅ = 12044 N*m " Q19. Poiché, fissata la lunghezza dell’arco di contatto L a 15.6 mm, la coppia di laminazione non dipende dal raggio di laminazione. Di conseguenza il raggio minimo dei rulli si ottiene imponendo la potenza limite al laminatoio: 2 ⋅ 𝑀 ⋅ 𝑣5 𝑃 =2⋅𝑀⋅𝜔 = < 𝑃*%6 𝑅 2 ⋅ 𝑀 ⋅ 𝑣5 𝑅> = 53.5 𝑚𝑚 𝑃*%6 Q20. Per calcolare lo sviluppo in piano abbiamo bisogno di calcolare il diametro medio 𝐷%0 = 𝐷) + 𝑡 = 46.5 𝑚𝑚 Calcolo il diametro del disco primitivo D " +4⋅𝐷 𝐷 = U𝐷%0 %0 ⋅ ℎ = 123.2 𝑚𝑚 7 , Controllo che la lavorazione sia possibile <2e > 0.01. 7! 7 Calcolo la forza che deve esercitare il punzone: 4
60 minuti di tempo TECNOLOGIA MECCANICA – TERZO APPELLO 04-09-2026 𝐷 𝐹) = 𝜋 ⋅ 𝐷) ⋅ 𝑡 ⋅ 𝑅* ⋅ T − 0.7W = 345.8 𝑘𝑁 𝐷) Q21. Calcolo la forza che deve esercitare il premilamiera: " 𝐹8 = 0.015 ⋅ 𝑅2 ⋅ 𝜋 ⋅ s𝐷 " − t𝐷) + 2.2 ⋅ 𝑡 + 2 ⋅ 𝑅9 u v = 310.1 𝑘𝑁 E3. ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO Q22. La potenza meccanica può essere espressa in funzione di pressione di taglio e material removal rate: 𝑃5! = 𝑘5! ⋅ 𝑀𝑅𝑅! 𝑃5" = 𝑘5" ⋅ 𝑀𝑅𝑅" I material removal rates sono: 𝑀𝑅𝑅! = 1000 ⋅ 𝑓! ⋅ 𝑎) ⋅ 𝑣5 = 1000 ⋅ 0.20 ⋅ 3 ⋅ 200 = 120000 𝑚𝑚# /𝑚𝑖𝑛 𝑀𝑅𝑅" = 1000 ⋅ 𝑓" ⋅ 𝑎) ⋅ 𝑣5 = 1000 ⋅ 0.10 ⋅ 3 ⋅ 200 = 60000 𝑚𝑚# /𝑚𝑖𝑛 Da cui: 60 ⋅ 1000 ⋅ 1000 ⋅ 𝑃5! 𝑘5! = = 2500 𝑀𝑃𝑎 𝑀𝑅𝑅! 60 ⋅ 1000 ⋅ 1000 ⋅ 𝑃5" 𝑘5" = = 3000 𝑀𝑃𝑎 𝑀𝑅𝑅" Q23. Per determinare i parametri del modello di Kronenberg si imposta un sistema di equazioni: 𝑘 = 𝑘52 ⋅ ℎ!:6 w 5! 𝑘5" = 𝑘52 ⋅ ℎ":6 Dividendo la prima equazione per la seconda, si ottiene: 𝑘5! ℎ! :6 =g h 𝑘5" ℎ" Passando ai logaritmi, si ricava 𝑥: 𝑘 2150 𝑘5! ℎ! ln 5! ln 𝑘5" ln = −𝑥 ln → 𝑥 = − = − 2500 = 0.22 𝑘5" ℎ" ℎ 0.200 ln ! ln 0.100 ℎ" Sapendo che ℎ! = 𝑓! ⋅ sin 𝑘/( = 0.20 ⋅ sin 90° = 0.200 𝑚𝑚 e ℎ" = 𝑓" ⋅ sin 𝑘/( = 0.10 ⋅ sin(90°) = 0.100 𝑚𝑚. Dalla prima equazione del sistema, si ottiene invece: 𝑘52 = 𝑘5! ℎ 6 = 2150 ⋅ 0.2;."" = 1515 𝑀𝑃𝑎 Q24. Per determinare la potenza del nuovo processo basta calcolare spessore di truciolo, pressione di taglio e material removal rate: ℎ# = 𝑓# ⋅ sin 𝑘/( = 0.15 ⋅ sin 60° = 0.130 𝑚𝑚 𝑘5# = 𝑘52 ⋅ ℎ#:6 = 1800 ⋅ 0.130:;.!= = 2599 𝑀𝑃𝑎 𝑀𝑅𝑅# = 1000 ⋅ 𝑓# ⋅ 𝑎) ⋅ 𝑣5 = 45000 𝑚𝑚# /𝑚𝑖𝑛 𝑘5# ⋅ 𝑀𝑅𝑅# 2599 ⋅ 45000 𝑃5# = = = 1.95 𝑘𝑊 60 ⋅ 1000 ⋅ 1000 60 ⋅ 1000 ⋅ 1000 Q25. Da material removal rate e volume da rimuovere è possibile stimare la durata di una singola lavorazione:…
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