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Management Engineering - Tecnologia Meccanica e Qualità
Full exam
Tecnologia Meccanica e Qualità del 10/07/2019 QUESITO FONDERIA Una fonderia fornisce getti in ghisa grigia per dischi freno ad un committente del settore automobilistico. Si è scelto di effettuare la colata in una forma verticale (ovvero con piano di separazione delle staffe posto in verticale) con due impronte e si è progettato il sistema di colata come in Figura 1. Si consideri valida l’approssimazione dello spessore del disco ad uno spessore medio come da disegno (������������ ������������������������������������������������������������ =14 mm). Nota. Il sistema di alimentazione del getto non è rappresentato in figura ma include due materozze cieche ciascuna di volume ������������ ������������=1,5⋅10 5 ������������������������ 3 e posizionate in modo che l’altezza finale di colata sia 100 mm. a) Si deve accoppiare il disco con un albero di diametro contenuto nell’intervallo [40,028;40,044]mm. Ricavare l’interferenza massima con un foro H7. b) Si chiede di calcolare il modulo termico del disco. c) Si supponga che il volume del disco sia ������������ QUESITO DEFORMAZIONE Un’azienda che produce profilati tramite estrusione vuole conoscere alcune proprietà di un particolare tipo di ottone che vorrebbe iniziare a lavorare. Ne viene quindi commissionata la caratterizzazione a un laboratorio di metallurgia. In particolare, vengono richieste la durezza Brinell, il modulo elastico a freddo e la forza necessaria in una lavorazione di estrusione a caldo. a) Viene effettuata una prova di durezza con metodo Brinell. Si utilizza come indentatore una sfera di diametro ������������ ������������=10 mm. Si applica un carico ������������=14,715 kN e si ottiene nel campione in ottone una impronta di diametro ������������ Tecnologia Meccanica e Qualità Matricola Cognome Nome Data 10/07 /2019 Note: x NC* = Non compilare. Spazio riservato alla correzione. x Indicare sul foglio di consegna: Nome, Cognome, Matricola; x Non è consentito utilizzare libri o dispense; x È consentito esclusivamente l’uso del formulario e delle tabelle ufficiali del corso; x Riportare in penna tutti i risultati numerici richiesti e consegnare solo il presente foglio; x Svolgimento 1h 30min oppure 1,5 ore QUESITO FONDERIA (8 punti) Punti Valore Unità di misura NC* DOMANDA A Interferenza massima 1 DOMANDA B Modulo termico 2,5 DOMANDA C Velocità media di colata 1,75 Sezione di strozzatura 1,75 Tempo di riempimento effettivo 1 QUESITO QUALITÀ (7 punti) Punti Valore Unità di misura NC* DOMANDA A Carta ������������ �: LCS 0,5 Carta ������������ �: LCI 0,5 Carta R: LCS 0,5 Carta R: LCI 0,5 DOMANDA B Tempo medio prima di un allarme 1 DOMANDA C Numero medio di campioni prima di un falso allarm e 2 DOMANDA D Limite di specifica superiore 1 Limite di specifica inferiore 1 QUESITO DEFORMAZIONE (7 punti) Punti Valore Unità di misura NC* DOMANDA A Profondità dell’impronta 1 Durezza Brinell 1 DOMANDA B Deformazione ingegneristica 1 Sforzo ingegneristico 1 Modulo di Young 1 DOMANDA C Rapporto di estrusione 1 Forza di estrusione 1 QUESITO ASPORTAZIONE (8 punti) Punti Valore Unità di misura NC* DOMANDA A Forza di taglio 2 DOMANDA B Durata ottima 1 Velocità di taglio 1 DOMANDA C Numero di giri, prima passata 0,5 Numero di giri, seconda passata 0,5 Durata della lavorazione 1,5 Numero di cambi utensile 1,5 Essendo ������������=������������ ������������/2 , si ottiene da tabella ������������=0,0048 (per approssimazione al valore più vicino), da cui ������������������������������������( ������������ 0)= 1 ������������= 1 0,0048 =208,33. d) Limiti di specifica Sono dati ������������=8,43 mm e ������������=2,2 mm. Inoltre, la probabilità di ottenere non conformi è ������������=840 ppm∙10 −6 = 0,00084. Considerando dei limiti di specifica simmetrici rispetto alla media, ������������ ������������=������������ ������������= ������������ 2=0,00042, si ha: ������������ ������������=1−Φ������������� ������������������������−������������ ������������ �=0,00042 ������������ ������������=Φ������������� ������������������������−������������ ������������ �=0,00042 Si ricava, da tabella: ������������������������������������−������������ ������������ =3,34 (corrispondente a Φ( z) =1−������������ ������������=0,99958) da cui ������������������������������������=15,778 mm ������������������������������������−������������ ������������ =−3,34 (corrispondente a Φ( z) =������������ ������������=0,00042) da cui ������������������������������������=1,082 mm QUESITO DEFORMAZIONE a) Prova di durezza. La profondità di indentazione nelle prove di Brinell si calcola come: ℎ������������=1 2 · ������������� ������������−� ������������ ������������2 − ������������ ������������2� =1 2 · �10−� 10 2−4,25 2�=0,474 mm La superficie della cavità che la sfera genera nel campione di ottone (in millimetri quadrati). S si calcola come: ������������=������������ ·������������ ������������·ℎ ������������=������������∙10∙0,474=14,892 mm 2 Si può dunque calcolare la durezza. ������������������������ ������������������������������������������������������������������������ =0,102∙������������ ������������ =0,102∙1000 ∙14,715 14,892 =100,79 HB b) Prova di trazione in campo elastico. La deformazione ingegneristica al limite di proporzionalità si calcola come: ������������ ������������=������������ −������������ 0 ������������0 =∆ ������������ ������������ 0=240 120∙1000 =0,002 Lo sforzo ingegneristico al limite di proporzionalità si calcola come: ������������ ������������=������������ ������������ 0=������������ ∙1000 ������������∙������������ 2 4 � =15, 7∙1000 ������������∙10 2 4 � = 199,90 MPa Infine, il modulo di Young si calcola come: ������������=������������ ������������ ������������������������∙ 1000 =199 ,90 0,002∙1000 =99,95 GPa