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4 L’asportazione di truciolo Queste zone sono state osservate per tutte le prove realizzate e a tutte le velocità di taglio considerate. È importante notare come nella zona I) l’alta temperatura che si sviluppa nella lavorazione porti a fusione la polvere, che si addensa sulla superficie del materiale o su quella dell’utensile, formando un cluster; nel caso in cui questo rimanga fissato alla superficie del materiale lavorato si avrà una qualità del foro fortemente rovinata. Nella Figura 4.4 si possono osservare le forme del foro ottenute per entrambe le tipologie di meccanismo di formazione del truciolo. In Figura 4.5 vengono rappresentati tutti i risultati delle prove di foratura, sia per la forza (Figura 4.5a) che per la coppia (Figura 4.5b), al variare della velocità di avanzamento e per tutte le velocità di taglio considerate. I dati sperimentali sono suddivisi in due regioni a seconda del meccanismo di formazione del truciolo osservato. Si può notare come il meccanismo di formazione del truciolo influenzi le variazioni di forza e coppia con la velocità di avanzamento. Thrust Thrust [N] [N] 30 25 20 15 I II 10 1500 5 2500 0 Drilling speed [rpm] 3500 0 50 100 150 200 250 Feed rate [mm/min] Figura 4.5: Risultati delle prove di foratura: forza (a) e coppia (b); dipendenza dalla velocità di avanzamento a tutte le velocità di taglio; forma del truciolo per le due tipologie di meccanismi di formazione. I grafici mostrati nella Figura 4.5 evidenziano che coppia e forza non aumentano sempre al crescere della velocità di avanzamento. Considerando la Figura 4.5a relativa all’andamento della forza, si può osservare che prendendo ad esempio le prove con velocità di taglio di 2500 rpm, a basse velocità di avanzamento la dipendenza forza- velocità di avanzamento è crescente con truciolo non continuo, mentre nel momento in cui la velocità di avanzamento è tale da generare truciolo continuo (zona II) si osserva una Torque Torque [Nm] [Nm] a) b) 0.16 0.12 0.08 I II 0.04 1500 2500 0.00 Drilling speed [rpm] 3500 0 50 100 150 200 250 Feed rate [mm/min] 190
4 L’asportazione di truciolo forza non più dipendente dalla velocità di avanzamento, in quanto la curva tende ad un plateau. Queste osservazioni sperimentali valgono non solo per le prove a velocità di 2500 rpm, ma anche per le altre velocità di taglio considerate, anche se il passaggio da truciolo discontinuo a continuo si presenta a diverse velocità di avanzamento. Considerando solamente parametri geometrici, la stessa forma del truciolo dovrebbe essere ottenuta agli stessi valori del rapporto velocità di avanzamento/velocità di taglio (mm/giro). La Figura 4.6 mostra come forza e coppia siano correlate con coefficiente di correlazione pari a 0.93. Pertanto ci si aspetta una simile dipendenza di forza e coppia dalla velocità di avanzamento. Torque [Nm] 0.2 0.1 Figura 4.6: Correlazione tra forza e coppia per tutte le prove di foratura. Per rappresentare forza e coppia in funzione della velocità di avanzamento sono state utilizzate le relazioni introdotte precedentemente da 0 ad un valore di soglia della velocità di avanzamento; al di sopra di tale valore è stato imposto un plateau in corrispondenza della formazione del truciolo continuo. Il confronto tra i risultati sperimentali e quelli teorici è mostrato nella Figura 4.7. 0 Drilling speed [rpm] 1500 2500 3500 R 2 = 0.93 0 5 10 15 20 25 30 Thrust [N] Il fitting di forza e coppia è stato realizzato con lo stesso valore del tempo caratteristico (pari a 270 s nelle condizioni di miglior fitting). Il tempo di interazione è un parametro di processo poiché è dato dal rapporto tra la profondità del foro (ovvero lo spessore della piastra) e la velocità di avanzamento. Ai termini ed (dipendenti dalla velocità di taglio) sono stati assegnati opportuni valori al fine di ottenere il miglior fitting. La Figura 4.7 mostra per la forza un buon accordo tra i valori teorici e sperimentali (assumendo come inizio del plateau una velocità di avanzamento per la quale il rapporto velocità di avanzamento/velocità di taglio sia pari a 0.03 mm/giro). Anche per la coppia è 191
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