10 Conclusioni e sviluppi futuri
10 Conclusioni e sviluppi futuri
10.1 Conclusioni
Lo scopo principale di questa ricerca era valutare le prestazioni di vita a fatica della lavorazione di tornitura con gli utensili innovativi in materiale ceramico e CBN. I primi 7 provini, serie P, erano affetti da un indesiderato strato superficiale amorfo (white layer) che come previsto ha determinato una consistente riduzione della vita rispetto a quelli delle serie precedenti, anche se in maniera diversa a secondo del livello di
tensione. E’ stato inoltre notato un considerevole aumento della dispersione dei risultati, probabilmente imputabile alla variabilità e alla discontinuità dello strato amorfo che quindi poteva o meno interessare le parti più sollecitate del provino. La sua presenza quindi è risultata in definitiva estremamente indesiderabile. I successivi provini, serie dalla A alla H hanno invece dimostrato un comportamento molto migliore a 1100 MPa, sia rispetto ai provini P sia rispetto a quelli testati nella campagna di prove precedente. A 1050 MPa invece le prestazioni di questo tipo di tornitura sono molto inferiori rispetto a quelle ottenute con gli utensili tradizionali. Le varie serie dalla A alla H si equivalgono praticamente tra loro come prestazioni, a parte la serie E che ha rivelato scarse prestazioni a 1100 MPa. La causa di questa anomalia potrebbe essere spiegata dal valore molto elevato delle tensioni residue superficiali presenti in questo provino, le più elevate tra quelle misurate; raggiungono infatti i 1229 MPa.
Durante lo svolgimento delle prove si sono verificati alcuni problemi, che comunque sono stati risolti. Il primo riguardava l’asimmetria delle mazzette dei provini, che hanno dovuto essere spianati mediante rettifica. Per eliminare gli effetti indesiderati di questa lavorazione inoltre si è dovuta studiare e soprattutto applicare una procedura di
lucidatura manuale profonda , che asportasse 50 μm di materiale dalla superficie. La concentrazione di tensione dovuta a questo difetto è stata provata e quantificata con una analisi con elementi finiti, che ha spiegato le rotture anomale di questi provini.. Altri problemi sono nati dal banco di prova, che entrava in allarme per superati limiti di
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spostamento senza che il provino si fosse rotto o spostato, probabilmente a causa di qualche interferenza elettronica, sbalzo di tensione o falso contatto. Per rimediare a questo si sono cambiate le impostazioni del software in modo che il banco entri in allarme solo se il provino è effettivamente rotto, e anche se non fosse rotto non ne provochi la rottura statica in modo da poter riprendere la prova. Per limitare al minimo gli errori di misura delle dimensioni della sezione resistente dei provini si è messo a punto un sistema di misura tramite dei sensori laser, che ha richiesto la progettazione di parte dell’hardware necessario e di un apposito software per l’acquisizione di dati tramite computer. Infine si è svolta una ricerca teorica con analisi agli elementi finiti in campo elastoplastico per calcolare gli effetti sulla concentrazione di tensione di
fresature con varie proporzioni. Rispettando i vicoli tecnologici per asportare un difetto profondo 100 μm si può arrivare ad un Kt di 1,07.
10.2 Possibili sviluppi futuri
Per quanto riguarda la tornitura sarebbe opportuno eseguire delle ulteriori analisi delle superfici e studi sulla meccanica del taglio degli utensili, compresi quelli del batch 1, per cercare delle spiegazioni fisiche per il comportamento delle diverse serie di provini. Inoltre potrebbe risultare interessante eseguire delle prove pratiche sugli effetti
dell’asportazione di difetti con impronte allungate. Oltre al fattore di concentrazione delle tensioni è importante anche la finitura della superficie delle impronte, quindi bisognerebbe anche studiare dei sistemi per un loro adeguato trattameento.
