Tema n. 1 - Università di Modena e Reggio Emilia Notizie on-line

ESAME DI STATO PER L’ABILITAZIONE ALLA PROFESSIONE
DI INGEGNERE – Ia SESSIONE 2009
prova scritta riservata ai possessori di una laurea
in ingegneria (ante DM 509/99)
Tema n. 1
Una società di distribuzione organizza la propria logistica su tre livelli operativi, vale a dire l’ufficio
acquisti centralizzato, alcune piattaforme logistiche e la rete dei negozi:
▪
L’ufficio acquisti riceve le richieste di rifornimento da parte delle piattaforme e le aggrega in modo da
emettere ordini di acquisto verso i fornitori che diano significative economie di scala (essendo il prezzo
unitario del bene acquistato decrescente al crescere dei volumi).
▪
Ciascuna piattaforma logistica ha il compito di rifornire il sottoinsieme dei negozi che si trovano nella
stessa regione geografica. La piattaforma immagazzina i prodotti che gestisce, riceve le richieste dai
negozi ed organizza di conseguenza il giro delle consegne.
▪
Il singolo negozio tiene sotto controllo le scorte dei prodotti che vende. Quando una scorta scende sotto
il livello di guardia, definito in funzione della natura stessa del prodotto e dell’andamento dei consumi,
allora il negozio emette una richiesta di rifornimento alla sua piattaforma.
Allo scopo di gestire l’intero sistema, fornendo le rispettive funzionalità agli attori che operano a ciascuno
dei tre livelli, la società ha incaricato la tua software house di progettare e realizzare un adeguato sistema
informatico naturalmente accessibile via web.
Il candidato è invitato a dettagliare e ad integrare queste specifiche a suo piacimento ipotizzando, in
particolare, i profili d’utente che operano in quel dominio applicativo. Si richiede poi di:
a) Delineare l’organizzazione del sistema informativo indicando le tipologie di dati e la loro dinamica, gli
scenari operativi più significativi, le principali funzionalità che il sistema deve offrire, la possibilità di
utilizzare tali funzionalità in combinazione.
b) Delineare l’architettura generale dell’impianto che può supportare questa applicazione indicando il
numero, il tipo e la configurazione dei processori utilizzati, le modalità di interconnessione, gli ambienti
operativi e di sviluppo ritenuti più idonei per questo tipo di applicazione.
c) Approfondire e dettagliare uno degli aspetti di questo progetto, sia esso relativo all’organizzazione del
sistema informativo o all’impianto informatico, scegliendo fra quelli che meglio possono rappresentare
la propria preparazione ed esperienza professionale.
Tema n. 2
Con riferimento al circuito in figura in cui:
VCC=6V; VTN=-VTP=2V; KP1=0.1 mA/V2 ; KP2= 0.1 mA/V2; KP3= 30 mA/V2 ;
1) Calcolare il punto di lavoro di ciascun MOS. Si consideri Vin=0V.
2) Si calcoli il guadagno ai piccoli segnali Vout/Vin nel caso in R5 sia infinita. Si considerino C1 e C5
come dei cortocircuiti.
3) Dimensionare R5 in modo che il guadagno Vout/Vin sia uguale a 4. Si considerino C1 e C5 come
dei cortocircuiti.
4) Calcolare la resistenza d’uscita dell’amplificatore utilizzando per R5 il valore calcolato
precedentemente.
5) Tracciare il diagramma di Bode (modulo e fase) della funzione di trasferimento Vout/Vin con il
valore di R5 calcolato precedentemente. Si deve tener conto di C1 e C5, ovvero non possono esser
sostituiti con dei corto-circuiti.
6) Progettare una rete di feed-back passiva (si possono utilizzare capacità e/o induttanze e/o resistenze)
da sostituire alla serie di R5 e C5 in modo da trasformare l'amplificatore in un oscillatore a 30kHz
Tema n. 3
Nel progetto di un sistema di comunicazione, per collegare due stazioni di terra è utilizzato come transponder
un satellite in orbita geostazionaria. Si considerino le seguenti specifiche:
Il segnale utile a(t) da trasmettere è rappresentato da un segnale video analogico di banda Ba  8MHz e
fattore di picco ka2 
aM2
 10 , dove aM è la massima ampiezza di a(t) e Pa è la sua potenza media.
Pa
Le modulazioni disponibili sono due:
(i)
una modulazione analogica FM con indice di modulazione 3
(ii)
una modulazione numerica M -QAM, con M 4 e filtri di trasmissione e di ricezione aventi
risposta in frequenza
1

T | fT |
P f   
2
0,
altrove
dove T è l’intervallo di segnalazione. Si ipotizzino sincronismi di clock e frequenza ideali e codifica di
Gray. Si noti che nel caso della modulazione QAM il segnale a(t) è prima convertito in numerico mediante
codifica PCM con quantizzazione uniforme a N 8 bit.
La stazione di terra trasmittente, alla distanza R1  36000km dal satellite, emette mediante una antenna di
guadagno GTT 50dB un segnale di potenza PT 100W, alla frequenza portante f0 3GHz
L’antenna di ricezione del satellite ha temperatura equivalente TaS 50°K e guadagno GRS 20 dB,
mentre quella di trasmissione ha guadagno GTS 20 dB. Il transponder del satellite può schematizzarsi come
un amplificatore di guadagno di potenza disponibile GS 100 dB costante sulla banda centrata su f0 e avente
cifra di rumore FS 10 riferita a TaS.
Per la stazione di terra ricevente, posta alla distanza R2  R1  36000km dal satellite, l'antenna di
ricezione ha guadagno GRT 50 dB e temperatura equivalente TaT 5°K , mentre il ricevitore di tipo
supereterodina (sintonizzato sulla frequenza RF f0 e con frequenza IF pari a fIF 70 MHz) ha guadagno di
potenza disponibile complessivo (tenendo conto degli stadi sia RF che IF) uguale a GT 70 dB costante
sulla banda e cifra di rumore FT 2 riferita a TaT.
Nell’ipotesi che tutti gli stadi abbiamo terminazioni adattate e che i sistemi di trasmissione FM e QAM
abbiano identica banda trasmessa:


1. Si determini lo schema complessivo di entrambi, illustrando le principali caratteristiche dei blocchi che li
compongono.
2. Si determini il rapporto segnale-rumore SNRu relativo al segnale di uscita ât  che i due sistemi proposti
forniscono alla loro uscita, giustificando le eventuali approssimazioni adottate.
3. Si discuta se è possibile aumentare il valore di SNRu per i due sistemi proposti, agendo separatamente o in
modo congiunto sul valore di potenza trasmessa PT , sul numero di bit di quantizzazione N , sul numero di
livelli M , a parità del valore di banda RF occupata.
Tema n. 4
L’azienda Alfa è impegnata in un processo di riprogettazione delle proprie linee di assemblaggio. A
tal fine, si richiede al candidato di fornire delle soluzioni di dimensionamento ad uno dei casi di
studio in corso di risoluzione. Si richiede, in particolare, di proporre soluzioni alternative di
dimensionamento di linee di montaggio che saranno costituite da postazioni di lavoro manuali e
postazioni di lavoro automatizzate integrate tra loro, creando così delle isole di lavoro
semiautomatiche, inserite in linee a cadenza imposta.
Si deve assemblare il prodotto mostrato di seguito :
Figura 1: Prodotto da assemblare – complessivo e vista esplosa
I tempi di esecuzione delle attività di assemblaggio, che rispettano il diagramma delle precedenze
riportato in figura 2, sono riportati in tabella 1.
Figura 2: Diagramma delle precedenze delle attività di montaggio.
ATTIVITA’
attività 1
attività 2
attività 3
attività 4
attività 5
attività 6
attività 7
attività 8
attività 9
attività 10
attività 11
attività 12
attività 13
attività 14
attività 15
attività 16
attività 17
attività 18
attività 19
attività 20
attività 21
attività 22
attività 23
TEMPO MEDIO di
ESECUZIONE
(centesimi di minuto)
52
67
59
52
58
48
57
57
70
75
76
62
81
62
48
25
36
44
37
78
45
53
26
DEVIAZIONE
STANDARD
(centesimi di minuto)
2,28
2,58
2,42
2,28
2,40
2,19
2,38
2,38
2,64
2,73
2,75
2,48
3,4
1,8
2,7
3,1
1,5
1,6
2,8
2,6
1,9
2,1
0,8
Tabella 1: Valore medio e deviazione standard dei tempi di esecuzione delle attività di montaggio
nel caso di studio proposto.
1. Ipotizzando un costo orario della manodopera di 18 euro/ora e un costo di completamento
fuori linea maggiore del 50% rispetto all’equivalente attività in linea, si richiede al candidato
di effettuare il bilanciamento della linea, considerando una produttività richiesta Q di 28
pezzi/ora.
2. Per la soluzione di bilanciamento proposta, si richiede inoltre di:
a. determinare il costo unitario per la produzione in linea
b. determinare il costo unitario per il completamento fuori linea
c. determinare il costo unitario totale
d. realizzare la rappresentazione grafica della linea
e. valutare tempi di ciclo alternativi, determinando, nell’intorno della soluzione
proposta, delle nuove soluzioni in grado di saturare meglio le risorse a disposizione
e, quindi, garantire minori costi unitari. I risultati raggiunti serviranno a indirizzare
l’ufficio commerciale nella definizione delle strategie adottabili nelle campagne di
vendita.
3. Ipotizzando che le attività 13, 14, 15, 16, 17 possano essere realizzate, anziché con un
operatore, mediante l’introduzione di una postazione di lavoro automatizzata, determinare la
nuova soluzione di bilanciamento. In particolare, alla linea si richiede la medesima capacità
produttiva Q richiesta al punto 1 (28 pezzi/ora). I nuovi tempi di esecuzione delle attività
sono riportati nella tabella 2.
4. Per la soluzione proposta al punto 3, si richiede di realizzare le medesime valutazioni
eseguite al punto 2, considerando che la postazione automatizzata ha un costo maggiore del
130% rispetto a una postazione manuale.
ATTIVITA’
attività 13
attività 14
attività 15
attività 16
attività 17
TEMPO ESECUZIONE
MEDIO
(centesimi di minuto)
61
48
35
20
25
DEVIAZIONE
STANDARD
(centesimi di minuto)
-
Tabella 2: Valore medio e deviazione standard dei tempi di esecuzione delle attività di
assemblaggio eseguibili nella nuova postazione automatizzata.
Tema n. 5
International Design S.p.A.
Dopo una rapida crescita del giro di affari nel corso dei precedenti anni, nella primavera del
2008 si prospettava ancora una volta, per l’impresa International Design S.p.A., un ulteriore
aumento delle vendite. Per riuscire a finanziare questa crescita e ottenere uno sconto
significativo sulle merci acquistate, l’impresa cercò di ottenere un prestito bancario
addizionale di 200.000€. L’impresa si era già indebitata per 50.000€ con la Banca di Modena,
l’ammontare massimo concesso da questa piccola banca locale. Era pertanto necessario
cercare altrove ulteriori fonti di finanziamento. Attraverso un amico che conosceva uno dei
dirigenti di una grande banca cittadina, la Banca Nazionale dell’Emilia Romagna, l’ing.
Rossi, l’unico proprietario della International Design S.p.A., riuscì a ottenere un incontro con
il dirigente per presentare la richiesta di finanziamento. L’ufficio preposto alla concessione
dei finanziamenti della Banca Nazionale dell’Emilia Romagna avviò pertanto il processo di
valutazione del merito di credito dell’impresa per stabilire se concedere o meno il prestito.
La International Design S.p.A. venne fondata nel 1998 come partnership tra il l’ing. Rossi e
Silvio Merola, il cognato di Rossi. Sei anni dopo, il primo gennaio 2005, Rossi acquisì la
quota di Merola e divenne l’unico proprietario dell’impresa. L’attività era localizzata nella
periferia di una grande città del nord-est. Il terreno e le parti annesse erano presi in leasing da
un’impresa ferroviaria. I termini contrattuali tra le due imprese permettevano a entrambe le
parti la cancellazione del rapporto a fronte di un preavviso di 30 giorni. L’impresa aveva
costruito due capannoni di metallo, facilmente smontabili e rimuovibili. Le attività erano
limitate alla distribuzione all’ingrosso a piccoli rivenditori locali di legno compensato,
pannelli, telai e serramenti. Il credito concesso ai clienti prevedeva una dilazione di 60 gg. con
possibilità di ottenere uno sconto dell’1% se il pagamento fosse avvenuto entro 30 gg. I
volumi di vendita erano stati raggiunti grazie a un’aggressiva strategia di competizione sui
prezzi, resa possibile da un attento controllo dei costi (di quelli operativi in particolare)
dall’acquisto in grandi quantità di materiale pagati molto rapidamente per usufruire di
sostanziali sconti e dal buon livello di servizio che l’ammontare delle scorte rendeva
possibile. Quasi tutto il legno compensato e i telai, che ammontavano rispettivamente al 40%
e al 20% dei ricavi, erano utilizzati per lavori di riparazione. Circa il 55% del fatturato era
realizzato nel periodo Marzo-Agosto. Non veniva impiegato personale di vendita. Gli ordini
erano infatti tutti raccolti per telefono dal proprietario. I conti economici operativi del triennio
2005-2007, oltre a quello del primo trimestre del 2008, sono riportata in Figura 1. L’ing.
Rossi era un uomo di 39 anni pieno di energia che lavorava molte ore al giorno, occupandosi
non solo della gestione, ma anche di buona parte del lavoro amministrativo. Un aiuto
sostanziale era fornito da un assistente che, nelle parole di un agente della Banca Nazionale
dell’Emilia Romagna, “potrebbe svolgere quasi tutto quello che l’ing. Rossi fa nell’impresa”.
L’ing. Rossi aveva l’abitudine di pagare i costi sindacali e previdenziali dei suoi dipendenti.
In aggiunta, al termine di ogni anno distribuiva loro alcuni premi. Nel 2007, i bonus concessi
ammontavano al 40% degli stipendi annui.
Nell’ambito dell’istruttoria condotta, la Banca Nazionale dell’Emilia Romagna aveva
intervistato alcune imprese clienti e fornitori dell’ing. Rossi. Il manager di uno dei principali
fornitori, la Hardware srl, aveva risposto:
“Il suo stile conservativo di gestire gli affari ci piace. Non ha sprecato i suoi soldi in
investimenti sproporzionati in impianti. I suoi costi operativi sono bassi quanto è possibile.
Ha il controllo personale di ogni aspetto del suo business, ha buon senso e un’attitudine a
lavorare sodo come nessun altro abbia mai conosciuto. Questo gli garantisce un’eccellente
rotazione delle rimanenze e per quanto sappia mantiene uno stretto controllo dei suoi
crediti”.
Tutte le comunicazioni inviate alla banca riportavano giudizi simili. In aggiunta al business
nel settore del legno l’ing. Rossi era proprietario, insieme alla moglie, di un immobile
costruito nel 1992 e ipotecato per 75.000€, che era costato 140.000€. Aveva anche
un’assicurazione sulla vita del valore di 50.000€ che poteva essere riscossa dalla moglie.
Infine la signora Rossi possedeva personalmente la metà di un immobile del valore di
48.000€. La banca aveva prestato particolare attenzione alla posizione debitoria del
proprietario e all’indice di liquidità dell’impresa. Era inoltre dell’opinione che i prodotti
dell’azienda potessero essere collocati facilmente sul mercato e riteneva che le prospettive di
ricavo fossero favorevoli. Il controller della banca aveva sottolineato:
“Abbiamo stimato che i volumi di vendita dovrebbero essere dell’ordine dei 2,8-2,9 milioni
di € nel 2008. Il tasso di rotazione delle rimanenze è alto e le perdite per crediti in sofferenza
sono state abbastanza limitate nel corso degli ultimi anni”.
Gli stati patrimoniali dell’azienda al 31 dicembre 2005, 2006, 2007 e al primo trimestre 2008
sono riportati in Figura 2. La banca aveva saputo da un’altra impresa del settore di che i
termini abituali di dilazione concessa dai fornitori erano di 30 giorni dalla data di consegna,
con uno sconto significativo del 2% se il pagamento fosse avvenuto entro 10 gg dalla
consegna. L’ing. Rossi pensava di utilizzare il nuovo prestito di 200.000 € della banca per
ricondurre la dilazione di pagamento verso fornitori a 10 gg. e potere, in tal modo,
beneficiare di uno sconto del 2% sugli acquisti facendo così crescere così il suo business.
Domande
Quale strategia segue la. International Design S.p.A.? Su quali fattori competitivi l’ing. Rossi
ritiene di: realizzare le proprie vendite; tenere bassi i costi; ottenere un ritorno adeguato
sull’investimento in attività? Descrivete questa strategia.
Quanto è stato efficace l’ing. Rossi nel mettere in pratica la strategia sopra descritta? Si
utilizzino opportuni indicatori per rispondere a questa domanda.
Si calcoli come è cambiata la posizione economico finanziaria dell’impresa ricorrendo ai
principali indici di redditività del capitale e quelli operativi e finanziari (ROE, condizioni di
incasso e pagamento, rotazione delle rimanenze, margine lordo % etc.)?
Come ha finanziato Rossi il suo business nel triennio 2005-2007? Come ha impiegato le fonti
finanziarie ottenute nel triennio? Redigete a tale scopo il rendiconto dei flussi di cassa.
Se foste i manager della banca, concedereste all’ing. Rossi il prestito che ha richiesto? Si
calcolino a tale scopo il conto economico e lo stato patrimoniale prospettici per l’esercizio
2008, ipotizzando che il livello di liquidità al 31/12 sia pari a 3.000 €, che l’impresa investa
altri 3.000€ in immobilizzazioni tecniche e che la quota di ammortamento del 2008 sia di
4.000€.
Il prestito richiesto di 200.000€ è sufficiente a finanziare il programma previsto dall’ing.
Rossi?
Quali cambiamenti suggerireste all’ing. Rossi nella strategia operativa e finanziaria?
Figura 1
INTERNATIONAL DESIGN S.p.A.
Conti economici esercizi 2005,2006,2007 e primo trimestre 2008 (in migliaia di €)
Ricavi netti
Costo dei beni venduti:
Rimanenze iniziali
più: Acquisti
Beni disponibili per la vendita
meno: Rimanenze finali
Costo dei beni venduti
Margine lordo
Costi operativi di periodo
Risultato operativo
più: sconti su acquisti
meno: sconti a clienti
Risultato ante imposte
Imposte
Risultato netto
meno: dividendi
Aumento riserve di utili
2005
2006
Primo
trimestre
2007
2008
1.481
1.830
2.358
621 (*)
222
1.222
1.444
194
1.250
231
75
156
9
33
132
57
75
0
75
194
1.748
1.942
368
1.574
256
109
147
9
42
114
48
66
0
66
368
2.102
2.470
409
2.061
297
146
151
11
57
105
44
61
20
41
409
632
1.041
497
544
77
41 (**)
36
1
15
22
9 (***)
13
5
8
(*) Nel primo trimestre del 2007 i ricavi netti erano stati 504.000 € e il risultato netto era stato 25.000 €. La stagionalità
mensile delle vendite è costante negli ultimi anni.
(**) Si tratta di costi sostanzialmente variabili con i ricavi, a esclusione degli ammortamenti. Gli ammortamenti sono pari a
2.000 € nel 2005; 3.000 € nel 2006; 4.000 nel 2007; 1.000 nel primo trimestre 2008.
(***) Valore stimato sulla base dell'aliquota % di imposta sul reddito imponibile.
Figura 2
INTERNATIONAL DESIGN S.p.A.
Stati patrimoniali al 31/12/2005,2006,2007 e al 31/3/2008 (in migliaia di €)
Primo
trimestre
2007
2008
2005
2006
ATTIVITA'
Cassa e liquidità
Crediti commerciali (al netto del fondo svalut.)
Rimanenze
Ratei e risconti attivi
Attività correnti
Immobilizzazioni tecniche (al netto fondo amm.to)
Totale attività
3
114
194
5
316
22
338
3
153
368
6
530
23
553
3
230
409
10
652
25
677
4
256 (*)
497 (**)
8
765
24 (***)
789
PASSIVITA'
Debito verso erario
Debiti a breve verso banche
Cambiali passive commerciali
Debiti verso dipendenti
Debito verso fornitori
Debito a breve finanziario verso Smith
Totale passività (a breve)
57
0
0
0
115
53
225
48
0
0
0
298
8
354
44
43
0
0
350
0
437
9
50
47 (****)
10 (*****)
421
4 (******)
541
CAPITALE NETTO
Capitale sociale
Riserve di utili
Totale capitale netto
PASSIVITA' + CAPITALE NETTO
38
75
113
338
58
141
199
553
58
182
240
677
58
190
248
789
(*) Comprende 10.000 € concessi a Hardware Company
(**) In quanto attività di natura operativa sono proporzionali ai ricavi
(***) Si ipotizzi che nei 9 mesi residui del 2008 siano effettuati investimenti in immobilizzazioni tecniche per 3.000 €.
(****) Da pagare entro il 2008 senza prevedere ulteriori sottoscrizioni
(*****) Debito atipico per bonus non ancora pagati, da estinguere entro il 2008
(******) Da estinguere entro il 2008
9
Tema n. 6
Si definisca il progetto di una motopompa, costituita da una pompa centrifuga monostadio collegata
tramite frizione ad un motore a combustione interna a quattro tempi ad accensione spontanea
(Diesel). Il rapporto di trasmissione tra motore e pompa è unitario.
Vengono assegnati i seguenti dati:
 Portata (Q), prevalenza (H), rendimento idraulico (i ) e meccanico (m ) della pompa in
condizioni nominali
 Velocità di rotazione del motore (n), rapporto di compressione (r), indice d’aria (), dosatura
stechiometrica (s), potere calorifico inferiore (Ki), consumo specifico (Cs), rendimento
volumetrico (v)
Q
H
i
m
n
r

s
Ki
Cs
v
500
24
0.74
0.92
2800
21.0
1.90
14.50
42000
270.00
0.88
Siano noti anche i seguenti dati:
(aria)
cv(aria)
cp(aria)
(aria)
T1
p1
R
l/min
m
giri/min
kJ/kg
g/kWh
-
1.18
1003.62
1344.8508
1.34
293
1
0.287
Kg/m^3
J/KgK
J/KgK
K
bar
KJ/KgK
Si richiede di calcolare:
1. La potenza assorbita dalla pompa in condizioni nominali
2. Il rendimento globale del motore;
3. La cilindrata richiesta per trascinare la pompa;
4. La pressione media effettiva del motore;
5. La massa di combustibile iniettata per ciclo
Ipotizzando che il funzionamento del motore sia rappresentato da un ciclo termodinamico Sabathé
con gas ideale (calori specifici costanti), nel quale metà il 40% della combustione avviene a volume
costante e il rimanente 60% a pressione costante, si calcolino:
1. Pressione e temperatura a fine compressione
2. Pressione e temperatura massime nel ciclo
3. Pressione e temperatura a fine espansione
4. Rendimento termodinamico del ciclo
10
5. Temperatura media di uscita dei gas di scarico, immediatamente a valle della valvola
Supponendo che la potenza termica da smaltire per raffreddare il motore sia pari ad un terzo della
potenza effettiva sviluppata, che il motore sia raffreddato a liquido tramite una miscela 50-50 di
acqua ed etile glicolico (=1017 kg/m3 e cp=3370.37 J/kgK), e che il refrigerante subisca un
aumento di temperatura tra ingresso e uscita motore pari a 6.5 gradi, si calcoli:
1. La portata di fluido refrigerante
Si consideri infine una pompa centrifuga monostadio di cui sono noti il raggio di ingresso girante
R1, il raggio di uscita girante R2, la superficie (considerata costante) di passaggio del fluido nei
condotti interpalari S.
R1
66
mm
R2
9.9
mm
S
2400
mm2
Si calcolino, in condizioni di perdite nulle:
1. L’angolo di inclinazione delle pale beta2
2. Le componenti di velocità all’ingresso e all’uscita della girante (disegnare in scala)
Si effettui infine il disegno della pompa.
11
Tema n. 7
Si consideri la puleggia di figura, da collegare attraverso chiavetta ad un albero di diametro 50mm.
Dopo aver dimensionato la sede per chiavetta, si considerino le problematiche produttive per la
fabbricazione del prodotto in acciaio AISI304L (X2CrNi1811) attraverso forgiatura in stampo
chiuso.
In particolare, si richiede al candidato di:
1) Scegliere il piano di bava e determinare le dimensioni del grezzo, fornendone un disegno
quotato;
2) Determinare le dimensioni della cavità da realizzare nello stampo, fornendone un disegno
quotato particolareggiato e giustificando le scelte tecnologiche;
3) Dimensionare il canale di bava;
4) Dimensionare il massello a temperatura ambiente;
5) Stimare la forza necessaria ad eseguire la lavorazione con una pressa la cui velocità è di 600
mm/s.
Il candidato può eventualmente proporre una soluzione produttiva alternativa per la realizzazione
del componente, sviluppando la soluzione proposta nei dettagli.
Il candidato consideri poi la fase di lavorazione alle macchine utensili del pezzo stampato,
schematizzando sinteticamente il ciclo di lavorazione.
In particolare, si sviluppi nel dettaglio la fase di tornitura cilindrica in corrispondenza del diametro
200mm, sviluppando i seguenti aspetti:
6) Impostare i parametri di taglio da utilizzare;
7) Calcolare il tempo di lavorazione;
8) Se i coefficienti della legge di Taylor per l’utensile utilizzato sono n=0.3 C=300, per
velocità di taglio espresse in m/min e tempi in minuti, calcolare quanti pezzi si possono
lavorare prima di dover cambiare utensile.
9) Calcolare la forza e la potenza di taglio nelle condizioni considerate. Nel caso si voglia
ricavare la pressione di taglio dallo spessore indeformato del truciolo, utilizzando la formula
K s  K s 0  h0 z
si adottino i coefficienti Ks0=2300 MPa, z=0.16.
In alternativa, proporre una qualunque altra formula per il calcolo della pressione di
taglio per gli acciai.
12
13
Tema n. 8
Il candidato provveda ad analizzare il ciclo di fabbricazione per contornatura per l’oggetto il cui
disegno approssimativo è mostrato in Fig. 1 dove la parte tratteggiata indica il materiale da
asportare.
Fig. 1: la parte tratteggiata indica l’estensione della parte da asportare.
Si supponga di contornare il pezzo utilizzando un utensile per fresatura periferica a 4 denti avente
diametro esterno D = 30 mm. Il materiale è acciaio parzialmente legato con carico di rottura di 900
MPa.
Tab. 1, avanzamenti consigliati
Il consumo del tagliente avviene secondo la retta di Taylor di coefficienti: n = 0.28; C = 520. Il
costo orario della macchina contornatrice è fissato in 50 euro/ora. Il costo di riaffilatura di un
tagliente è pari a 4 euro ed il tempo di affilatura di 5 minuti. Il tempo inattiva comprensivo di
carico/scarico pezzo è fissato in 0.5 min/pz.
Il candidato provveda, con i dati forniti, alla stesura di un part program di contornatura in
linguaggio ISO e alla determinazione della velocità di taglio teorica di massima economia.
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