Máquinas de Mandrinado Esenciales para Trabajo de Precisión en su Taller

Hay varios tipos de mandrinado. La barra puede soportarse en ambos extremos (solo si el agujero existente es pasante), o en un extremo (funciona para agujeros pasantes y ciegos). El mandrinado lineal (line boring) implica el primero. El mandrinado trasero (back boring) es el proceso de alcanzar a través de un agujero existente y luego mandrinar en el lado "trasero" de la pieza (relativo al cabezal).

Debido a limitaciones en diseño de herramienta porque la pieza rodea principalmente la herramienta, el mandrinado es inherentemente más difícil que el torneado, por la rigidez reducida del acoplamiento, mayores requisitos de ángulo de clearance (limitando soporte del filo) y dificultad de controlar la superficie resultante (tamaño, forma, rugosidad). Por eso el mandrinado se ve como área separada de práctica de mecanizado, independientemente del torneado, con sus propios trucos, retos y amplia experiencia, a pesar de ser idénticos en algunos aspectos.

La Primera Máquina de Mandrinado fue Inventada por John Wilkinson en 1775.

El mandrinado y torneado tienen contrapartes abrasivas en rectificado cilíndrico interno y externo. Cada proceso se selecciona según requisitos y parámetros de una aplicación particular.

Una Fresadora Horizontal de Mandrinado Mostrando Cabezal Grande y Pieza en Mesa.

Cabezal de mandrinado en cono Morse. Una barra pequeña se inserta en uno de los agujeros. El cabezal puede moverse izquierda o derecha con ligera gradación usando un tornillo, ajustando el diámetro del círculo por donde se mueve la punta, controlando así el tamaño del agujero, hasta 10 micrómetros, si todas las condiciones son buenas.

El proceso puede realizarse en varias máquinas-herramienta, incluyendo universales: tornos (centros de torneado) o fresadoras (centros de mecanizado) y en máquinas diseñadas para especialización en mandrinado: máquinas de mandrinado verticales (la pieza gira en eje vertical mientras el cabezal se mueve linealmente; esencialmente un torno vertical) y fresadoras horizontales de mandrinado (pieza en mesa mientras barra gira en eje horizontal; esencialmente fresadora horizontal especializada).

Máquinas de Mandrinado y Fresado

Las dimensiones entre elemento y herramienta pueden cambiarse en dos ejes para cortar vertical y horizontalmente en superficie interna. La herramienta suele ser de punta única, de acero rápido M2/M3 o carburo P10/P01. También puede hacerse agujero cónico girando el cabezal.

La máquina de mandrinado está disponible en muchos tamaños y estilos. Objetos pequeños pueden mandrinarse en torno, mientras objetos mayores en equipos de mandrinado. Las piezas típicamente tienen diámetro de 1 a 4 metros (3,3 a 13 pies) pero pueden llegar a 20 metros (66 pies). La demanda de potencia puede llegar a 200 HP (150 kW). La refrigeración ocurre a través de pasaje hueco en la barra, donde el refrigerante fluye libremente. Discos de aleación de tungsteno sellados en la correa contrarrestan vibración. Los sistemas de control pueden ser computarizados, permitiendo automatización y mayor consistencia.

Dado que el taladrado pretende reducir tolerancia a agujeros pre-existentes, hay consideraciones de diseño. Primero, longitudes de gran diámetro no son preferidas por deflexión de la herramienta. Luego, agujeros pasantes son preferidos sobre ciegos. Es mejor evitar superficies internas rotas donde herramienta y superficie tienen contacto discontinuo. La barra debe ser muy rígida.

Debido a estos factores, el taladrado y taladrado profundo son por naturaleza áreas difíciles que requieren herramientas y técnicas especiales. No obstante, tecnologías se han desarrollado para producir agujeros profundos con precisión impresionante. En la mayoría de casos, se relacionan con muchos puntos de corte, diametralmente opuestos, cuyas fuerzas de deflexión se anulan. Típicamente incluyen suministro de fluido de corte bombeado bajo presión a través de la herramienta a agujeros cerca de filos. Pistolas y cañones de taladrado son ejemplos clásicos. Estas técnicas, desarrolladas para producción de cañones y barriles de artillería, ahora se usan ampliamente en muchas industrias.

Varios ciclos de mandrinado constantes están disponibles en controladores CNC. Son subprogramas programados que mueven la herramienta por cortes sucesivos: cortar, retractar, avanzar, cortar, retractar, volver a posición inicial, etc. Se nombran con códigos G: G76, G85, G86, G87, G88, G89; y otros códigos menos comunes, específicos de diseñadores de control o máquinas.

Algunos piensan que el taladrado de máquina es lo mismo que taladrado, pero no necesariamente. El propósito del taladrado es agrandar el agujero en la pieza. El mandrinado no crea el agujero piloto inicial. Lo ensancha con precisión extraordinaria.

Si una empresa necesita crear un agujero con diámetro específico, puede usar mandrinado. Primero debe crear el agujero piloto, usualmente por taladrado. Tras crearlo, usa máquina de mandrinado. La broca entra en el piloto, forzándolo a agrandar al tamaño deseado.

Mandrinado Lineal vs Mandrinado Trasero: ¿Cuál es la Diferencia?

Hay dos tipos de mandrinado de máquina: lineal y trasero. En lineal, la barra está totalmente soportada en ambos extremos. En trasero, se opera solo en un extremo.

Máquinas de Mandrinado

Por supuesto, son máquinas pesadas para taladrar agujeros en piezas. Suelen contener herramienta afilada presionada en el agujero.

Como los procesos, hay dos tipos: de propósito general y específicas. Las de propósito general consisten en tornos y fresadoras. Aunque pueden mandrinar, también realizan otros mecanizados, por eso "propósito general". Por otro lado, las específicas están diseñadas para mandrinado. Ejemplos típicos: máquinas de mandrinado horizontales y verticales.

Independientemente de si es propósito general, la mayoría de taladros tienen punta de diamante, acero o carburo. Tras asegurar la pieza, el taladro se enciende. Para ensanchar el agujero, la máquina presiona la punta rotativa en el agujero.