Máquinas de Mandrilar de Precisão (Jig Boring): Tipos, Funções e Benefícios

O que é Máquina de Mandrilar de Precisão (Jig Boring Machine)?

O mandrilador de precisão (jig borer) é um tipo de ferramenta de máquina inventada no final da Primeira Guerra Mundial para permitir a localização rápida e precisa de centros de furos. Foi inventada independentemente na Suíça e nos Estados Unidos.

Assemelha-se a uma espécie especializada de máquina de fresar que fornece a fabricantes de ferramentas e matrizes um grau mais alto de precisão de posicionamento (repetibilidade) e exatidão do que aqueles fornecidos por máquinas de uso geral.

Embora capaz de fresamento leve, um mandrilador de precisão é mais adequado para furação, mandrilamento e alargamento altamente precisos, onde o fuso ou cabeçote não vê a carga lateral significativa que teria com trabalho de fresamento. O resultado é uma máquina projetada mais para precisão de localização do que para remoção pesada de material.

Um mandrilador de precisão típico tem uma mesa de trabalho de cerca de 400 x 200 mm (16 x 8 polegadas), que pode ser movida usando grandes volantes (com leituras estilo micrômetro e verniers) em eixos particularmente bem feitos com um forte grau de engrenagem; isso permite que posições sejam definidas nos dois eixos com uma precisão de 0,0001 polegadas (2,5 mícrons).

Geralmente é usado para alargar para um tamanho preciso furos menores furados com máquinas menos precisas aproximadamente no lugar correto (ou seja, com o furo pequeno estritamente dentro da área a ser mandrilada para o furo grande).

Mandriladores de precisão são limitados a trabalhar materiais que ainda são macios o suficiente para serem mandrilados. Frequentemente uma matriz é endurecida; para um mandrilador de precisão, isso requer que o material seja mandrilado primeiro e depois endurecido, o que pode introduzir distorção. Consequentemente, a retificadora de precisão (jig grinder) foi desenvolvida como uma máquina com a precisão do mandrilador de precisão, mas capaz de trabalhar materiais em seu estado endurecido.

História

Antes do mandrilador de precisão ser desenvolvido, a localização de centros de furos havia sido realizada seja com layout (ou rapidamente-mas-imprecisamente ou meticulosamente-e-precisamente) ou com gabaritos de furação (eles mesmos feitos com layout meticuloso-e-preciso).

O mandrilador de precisão foi inventado para agilizar a fabricação de gabaritos de furação, mas ajudou a eliminar a necessidade de gabaritos de furação inteiramente ao tornar a precisão rápida diretamente disponível para as peças que os gabaritos teriam sido criados para.

O princípio revolucionário subjacente era que avanços no controle de ferramentas de máquina que agilizavam a fabricação de gabaritos eram fundamentalmente uma forma de agilizar o processo de corte em si, para o qual o gabarito era apenas um meio para um fim.

Assim, o desenvolvimento do mandrilador de precisão ajudou a avançar a tecnologia de ferramentas de máquina em direção ao posterior desenvolvimento de CN e CNC. O mandrilador de precisão foi uma extensão lógica da tecnologia de ferramentas de máquina manual que começou a incorporar alguns conceitos então novos que se tornariam rotina com controle CN e CNC, tais como:

• Dimensionamento por coordenadas (dimensionamento de todas as localizações na peça a partir de um único ponto de referência);
• Trabalhar rotineiramente em "décimos" (décimos de milésimos de polegada, 0,0001 polegada) como uma capacidade de máquina rápida e cotidiana (enquanto tinha sido o domínio exclusivo de habilidades manuais especiais, demoradas, dependentes de artesãos); e
• Contornar gabaritos completamente.

Franklin D. Jones, em seu livro didático Machine Shop Training Course (5ª ed), observou:

"Em muitos casos, um mandrilador de precisão é um 'eliminador de gabaritos'. Em outras palavras, tal máquina pode ser usada em vez de um gabarito seja quando a quantidade de trabalho não é grande o suficiente para justificar a fabricação de um gabarito ou quando há tempo insuficiente para fabricação de gabarito."

Várias inovações no desenvolvimento do mandrilador de precisão foram trabalho da Moore Special Tool Company. Em particular, a adoção de fusos de avanço endurecidos e precisos, formados por retificação, em vez de um fuso de avanço macio com porca compensadora.

Os avanços tecnológicos que levaram ao mandrilador de precisão e CN estavam prestes a inaugurar a era de CNC e CAD/CAM, mudando radicalmente a forma como as pessoas fabricam muitos de seus bens.

Tipos de Máquinas de Mandrilar de Precisão

Existem principalmente dois tipos de máquinas de mandrilar de precisão:

• Tipo fresadora vertical
• Tipo plaina (Planer Type)

1. Tipo Fresadora Vertical

Relaciona-se em construção a uma fresadora vertical. O fuso rota em uma coluna vertical e a mesa horizontal repousa na base na frente da coluna.

A posição do trabalho é montada na mesa. Pode ser obtida por movimentos compostos da mesa, perpendicular e paralela à face da coluna.

2. Tipo Plaina

Tem duas colunas verticais nos dois lados da mesa e é fixada na base. A mesa tem uma ação reciprocante para ajuste do trabalho. O fuso é fixado na travessa transversal unindo as duas colunas verticais.

Em um mandrilador de precisão tipo plaina, dois movimentos de coordenadas para localização de furo são dados. Pelo movimento longitudinal da mesa e movimento transversal do fuso ao longo da travessa transversal.

Aplicações da Máquina de Mandrilar de Precisão

Seguem as aplicações da máquina de mandrilar de precisão:

• O mandrilador de precisão é usado para furo piloto.
• É usado para fazer matrizes compostas e progressivas.
• Também é usado para furar furos em buchas de gabarito.
• Mandrilador de precisão é comumente usado para gabaritos, ferramentas de fixação e matrizes & bucha de furo para retificação & retificação de peças endurecidas.
• Também usado em pino de alinhamento em deslizante ou conjunto de matriz