Máquinas de Mandrilamento Essenciais para Trabalho de Precisão em sua Oficina

Existem vários tipos de mandrilamento. A barra de mandril pode ser apoiada em ambas as extremidades (o que só funciona se o furo existente for passante), ou pode ser apoiada em uma extremidade (funciona para ambos, furos passantes e cegos). Mandrilamento linear (line boring) implica o primeiro. Mandrilamento reverso (back boring) é o processo de alcançar através de furo existente e então mandrilar no lado "traseiro" da peça (relativo ao cabeçote da máquina).

Devido a limitações no design de ferramentas devido ao fato de a peça principalmente cercar a ferramenta, mandrilamento é inerentemente um pouco mais difícil que torneamento, devido à rigidez reduzida do acoplamento da ferramenta, requisitos aumentados de ângulo de folga (limitando quantidade de suporte que aresta de corte pode receber) e dificuldade de controlar superfície resultante (tamanho, forma, rugosidade). Estas são razões pelas quais mandrilamento é visto como área separada de prática de usinagem, independente de torneamento, com suas próprias dicas, truques, desafios e extensa expertise, apesar de serem idênticos em alguns aspectos.

A primeira máquina de mandrilamento foi inventada por John Wilkinson em 1775.

Mandrilamento e torneamento têm contrapartes abrasivas em retificação cilíndrica interna e externa. Cada processo é selecionado baseado em requisitos e valores de parâmetros de aplicação particular.

Fresa horizontal mostrando grande cabeça de mandril e peça sentada em mesa.

Cabeça de mandril em cone Morse. Pequena barra de mandril é inserida em um dos furos. Cabeça pode ser movida para esquerda ou direita com leve graduação usando parafuso, ajustando diâmetro do círculo através do qual ponta de corte move, controlando tamanho do furo, até 10 micrômetros, se todas condições de processamento forem boas.

Processo de mandrilamento pode ser realizado em várias ferramentas de máquina, incluindo universais ou de uso geral, como tornos (centros de torneamento) ou fresadoras (centros de usinagem) e em máquinas projetadas para especialização em mandrilamento como função básica, como equipamentos de mandrilamento e mandrilamento ou máquinas de mandrilamento, incluindo máquinas de mandrilamento vertical (peça gira em torno de eixo vertical enquanto máquina/cabeça de mandril move linearmente; essencialmente torno vertical) e fresadoras horizontais de mandrilamento (peça senta em mesa enquanto barra de mandril gira em torno de eixo horizontal; essencialmente fresadora horizontal especializada).

Máquinas de Mandrilamento e Fresamento

Dimensões entre elemento e ponta de ferramenta podem ser alteradas ao redor de dois eixos para cortar tanto vertical quanto horizontalmente na superfície interna. Ferramenta de corte é geralmente de ponta única, feita de aço rápido M2 e M3 ou carboneto P10 e P01. Furo cônico também pode ser feito girando a cabeça.

Máquina de mandrilamento está disponível em muitos tamanhos e estilos diferentes. Mandrilamento de objetos pequenos pode ser feito em torno, enquanto objetos maiores são usinados em equipamento de mandrilamento. Peças tipicamente têm diâmetro de 1 a 4 metros (3 pés 3 a 13 pés 1 polegada) mas podem ser tão grandes quanto 20 metros (66 pés). Demanda de potência pode chegar a 200 HP (150 kW). Resfriamento dos furos ocorre através de passagem oca na barra de mandril, onde refrigerante pode fluir livremente. Discos de liga de tungstênio são selados na correia para contrabalancear vibração e vibração durante mandrilamento. Sistemas de controle podem ser baseados em computador, permitindo automação e maior consistência.

Como furação destina-se a reduzir tolerância do produto a furos pré-existentes, há algumas considerações de design a considerar. Primeiro, comprimentos de grande diâmetro para o furo não são preferidos devido à deflexão da ferramenta de corte. Então, furos passantes são preferidos sobre furos cegos (furos que não passam pela espessura da peça). Melhor evitar superfícies de trabalho internas quebradas - nas quais ferramenta de corte e superfície têm contato descontínuo. A barra de mandril é o braço saliente da máquina que segura as ferramentas de corte e deve ser muito rígida.

Devido a estes fatores, furação e furação de furo profundo são por natureza áreas difíceis de prática que requerem ferramentas e técnicas especiais. No entanto, tecnologias foram desenvolvidas que produzem furos profundos com precisão impressionante. Na maioria dos casos, relacionam-se a muitos pontos de corte, diametralmente opostos, cujas forças de deflexão se cancelam. Tipicamente também incluem fornecimento de fluido de corte bombeado sob pressão através da ferramenta em furos próximos às arestas de corte. Pistolas de furação e canhões de furação são exemplos clássicos. Estas técnicas de usinagem, desenvolvidas pela primeira vez para produção de canos de armas de fogo e artilharia, são agora amplamente usadas em produção em muitas indústrias.

Vários ciclos de mandrilamento constantes estão disponíveis em controladores CNC. Estes são subprogramas programados que movem ferramenta através de cortes sucessivos de corte, retração, avanço, corte, retração, retorno à posição inicial, e assim por diante. São nomeados usando códigos G, como G76, G85, G86, G87, G88, G89; e também por outros códigos menos comuns, específicos a designers de controle ou ferramentas de máquina.

Alguns pensam que furação de máquina é o mesmo que furação, mas não é necessariamente verdade. O propósito da furação é alargar ou expandir furo na peça. Mandrilamento de máquina não cria furo piloto inicial. Em vez disso, alarga furo piloto, tornando-o mais largo com precisão extraordinária.

Se empresa de manufatura precisa criar furo com diâmetro específico na peça, pode usar mandrilamento de máquina. Primeiro, deve criar furo piloto inicial, geralmente feito por furação. Após criar furo piloto na peça, pode usar máquina de mandrilamento. A broca da máquina entra no furo piloto, forçando-o a alargar ao tamanho desejado.

Line-Boring vs Back-Boring: Qual a Diferença?

Existem dois tipos de mandrilamento de máquina: mandrilamento linear e mandrilamento reverso. Para furação linear, a barra de mandril é totalmente apoiada em ambas as extremidades da peça. Para furação reversa, é operada apenas em uma extremidade da peça.

Máquinas de Mandrilamento

Claro, máquinas de mandrilamento são máquinas pesadas usadas para furar furos em peça. Geralmente contêm ferramenta afiada que é pressionada no furo da peça.

Como processos de mandrilamento de máquinas, existem dois tipos de máquinas: de uso geral e específicas de mandrilamento. Máquinas de uso geral consistem de tornos e fresadoras. Embora possam realizar processos de mandrilamento, também são capazes de realizar outros processos de usinagem, por isso são chamadas "uso geral". Por outro lado, máquinas de mandrilamento são projetadas especificamente para mandrilamento. Exemplos típicos de máquinas específicas incluem máquinas de mandrilamento horizontal e vertical.

Independentemente se é uso geral de mandrilamento, a maioria das furadeiras é equipada com ponta de diamante, aço ou carboneto. Após fixar e segurar peça no lugar, a furadeira é ligada. Para alargar furo da peça, máquina de mandrilamento pressiona ponta rotativa da ferramenta no furo.