Entendendo o Cabeçote de Mandrilar (Boring Head) de Fresadora

Não há gazebos nem barras de mandrilar num cabeçote de mandrilar típico para fresadora. As barras de mandrilar são os cortadores reais montados no cabeçote. A parte prateada move-se para frente e para trás ao longo do rabo de andorinha (dovetail) para alterar a distância de corte da haste em relação ao centro. É assim que se define o diâmetro. Vê-se o botão para ajustar este tamanho girando o pequeno parafuso. Finalmente, três parafusos Allen abaixo dos parafusos de fixação da barra maior travam a junta do rabo de andorinha, mantendo-a firme durante o corte.

Por Que Usar Cabeçote de Mandrilar?

Em CNC, habituamo-nos a furar, alargar ou interpolar furos. Quando aparece o cabeçote de mandrilar? Resposta: geralmente usa-se barra de mandrilar para furos maiores quando tolerâncias são apertadas. Há limite à precisão de furo feito por interpolação com fresa de topo. O problema é folga (backlash) e vários erros de posicionamento. Temos artigo sobre como minimizar erros de interpolação — raramente precisará de máquina de mandrilar, mas se tolerâncias forem suficientemente apertadas, precisará.

Outra razão: melhorar acabamento superficial da parede. Exemplo típico de aplicação que pode exigir cabeçote de mandrilar por tolerâncias apertadas: usinagem de alojamento de rolamento (bearing pocket).

Serviço de Mandrilar CNC e Cabeçote de Mandrilar

Há pouca tentativa e erro no ajuste da profundidade de corte à tolerância do furo. Isso torna o uso de barras de mandrilar bastante caro, então certifique-se de que a precisão de interpolação está definida ao máximo para minimizar necessidade de barra. Claro, onde há necessidade ou problema, haverá alternativas.

Mandrilar Não é Apenas Furos

O cabeçote de mandrilar também pode ser usado para torneamento externo (diâmetro externo) de precisão num cubo (hub) com a mesma facilidade que para furos internos (diâmetro interno). A ponta do cortador aponta para fora para usinar o cubo. Pode ser necessário inverter direção de rotação para corresponder ao desempenho esperado da correia. No vídeo, roda o fuso no sentido anti-horário. Com paquímetros e micrômetros digitais, por que não criar uma máquina de mandrilar digital? Big Kaiser e muitas outras empresas fazem!

Um cabeçote de mandrilar digital permite ajuste rápido e fácil do diâmetro. Alguns modelos incluem comunicação sem fios. Alguns são motorizados e pode-se comandá-los a tamanho específico via comando G-code (tipicamente eixo "U") ou controle remoto manual.

Cabeçotes de Mandrilar com Balanceamento Automático

Embora contrapesos possam ser fixados para equilibrar o cabeçote para rotações mais altas (ver Dicas de Barras de Mandrilar), cabeçotes mais sofisticados têm função de auto-balanceamento.

Há muito tempo, quando usinagem manual dominava, cabeçotes de mandrilar automáticos eram reis. Estes continham mecanismos que estendiam ligeiramente a faca a cada rotação. Os mais sofisticados criavam furos cônicos. Marcas como Wohlhaupter e Tree associadas a estas maravilhas mecânicas intrincadas. Ainda existem, mas raramente necessários para CNC. É demasiado fácil interpolar furo para alargá-lo e depois usar máquina básica para limpar com passe final.

Barras de Mandrilar e Anexos

Muitas empresas fabricam tais ferramentas como substituto para barras de mandrilar. Objetivo: aumentar rigidez.

Avanços e Velocidades de Mandrilar

Avanços e velocidades de mandrilar são realmente os mesmos de torneamento. O cortador de fresa não sabe se está num torno como ferramenta de torneamento externo, barra de mandrilar ID, ou em fresadora em torneamento de diâmetro externo ou cabeça de mandrilar de diâmetro externo.

Dicas de Cabeçote de Mandrilar

Equilibre seu cabeçote para rotações mais altas e produtividade. Cabeçotes convencionais são bestas bastante desequilibradas em altas rotações. Critério: limitá-los a 1000–1500 rpm. Mas outros designs correm mais rápido — como o G-Wizard saberia limites do seu cabeçote específico? Concordamos que isto é algo que o mecânico deve considerar com base no cabeçote específico que tem.

Corte com Vibração para Mandrilar de Precisão

Encontrei ótimo blog da Criterion. Dica para reduzir vibração: certifique-se que profundidade de corte é maior que raio do cortador. Faz sentido e aplica-se também ao torneamento. Explicação:

Considere forças de corte quando inserto corta menos que o raio. Veja como forças tentam empurrar inserto para fora do corte. Com corte mais profundo, mais setas trabalham para estabilizar forças, nem todas tentam fazer o revestimento recuar e saltar o corte. Resultado: melhor acabamento e menos chatter. Necessidade de aumentar profundidade de corte é apenas uma das muitas situações contraintuitivas na usinagem!