Mandrilado

Herramientas de mandrinar en torno.

Portaherramientas mandrinar de precisión.

Se llama mandrinar a una operación de mecanizado que se realiza en los agujeros de las piezas cuando es necesario conseguir unas medidas o tolerancias muy estrechas que con operaciones de taladrado no es posible conseguir.

El mandrinado se realiza en varias máquinas herramientas diferentes, haciendo saber que los agujeros que se mandrinan tienen que estar previamente taladrados, bien porque sean piezas de fundición o forja, o bien porque se hayan taladrado previamente con una broca.

Muchas veces para conseguir un agujero de precisión no hace falta mandrinarlo, sino simplemente pasarle un escariador con la medida y tolerancia del agujero. Esta operación es más sencilla y económica que la de mandrinar.

Cuando se trata de mandrinar una pieza que tenga un solo agujero, y se pueda fijar en el plato del torno, el mandrinado se realiza en un torno, imprimiendo un giro a la pieza y utilizando las herramientas de mandrinar que se utilizan en los tornos.

Cuando se trata de mandrinar piezas cúbicas que tengan uno o varios agujeros, entonces se utilizan mandrinadoras verticales y centros de mecanizado CNC. En estos casos no sólo se tiene en cuenta las tolerancias del agujero, sino que además hay que tener en cuenta la distancia que hay entre varios agujeros, o la distancia de un agujero a una cara de referencia, que a veces también tienen tolerancias muy estrechas.

Casi todas las operaciones de mandrinado se realizan en agujeros pasantes, y la mayoría requieren una pasada de desbaste y otra de acabado

La limitación de las condiciones de corte en el mandrinado, vienen impuesta muchas veces, por la rigidez y voladizo que pueda tener la herramienta, porque si no son los adecuados, pueden producir vibraciones.

Las condiciones de corte en el mandrinado, también las impone la calidad del mecanizado que se tenga que obtener y la precisión del agujero.

Los mandrinados de series de piezas que se realizan en centros de mecanizado son los más seguros en cuanto a calidad, precisión y rapidez.

Elección de las herramientas para mandrinar

Archivo:Vertikalbearbeitungszentrum Hermle C 30 U.jpg

Centro de mecanizado.

En las mandrinadoras y centros de mecanizado, debido al alto coste que tiene el tiempo de mecanizado, es de vital importancia hacer una selección adecuada de las herramientas que permita realizar los mecanizados en el menor tiempo posible y en condiciones de precisión y calidad requeridas.

Factores de selección para operaciones de mandrinar

• Diseño y limitaciones de la pieza. Tamaño, tolerancias, tendencia a vibraciones, sistemas de sujeción, acabado superficial. Etc.

• Operaciones de mandrinado a realizar: Exteriores o interiores, ranurados, desbaste, acabados, etc.

• Estabilidad y condiciones de mecanizado: Cortes intermitente, voladizo de la pieza, forma y estado de la pieza, estado, potencia y accionamiento de la máquina, etc.

• Disponibilidad y selección del tipo de máquina: Posibilidad de automatizar el mecanizado, poder realizar varias operaciones de forma simultánea, serie de piezas a mecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc.

• Material de la pieza: Dureza, estado, resistencia, maquinabilidad, barra, fundición, forja, mecanizado en seco o con refrigerante, etc.

• Disponibilidad de herramientas: Calidad de las herramientas, sistema de sujeción de la herramienta, acceso al distribuidor de herramientas, servicio técnico de herramientas, asesoramiento técnico.

• Aspectos económicos del mecanizado: Optimización del mecanizado, duración de la herramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo de mecanizado

Aspectos especiales de las herramientas para mandrinar:

Se debe seleccionar el mayor diámetro de la barra posible y asegurarse una buena evacuación de la viruta. Seleccionar el menor voladizo posible de la barra. Seleccionar herramientas de la mayor tenacidad posible

Cuando se madrinan piezas cúbicas, éstas se fija en la mesa de trabajo de la máquina, y lo que gira es la herramienta de mandrinar que va sujeta en el husillo de la máquina, y donde se le imprime la velocidad adecuada de acuerdo con las características del material, y el material constituyente de la herramienta y el avance axial adecuado.

Fundamentos tecnológicos del mandrinado

En el mandrinado hay seis parámetros clave:

• 1. Velocidad de corte. $~(V_{c})$ Se define como la velocidad lineal en la periferia de la herramienta que está mecanizando. Su elección viene determinada por el material de la herramienta, el tipo de material de la pieza y las características de la máquina. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto

• 2. Velocidad de rotación de la herramienta, $~(N)$ normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando.

• 3. Avance $~(F)$, definido como la velocidad de penetración de la herramienta en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la pieza, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo.

• 4 Profundidad de pasada: Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo. Depende de las características de la pieza y de la potencia de la máquina.

• 5 Potencia de la máquina: Está expresada en kW, y es la que limita las condiciones generales del mecanizado, cuando no está limitado por otros factores.

• 6 Tiempo de mandrinado $~(T)$. Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada.

Estos parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

$V_{c}\ \mathrm {(m/minuto)} \ =\ {\frac {N\ \mathrm {(rpm)} \ \times \ 3,14\ \times \ \mathrm {Di{\acute {a}}metro\ (mm)} }{1000}}$

$F\ \mathrm {(mm/minuto)} \ =\ N\ \mathrm {(rpm)} \ \times F\ \mathrm {(mm/revoluci{\acute {o}}n)}$

$T\ \mathrm {(minutos)} \ =\ {\frac {\mathrm {Longitud\ de\ pasada\ (mm)} }{F\ \mathrm {(mm/minuto)} }}$

Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada herramienta y el avance de la misma vienen indicados en el catálogo del fabricante de la herramienta o, en su defecto, en los prontuarios técnicos de mecanizado.

Fuentes

• Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5. 

• Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10. 

• Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5. 

Véase también

Torno

Torno CNC

Enlaces externos

Museo de máquina herramienta