Métodos de mecanizado comunes para máquinas herramienta CNC: mandrinado. ¿Sabe cómo se utiliza?

Explicación detallada de los métodos de mecanizado habituales para máquinas herramienta CNC: mecanizado de mandrilado.

I. Introducción
En el campo del mecanizado con máquinas herramienta CNC, el mandrilado es un método tecnológico fundamental. Permite ampliar el diámetro interior de agujeros u otros contornos circulares con herramientas de corte y tiene amplias aplicaciones, desde el mecanizado semidesbastado hasta el mecanizado de acabado. Los fabricantes de máquinas herramienta CNC detallarán a continuación los principios, métodos, características y aplicaciones del mandrilado.

 

II. Definición y principio del mecanizado por mandrilado
El mandrilado es un proceso de corte en el que se utiliza una fresa rotatoria de un solo filo para expandir un agujero prefabricado en una pieza de trabajo hasta un tamaño determinado, logrando así la precisión y rugosidad superficial requeridas. La herramienta de corte utilizada suele ser una fresa de un solo filo, también conocida como barra de mandrilar. El mandrilado se realiza generalmente en mandrinadoras, centros de mecanizado y máquinas herramienta combinadas. Se utiliza principalmente para procesar agujeros cilíndricos, agujeros roscados, ranuras interiores y caras frontales en piezas de trabajo como cajas, soportes y bases de máquinas. Con accesorios especiales, también se pueden procesar superficies esféricas internas y externas, agujeros cónicos y otros agujeros con formas especiales.

 

III. Clasificación del mecanizado de mandrilado

 

  1. Aburrido duro
    El mandrinado de desbaste es el primer proceso del mecanizado de mandrinado. El objetivo principal es eliminar la mayor parte de la sobremedida y sentar las bases para el mandrinado de semiacabado y acabado posterior. Durante el mandrinado de desbaste, los parámetros de corte son relativamente altos, pero los requisitos de precisión de procesamiento son bajos. Generalmente, se utilizan cabezales de corte de acero de alta velocidad, con una velocidad de corte de 20 a 50 metros/min.
  2. Mandrinado semiacabado
    El mandrinado semiacabado se realiza después del mandrinado de desbaste para mejorar la precisión del agujero y la calidad de la superficie. En este caso, los parámetros de corte son moderados y los requisitos de precisión de procesamiento son mayores que los del mandrinado de desbaste. Al utilizar un cabezal de corte de acero de alta velocidad, se puede aumentar la velocidad de corte adecuadamente.
  3. Terminar de aburrir
    El mandrinado de acabado es el último proceso del mecanizado de mandrinado y requiere alta precisión y rugosidad superficial. Durante el mandrinado de acabado, los parámetros de corte son bajos para garantizar la calidad del procesamiento. Al utilizar un cabezal de corte de carburo, la velocidad de corte puede superar los 150 metros/min. Para mandrinados de precisión con requisitos de alta precisión y rugosidad superficial, generalmente se utiliza una mandrinadora de plantilla y herramientas de corte de materiales ultraduros como carburo, diamante y nitruro de boro cúbico. Se seleccionan velocidades de avance muy bajas (0,02-0,08 mm/rev) y profundidades de corte (0,05-0,1 mm), y la velocidad de corte es superior a la del mandrinado convencional.

 

IV. Herramientas para el mecanizado de mandrilado

 

  1. Fresa de mandrinar de un solo filo
    La fresa de mandrinar de un solo filo es la herramienta más utilizada en el mecanizado de mandrinado. Presenta una estructura simple y una gran versatilidad. Se pueden seleccionar diferentes materiales y formas geométricas según los requisitos de procesamiento.
  2. Fresa de mandrinar excéntrica
    La fresa de mandrinado excéntrico es adecuada para procesar agujeros con formas especiales, como agujeros excéntricos. Controla el tamaño de procesamiento ajustando la excentricidad.
  3. Cuchilla giratoria
    La cuchilla giratoria mejora la vida útil y la eficiencia de procesamiento de la herramienta. Gira automáticamente durante el proceso para que el filo se desgaste uniformemente.
  4. Fresa especial para mandrinar hacia atrás
    La fresa de mandrinado se utiliza para procesar agujeros. En las máquinas herramienta CNC, solemos utilizar herramientas no estándar y programas de mecanizado CNC para el mandrinado.

 

V. Características del proceso de mecanizado por mandrilado

 

  1. Amplia gama de procesamiento
    El mecanizado por mandrinado permite procesar agujeros de diversas formas, incluyendo agujeros cilíndricos, agujeros roscados, ranuras interiores y caras frontales. Asimismo, se pueden procesar agujeros con formas especiales, como superficies esféricas internas y externas, y agujeros cónicos.
  2. Alta precisión de procesamiento
    Mediante una selección adecuada de herramientas de corte, parámetros de corte y tecnologías de procesamiento, se puede lograr una alta precisión de procesamiento. En general, la precisión de mandrinado de acero puede alcanzar IT9-7, con una rugosidad superficial de Ra2,5-0,16 micras. Para el mandrinado de precisión, la precisión de procesamiento puede alcanzar IT7-6, con una rugosidad superficial de Ra0,63-0,08 micras.
  3. Fuerte adaptabilidad
    El mecanizado por mandrinado puede realizarse en diferentes tipos de máquinas herramienta, como mandrinadoras, centros de mecanizado y máquinas herramienta combinadas. Asimismo, se pueden seleccionar diferentes herramientas de corte y tecnologías de procesamiento según los requisitos del proceso.
  4. Gran distancia de voladizo y fácil generación de vibraciones.
    Debido al gran voladizo de la barra de mandrinar, es fácil que se produzcan vibraciones. Por lo tanto, es necesario seleccionar parámetros de corte adecuados durante el procesamiento para reducir el impacto de las vibraciones en la calidad del mismo.

 

VI. Campos de aplicación del mecanizado por mandrilado

 

  1. Industria de fabricación de maquinaria
    En la industria de fabricación de maquinaria, el mecanizado por mandrilado se utiliza ampliamente en el procesamiento de piezas como cajas, soportes y bases de máquinas. Estas piezas suelen requerir el procesamiento de agujeros cilíndricos, agujeros roscados y ranuras de alta precisión.
  2. Industria de fabricación de automóviles
    En la industria automotriz, componentes clave como bloques de motor y cajas de transmisión requieren un mecanizado de alta precisión mediante mandrilado. La calidad del mecanizado de estos componentes afecta directamente el rendimiento y la fiabilidad de los automóviles.
  3. Industria aeroespacial
    La industria aeroespacial exige una precisión de procesamiento y una calidad de componentes extremadamente altas. El mecanizado por mandrilado se utiliza principalmente para procesar componentes clave como álabes de motores y discos de turbinas en el sector aeroespacial.
  4. Industria de fabricación de moldes
    En la industria de fabricación de moldes, las cavidades y los núcleos de los moldes suelen requerir un mecanizado de alta precisión mediante mandrilado. La calidad del procesamiento de estos componentes afecta directamente la vida útil de los moldes y la calidad de los productos.

 

VII. Precauciones para el mecanizado de mandrilado

 

  1. Selección de herramientas
    Seleccione los materiales y las formas geométricas de las herramientas según los diferentes requisitos de procesamiento. Para un procesamiento de alta precisión, se recomiendan herramientas de materiales ultraduros.
  2. Selección de parámetros de corte
    Seleccione los parámetros de corte de forma razonable para evitar fuerzas de corte excesivas y vibraciones. Durante el mandrinado de desbaste, los parámetros de corte pueden aumentarse adecuadamente para mejorar la eficiencia del procesamiento; durante el mandrinado de acabado, deben reducirse para garantizar la calidad del procesamiento.
  3. Instalación de la pieza de trabajo
    Asegúrese de que la pieza de trabajo esté firmemente instalada para evitar que se desplace durante el procesamiento. Para un procesamiento de alta precisión, se deben utilizar fijaciones y dispositivos de posicionamiento especiales.
  4. Precisión de máquinas herramienta
    Seleccione una máquina herramienta de alta precisión y buena estabilidad para el mecanizado de mandrinado. Realice un mantenimiento regular de la máquina herramienta para garantizar su precisión y rendimiento.
  5. Monitoreo del proceso de procesamiento
    Durante el proceso de procesamiento, supervise de cerca el estado del mismo y ajuste oportunamente los parámetros de corte y el desgaste de la herramienta. Para un procesamiento de alta precisión, se recomienda utilizar tecnología de detección en línea para monitorear el tamaño del procesamiento y la calidad de la superficie en tiempo real.

 

VIII. Conclusión
Como uno de los métodos de mecanizado más comunes para las máquinas herramienta CNC, el mandrinado se caracteriza por su amplio rango de procesamiento, alta precisión y gran adaptabilidad. Tiene amplias aplicaciones en industrias como la fabricación de maquinaria, la automoción, la aeroespacial y la fabricación de moldes. Al realizar el mandrinado, es necesario seleccionar adecuadamente las herramientas de corte, los parámetros de corte y las tecnologías de procesamiento, prestar atención a la instalación de la pieza y a la precisión de la máquina herramienta, y reforzar la supervisión del proceso para garantizar la calidad y la eficiencia del proceso. Con el continuo desarrollo de la tecnología CNC, la precisión y la eficiencia del mandrinado seguirán mejorando, contribuyendo así al desarrollo de la industria manufacturera.