¿Qué es el mecanizado por mandrilado y cómo funciona?

El mecanizado es un proceso fundamental en la ingeniería y fabricación mecánica. Con él, se puede remodelar un elemento a voluntad. Existen diferentes procesos de mecanizado, como el rectificado, el taladrado, el fresado y el torneado, además del mandrinado. Sin embargo, el mandrinado desempeña un papel fundamental, ya que permite obtener un resultado excepcional y una calidad excelente, a la vez que transmite una gran sensación de consistencia. Aunque el mandrinado no es un proceso llamativo, sin duda tiene sus utilidades, especialmente en proyectos con muchos agujeros.

¿Qué significa mecanizado por mandrilado?

En mecanizado, mandrinar significa refinar o agrandar un agujero existente en la pieza de trabajo. Se utiliza una herramienta de corte de una sola punta, o incluso varias herramientas a la vez, según la situación. Estas pueden ayudar a eliminar el material de la superficie interna del agujero. Esto permite mejorar la precisión en cuanto a alineación y redondez, así como el acabado superficial y el diámetro total.

Se podría comparar el mandrilado con el taladrado, ya que parecen similares. Sin embargo, no es así en absoluto. Al taladrar, se crea un agujero que no existe. La función del mandrilado es ayudarle a trabajar en ese agujero y personalizarlo a su gusto. Es necesario taladrar antes de realizar cualquier perforación, algo que debe tener en cuenta.

El mandrilado sin duda cumple su función, ya que ayuda a corregir y finalizar el agujero para garantizar que cumpla con las especificaciones. Dicho esto, con el mandrilado, también se pueden corregir diversas imperfecciones que puedan surgir, como diámetros desiguales o desalineaciones, problemas que a veces ocurren durante el proceso de taladrado. Ningún proceso de taladrado suele ser perfecto, por lo que el mandrilado puede ayudar a obtener los resultados deseados más rápidamente.

¿Cuál es el propósito del mecanizado por mandrilado?

El aburrimiento es muy útil y puede tener múltiples propósitos. Siempre depende del caso práctico que tengas en mente, pero puede ser extremadamente efectivo en diversas situaciones, como verás a continuación.

· Con el mecanizado de mandrinado, se obtiene una precisión muy alta, ya que permite ajustar el agujero a las dimensiones correctas. Como se mencionó anteriormente, el ajuste fino puede requerir tiempo y esfuerzo, por lo que implementarlo puede ser mucho más útil de lo esperado.

· Además, el taladrado puede ayudar a mejorar la textura de la superficie, sin mencionar que puede reducir la rugosidad general, algo que debes tener en cuenta.

· Además, con el mecanizado por mandrilado se pueden lograr tolerancias ajustadas, algo que es más difícil de lograr con la fundición o la perforación.

· También puede ayudarle a garantizar que el orificio se ajuste firmemente y sin problemas a los cojinetes, bujes u otros componentes.

· Si hay alguna desalineación en los agujeros, puede ser útil realinearlos. Esto puede ocurrir, ya que a veces los agujeros se perforan descentrados o en un ángulo incorrecto. Pero con el mecanizado de mandrinado, se pueden reajustar estos aspectos, lo cual será mucho más útil de lo esperado.

¿Cómo funciona el proceso de mecanizado por mandrilado?

En resumen, lo que hace es eliminar el material presente en la superficie interna de un orificio existente. Para ello, la máquina utiliza una herramienta de corte. La configuración requiere que la herramienta gire o que la pieza de trabajo gire, por lo que la herramienta permanece en su lugar. Esto varía si el proceso de mandrinado se realiza en una fresadora, donde la herramienta se mueve, o en un torno, donde la barra de mandrinar gira.

Hay algunos componentes clave importantes que debes tener en cuenta aquí, como se indica a continuación:

· Tienes la barra de mandrinar, que es un brazo rígido y bastante largo cuya función es sujetar la herramienta de corte para luego insertarla dentro del agujero.

· La herramienta de corte está hecha de cerámica, HSS o carburo, según la situación.

· El mandril o husillo está allí para sujetar la herramienta/pieza de trabajo y girarla en consecuencia.

· Por último, tenemos el mecanismo de avance. Su función es mover la pieza/herramienta por la trayectoria deseada. Puede preprogramarse o hacerse manualmente. Sin embargo, un mecanismo de avance es fundamental.

¿Qué tipos de aburrimiento existen?

Observará que existen diferentes tipos de mecanizado de mandrinado. Estos varían según la aplicación, pero también según la orientación general. Obviamente, cada uno tiene un caso de uso, y es importante saberlo antes de optar por una solución específica.

Aburrimiento de espalda

En el caso del mecanizado por retromandrinado, se agranda el orificio ubicado en la parte posterior de la pieza. El proceso utiliza herramientas especiales que permiten cortar y extender solo cuando se retraen dentro de la pieza. El retromandrinado se utiliza frecuentemente para elementos como bridas de tuberías y asientos de válvulas.

Mandrilado de línea

Si necesita mecanizar múltiples orificios en línea recta, el mandrinado lineal es la opción ideal. Observará que el mandrinado lineal se utiliza especialmente para bloques de motor o cualquier maquinaria donde sea necesario alinear orificios. Además de los bloques de motor, el mandrinado lineal se utiliza para elementos como túneles de cigüeñal o cilindros hidráulicos, entre muchos otros.

Mandrinado vertical

El mandrinado vertical, también conocido como ajuste vertical, se realiza con un husillo orientado verticalmente y la pieza se mantiene sobre una mesa giratoria. Generalmente, el mandrinado vertical es necesario para volantes de inercia, válvulas grandes, componentes estructurales, ruedas y engranajes grandes. Prácticamente cualquier componente pesado podría beneficiarse del mandrinado vertical, lo cual es sin duda un aspecto a considerar.

Perforación horizontal

La diferencia radica en que el husillo está colocado horizontalmente. Por ello, resulta más eficaz para piezas de trabajo grandes que normalmente serían muy difíciles de girar. Además, perforación horizontal Puede trabajar en carcasas de turbinas, bases de máquinas o bloques de motores grandes, entre una variedad de otras cosas.

Diferentes tipos de máquinas mandrinadoras

Independientemente del tipo de mandrilado que desee realizar, existen diferentes tipos de máquinas disponibles. Cada una tiene requisitos diferentes, algo que debe tener en cuenta.

· Los tornos son ideales para artículos cilíndricos de tamaño mediano y pequeño, y pueden realizar perforaciones cuando tienen una barra de perforar.

· Las mandrinadoras de plantilla son muy precisas y se utilizan para crear agujeros con una tolerancia muy alta. Se utilizan especialmente en la fabricación de matrices y herramientas.

· Las mandrinadoras CNC están diseñadas para automatizar el proceso de mandrinado. Esto significa que se pueden obtener soluciones de mandrinado repetibles y muy precisas, incluso extremadamente complejas. Y la posibilidad de repetirlas es aún mejor.

· Las mandrinadoras tienen configuraciones verticales u horizontales. Ofrecen una precisión muy alta y pueden utilizarse incluso en aplicaciones industriales.

La diferencia entre escariar, taladrar y perforar

Taladrar, escariar y mandrinar pueden parecer procesos muy similares. Sin embargo, existen muchas diferencias, y algunas de las principales se pueden ver a continuación:

Claramente, cada proceso tiene su propio propósito. La perforación ayuda a crear el agujero, se puede usar el mandrilado para agrandarlo, y el escariado ayuda a darle los toques finales. Siempre depende del tipo de trabajo que se desee realizar, pero el retorno de la inversión (ROI) es muy bueno y puede generar una rentabilidad excepcional.

Ventajas y limitaciones del mecanizado por mandrilado

Ventajas

El mecanizado por mandrilado puede ser excelente para una gran variedad de usos. Y lo mejor es que puede ayudarte a completar un proyecto y añadirle el toque final. Además, ofrece otras ventajas, como las siguientes:

· Ofrece una gran precisión, lo que significa que se obtiene una excelente repetibilidad y tolerancias estrictas, algo que funciona extremadamente bien.

· Además, es versátil, puedes realizar mecanizados de mandrilado en una variedad de tamaños de agujeros e incluso en múltiples tipos de materiales.

· Si tiene agujeros deformados o desalineados debido al moldeo o la perforación, el mandrilado le ayudará a solucionarlos.

· También incluye herramientas ajustables para distintos tamaños de agujeros. Y lo mejor es que se realiza con muy pocos cambios, lo cual puede ser de gran ayuda.

· Los acabados de la superficie son superiores en comparación con otros métodos que ayudan a agrandar los orificios del material.

Limitaciones

· Debido al funcionamiento del mecanizado por mandrinado, a veces se produce cierta deflexión de la herramienta. Esto puede generar imprecisiones, ya que las barras de mandrinar muy largas pueden doblarse.

· También está limitado al agujero existente. El proceso de mandrinado no crea agujeros nuevos, solo trabaja sobre los existentes.

· Las máquinas y herramientas para el mecanizado de mandrilado pueden resultar costosas.

· Si hay alguna vibración durante el proceso de corte, eso puede terminar arruinando el acabado.

¿Cuáles son las aplicaciones más comunes del mecanizado por mandrilado?

Lo mejor del mecanizado por mandrinado es su gran eficacia en una gran variedad de aplicaciones. Por ejemplo, se puede utilizar en la industria automotriz para piezas de transmisión, carcasas de cigüeñales o cilindros de bloques de motor. En la industria aeroespacial, se incluyen estructuras de aeronaves, componentes del tren de aterrizaje, álabes de turbinas e incluso carcasas de motores a reacción.

En la industria del petróleo y el gas, el mecanizado por mandrinado se utiliza en cuerpos de válvulas, carcasas de bombas y bridas de tuberías. Además, es ideal para equipos de fabricación, como sistemas hidráulicos, bases de máquinas, bastidores de prensas, etc. Incluso es ideal para la construcción y maquinaria pesada, ya que se puede utilizar para refuerzos estructurales, cajas de engranajes, carcasas de ejes, etc.

Un aspecto importante a considerar en el mecanizado de mandrinado es que este proceso se desarrolla constantemente. La automatización CNC ofrece una gran ventaja, ya que aumenta la repetibilidad y puede optimizar los ciclos de mandrinado. Además, se dispone de herramientas digitales que facilitan los ajustes y la retroalimentación en tiempo real, entre otras funciones. Asimismo, las herramientas compuestas y las herramientas inteligentes son otras tendencias importantes que podemos esperar en el mandrinado.

Parámetros necesarios durante el mecanizado de mandrilado

Siempre buscas que tu trabajo sea lo más preciso posible. Por eso, notarás que hay ciertos parámetros que afectan el proceso general de mandrilado. Estos incluyen:

· La velocidad de corte es la velocidad a la que se mueve el filo de la herramienta en relación con la superficie de la pieza de trabajo. Se mide en pies o metros por minuto.

· El uso de refrigerante es crucial, ya que puede ayudar a minimizar el desgaste. Esto es especialmente importante en el caso de agujeros más profundos. Si necesita trabajar en agujeros más grandes, necesita tener la cantidad adecuada de refrigerante disponible.

· La geometría de la herramienta también es importante. En este caso, influirá no solo en el acabado superficial, sino también en la evacuación de viruta, un aspecto fundamental a considerar.

· La profundidad de corte se centra en el espesor del material, es decir, el material que se elimina en una sola pasada. Se pueden realizar varias pasadas si es necesario. Sin embargo, esta métrica se centra en el espesor del material eliminado en una sola pasada.

· La velocidad de avance muestra la distancia que avanza la herramienta en cada revolución.

· La velocidad del husillo es la velocidad de rotación del husillo, medida en revoluciones por minuto.

· El material y el recubrimiento de la herramienta también son parámetros importantes a considerar. Los materiales de la herramienta pueden ser PCD, CNB, carburo o HSS. En cuanto a recubrimientos, los más populares son TiAlN o estaño, entre otros.

· El diámetro y la longitud del orificio son importantes, porque puede tener orificios estrechos o profundos, en cuyo caso también necesitará un avance más lento y herramientas especializadas.

· Por último, un parámetro importante es la rigidez de la máquina. Esto es crucial porque cualquier deflexión o vibración puede afectar fácilmente el acabado superficial y la tolerancia general.

Conclusión

Es evidente que el mandrilado puede ser muy potente y eficaz, y facilita el acabado adecuado de los agujeros. Su uso es fundamental en diversos proyectos de mecanizado, especialmente cuando el proceso de taladrado no ha funcionado como se esperaba. Sin embargo, es una de esas herramientas que le ayudarán a eliminar problemas, a la vez que mejoran el proceso y lo adaptan a sus necesidades. Recomendamos el mandrilado si busca un acabado adecuado de los agujeros y, al mismo tiempo, corregir cualquier error cometido durante el taladrado.