Cómo aplicar mandrinado

Para conseguir un proceso de mandrinado optimizado, deben tener en cuenta varios factores. El reglaje de la herramienta, la plaquita y los datos de corte correctos deben analizarse detenidamente para conseguir un buen control de la viruta. Asegúrese de que sigue nuestras instrucciones para conseguir un componente de buena calidad.

Reglaje estable de la herramienta de mandrinar

La resistencia a la flexión y la transmisión del par son los factores más importantes al elegir un portaherramientas para operaciones de mandrinado. Para la mejor estabilidad y calidad del agujero, use Coromant Capto® o un sistema modular para diámetros reducidos.

El acoplamiento Coromant Capto® es el único sistema modular de herramientas apto para todas las operaciones de mecanizado, entre las que también se encuentran todos los métodos de mecanizado de agujeros. Se pueden utilizar las mismas herramientas de corte y los mismos adaptadores en diferentes aplicaciones y máquinas, lo que permite implementar un único sistema de herramientas en todo el taller. Recuerde lo siguiente:

• Elija el adaptador más corto posible
• Elija el adaptador más resistente posible
• Si es preciso reducir, le recomendamos utilizar la versión cónica
• Para voladizos largos (>4 × DCON), utilice adaptadores antivibratorios
• Para voladizos largos, asegúrese de que dispone de una sujeción rígida, si es posible, con contacto de brida con el husillo

Un sistema modular para todos los diámetros, como Coromant® EH, ofrece herramientas extremadamente flexibles. Puede elegir entre una extensa variedad de cabezas, adaptadores y mango. El inventario de herramientas reducido y con herramientas estándar minimiza los tiempos de inactividad de la máquina.

Adecuado para:

• Operaciones de mandrinado en las que se requiere un voladizo largo, así como en centros de mecanizado de grandes dimensiones, en la gama de diámetros comprendida entre 1–36 mm (0.039–1.42 pulg.)
• Cavidades profundas, dado que ofrece el alcance necesario sin limitar la seguridad del proceso

Trucos y consejos

• Para una máxima estabilidad, elija el tamaño de acoplamiento más grande posible y el voladizo más corto posible
• Aumente la rigidez dinámica mediante la incorporación de un mecanismo antivibratorio
• Para voladizos largos (>4 × diámetro del acoplamiento), use herramientas amortiguadas
• Si se necesitan reducciones, utilice, si es posible, la versión cónica
• Hay disponibles adaptadores de reducción/extensión Coromant Capto® Tailor Made para un diseño optimizado que ofrezca la máxima estabilidad
• Para voladizos largos, una máquina-herramienta con acoplamiento de brida por parte de la máquina ofrecerá el mejor rendimiento, p. ej. un acoplamiento Coromant Capto®, HSK o BIG-PLUS®.

Bueno control de virutas en mandrinado

La formación y la evacuación de la viruta son puntos críticos en una operación de mandrinado, especialmente cuando se trata de agujeros ciegos.

Asegúrese de que la evacuación y la rotura de la viruta son satisfactorias. El atasco de viruta afecta a la calidad del agujero, la fiabilidad y la vida útil de la herramienta. La geometría de la plaquita y os datos de corte son cruciales. Utilice refrigerante para mejorar la evacuación de la viruta, la vida útil de la herramienta y la geometría del agujero.

La aplicación de datos de corte incorrectos puede resultar en virutas demasiado cortas/gruesas y un exceso de fuerzas de corte, lo que provocará desviación y vibración. Las virutas largas pueden acumularse en el agujero y provocar el deterioro del acabado superficial y atasco de la viruta, resultando en la rotura de la plaquita.

La viruta perfecta debe tener forma de espiral o coma definida, que se fácil de evacuar del agujero. Los factores que influyen en la rotura de la viruta son:

• La micro y macrogeometría de la plaquita
• La profundidad de corte, el avance y la velocidad de corte
• Material
• Radio de punta
• Ángulo de posición (ángulo de avance)

Datos de corte en mandrinado

La velocidad de corte debe reducirse al mecanizar con voladizos demasiado largos. Las gráficas muestran una tendencia general de cómo debe reducirse la velocidad de corte en las diferentes geometrías y voladizos.

v_c

L₁ / D_5m

Velocidad de corte con respecto al voladizo en las diferentes geometrías

Azul: -PR

Rojo: -WM

v_c

L₁ / D_5m

Velocidad de corte con respecto al voladizo

Azul: Adaptador convencional

Rojo: Adaptador antivibratorio

Nota:

La información de las gráficas debe considerarse una tendencia general de la relación entre velocidad de corte y la relación entre el voladizo y el tamaño del acoplamiento.

Las recomendaciones para la plaquita y la calidad elegidas pueden seguirse en líneas generales, aunque con las siguientes excepciones:

• Datos de corte de valor inicial recomendados para garantizar la evacuación correcta de la viruta para desbaste es de 200 m/min (656 pies/min) y para acabado de 240 m/min (790 pies/min)
• Velocidad de inicio recomendada al utilizar barras de mandrinar para mandrinado de precisión: Para barras de acero y metal duro cortas con plaquitas: 120 m/min (395 pies/min)Para barras de acero largas: 90 m/min (295 pies/min)Barras de metal duro enterizas con geometría rectificada: 60 m/min (195 pies/min)
• Un empañe insuficiente del filo puede aumentar la vibración debido a la fricción durante el corte, en lugar de producir una acción de corte limpia
• Si la herramienta se ajusta al diámetro mínimo posible, la evacuación de la viruta resultará más crítica y puede que sea necesario reducir la profundidad de corte
• El avance máximo en mandrinado de precisión está limitado y depende de la superficie deseada

Cómo mejorar la vida útil de la herramienta en mandrinado

Los tres parámetros de mecanizado más importantes en el proceso de mandrinado son la velocidad, el avance y la profundidad de corte. Cada uno afecta a la vida útil de la herramienta. La profundidad de corte tiene el efecto más reducido, seguido de la velocidad de avance. La velocidad de corte es, con diferencia, el factor que más afecta a la vida útil de la plaquita.

Efectos de la velocidad de corte

Demasiado baja

• Filo de aportación
• Embotamiento del filo
• Poco rentable

Demasiado alta

• Rápido desgaste en incidencia
• Acabado deficiente
• Desgaste en cráter acelerado
• Deformación plástica

La velocidad de corte, v_c, tiene un gran impacto en la vida útil de la herramienta.
Ajuste v_c para conseguir la máxima rentabilidad. (Vida útil en el eje Y)

Efectos de la velocidad de avance

Demasiado ligera

• Viruta fibrosa
• Rápido desgaste en incidencia
• Filo de aportación
• Poco rentable

Demasiado pesada

• Menor control de la viruta
• Acabado superficial deficiente
• Desgaste en cráter/deformación plástica
• Gran consumo de potencia
• Viruta soldada
• Martilleo de virutas

El avance, f_n, tiene un impacto más moderado en la vida útil que la v_c.
(Vida útil en el eje Y)

Efectos de la profundidad de corte

Demasiado superficial

• Pérdida del control de la viruta
• Vibraciones
• Calor excesivo
• Poco rentable

Demasiado profundo

• Gran consumo de potencia
• Rotura de la plaquita
• Fuerzas de corte mayores

La profundidad de corte, a_e, tiene un efecto limitado en la vida útil de la herramienta.
(Vida útil en el eje Y)

Cómo elegir la plaquita correcta en mandrinado

Para conseguir un buen control de viruta, es importante seleccionar una plaquita con el tamaño, la forma, la geometría y el radio de punta correctos.

• Seleccione en la plaquita el ángulo de punta más grande posible para obtener una mayor resistencia y rentabilidad
• Seleccione el radio de punta más grande posible para que la plaquita presente mayor resistencia
• Seleccione un radio de punta más reducido si existe tendencia a la vibración

l = longitud del filo de corte (tamaño de plaquita)

RE = radio de punta

Ángulo del vértice

Consulte los apartados de Mandrinado en desbaste y Acabado de mandrinado para recibir más información.

Forma de la plaquita de mandrinado

La forma de la plaquita y el ángulo de punta de mandrinado varían considerablemente desde las plaquitas de forma triangular con ángulo de punta pequeño hasta plaquitas redondas.

Cada forma presenta unas propiedades únicas. Algunas ofrecen la máxima resistencia de desbaste mientras que otras ofrecen la mejor accesibilidad para mandrinado de precisión.

Cada forma presenta asimismo sus propias limitaciones. Por ejemplo, una gran accesibilidad de los filos durante el mecanizado resulta en filos más débiles.

Resistencia del filo (ángulo de punta grande)

• Filo más resistente
• Mayores velocidades de avance
• Fuerzas de corte mayores
• Aumento de la vibración

Menor tendencia a la vibración (ángulo de punta pequeño)

• Filo más débil
• Mayor accesibilidad
• Fuerzas de corte reducidas
• Reducción de la vibración

Plaquitas redondas

Las plaquitas redondas tienen un filo más robusto y son por tanto más resistentes a las profundidades de corte grandes que las plaquitas triangulares.

Las plaquitas redondas son una solución productiva para el mecanizado de materiales con recubrimiento como, por ejemplo, el mandrinado de soldadura Inconel 625 en aplicaciones de petróleo y gas.

Radio de punta de la plaquita y profundidad de corte

El radio de punta, RE, es un factor clave en las operaciones de mandrinado. La selección del radio de punta depende de la profundidad de corte y el avance, además de influir en el acabado superficial, la rotura de la viruta y la resistencia de la plaquita.

Radio de punta pequeño

• Ideal para una profundidad de corte reducida
• Reduce la vibración
• Filo débil

Radio de punta grande

• Velocidades de avance pesado
• Grandes profundidades de corte
• Gran seguridad del filo
• Aumento de las presiones radiales

La relación entre el radio de punta y la profundidad de corte afecta a la tendencia a la vibración. A menudo resulta ventajoso optar por un radio de punta menor que la profundidad de corte.

A profundidades de corte reducidas, la fuerza de corte resultante es radial e intenta alejar la plaquita de la superficie mandrinada. Al incrementar la profundidad de corte, la fuerza de corte resultante se convierte en fuerza axial.

Como norma empírica, la profundidad de corte no debe ser inferior a 2/3 del radio de punta. Evite profundidades de corte inferiores a 1/3 del radio de punta al acabar a profundidades de corte pequeñas.

Gracias a un radio de punta pequeño, es posible mantener la fuerza de corte radial al mínimo mientras que, aprovechando las ventajas de un radio de punta mayor, se consigue un filo más resistente, mejor textura superficial y una presión más uniforme sobre el filo.

El acabado superficial generado vendrá influido directamente por la combinación del radio de punta y la velocidad de avance. Más información sobre cómo conseguir un buen acabado superficial.

Plaquita Wiper

Use plaquitas wiper para alcanzar un acabado superficial optimizado con datos de corte estándar o un acabado superficial homogéneo a una velocidad de avance mucho mayor.

No es recomendable utilizar plaquitas wiper en condiciones inestables y voladizos largos.

Líquido de corte y refrigerante en mandrinado

La evacuación de la viruta, la refrigeración y la lubricación entre la herramienta y el material de la pieza son las principales funciones del líquido de corte. Esto afecta a la calidad del agujero y a la vida útil de la herramienta. Use un suministro de líquido de corte interior para acercar el líquido lo máximo posible al filo.

• Use una mezcla de aceite soluble del 5–8 %
• Una mayor presión y volumen de refrigerante mejora la evacuación de la viruta
• Puede usarse líquido de corte pulverizado o lubricación mínima, en especial, al mecanizar aluminio
• Puede mandrinar sin refrigerante en materiales de viruta corta, preferiblemente en aplicaciones de agujeros pasantes u horizontales La vida útil de la herramienta se reduciráEl aire comprimido mejorará significativamente la evacuación de la viruta

Nota:

• Nunca es recomendable mecanizar sin refrigerante en materiales de acero inoxidable (ISO M) y superaleaciones termorresistentes (ISO S)
• El suministro exterior de líquido de corte está aceptado en materiales de viruta corta pero debe dirigirse continuamente a la zona de corte. No es posible, intente mandrinar sin refrigerante

Montaje de una herramienta de mandrinar

Suele ser habitual montar herramientas de mandrinar a partir de varios elementos para adecuarlos a una operación concreta:

• Correderas o cartuchos
• Adaptadores para mandrinar
• Reducciones
• Extensiones
• Mangos básicos

Es fundamental aplicar siempre los valores de par recomendados para el montaje, y utilizar una fijación adecuada y un buen útil de pre-reglaje para la herramienta.

Llave dinamométrica

Para obtener el mejor rendimiento posible de las herramientas de mandrinar, debe utilizarse una llave dinamométrica que garantice el apriete correcto de la herramienta de mandrinar y la plaquita montada. Si el par es demasiado alto, afectará negativamente al rendimiento de la herramienta y provocará la rotura de la plaquita, la arandela, el anillo de compensación y el tornillo. Si el par es demasiado bajo, provocará el movimiento de la corredera o la plaquita, además de vibraciones y una degradación del resultado.

Consulte el catálogo de herramientas rotativas para ver pares de apriete recomendados para su herramienta de mandrinado.

Mantenimiento de la herramienta

Compruebe regularmente los alojamientos de la plaquita para asegurarse de que no se hayan dañado durante el mecanizado o la manipulación. Asegúrese de que los alojamientos de la plaquita no presenten suciedad o viruta metálica procedente del mecanizado.

Sustituya tornillos, arandelas y anillos de compensación desgastados. Asegúrese de que dispone de una llave dinamométrica para aplicar el par correcto al tornillo.

Para obtener el mayor rendimiento, se recomienda limpiar todas las piezas macho y hembra y lubricarlas con aceite al menos una vez al año. Debe aplicarse lubricante a la rosca del tornillo, así como a la superficie de la cabeza del tornillo cuando sea necesario.

• Limpie todos los elementos de montaje antes de proceder con el mismo
• Use Molycote para los tornillos
• Lubrique todos los elementos de montaje con aceite al menos una vez al año
• Limpie y lubrique las cabezas de mandrinado de precisión y la cabeza de mandrinado frontal con aceite. Como mínimo una vez al año, pero, si el uso es permanente, una vez al mes
• Use aceite de máquinas de tipo ligero sin ácidos Aceite Mobil Vectra n.º 2BP Energol HLP-D32Klueber Isoflex PDP 94

La lubricación se realiza presionando la bola de resorte y añadiendo unas gotas de aceite ligero. Debido a la fuerza centrífuga, el aceite es empujado hacia afuera y evita que la suciedad entre en el adaptador.

Lubricación de las cabezas de mandrinado de precisión

Mandrinado en diferentes materiales

Consulte la sección de tornead general para ver información sobre cómo tornear en diferentes materiales, ya que las mismas recomendaciones son válidas para el mandrinado.