O que é usinagem de mandrilamento e como ela funciona?

A usinagem é um processo muito importante na engenharia mecânica e na manufatura. Com sua ajuda, você pode remodelar um item da maneira que desejar. Existem diferentes processos de usinagem, como retificação, furação, fresamento e torneamento, além do mandrilamento. No entanto, a usinagem de mandrilamento tem um papel muito importante, pois pode ajudar a proporcionar um resultado excepcional e excelente qualidade, ao mesmo tempo em que transmite uma ótima sensação de consistência. Mesmo que o mandrilamento não seja um processo chamativo, certamente tem suas utilidades, especialmente quando se trata de projetos com muitos furos.

O que significa usinagem de mandrilamento?

Na usinagem, mandrilamento significa refinar ou ampliar um furo existente na peça atual. Você utiliza uma ferramenta de corte de ponta única ou até mesmo várias ferramentas ao mesmo tempo, dependendo da situação. Elas podem ajudar a remover o material da superfície interna do furo. Isso permite melhorar a precisão em termos de alinhamento, circularidade, acabamento superficial e diâmetro geral.

Você pode comparar a usinagem de mandrilamento com a furação, pois soam semelhantes. No entanto, esse não é o caso. Ao furar, você cria um furo que ainda não existe. A função da usinagem de mandrilamento é ajudar você a trabalhar nesse furo e personalizá-lo da maneira que desejar. Você precisa furar um pouco antes de executar qualquer mandrilamento, o que é algo a se ter em mente.

A furação certamente tem seu papel, pois ajuda a corrigir e finalizar o furo para garantir que esteja dentro das especificações. Dito isso, com a usinagem de furação, você também pode corrigir diversas imperfeições que podem surgir. Essas podem incluir coisas como diâmetros irregulares ou desalinhamento, coisas que às vezes acontecem durante o processo de furação. Nenhum processo de furação geralmente é perfeito, portanto, a usinagem de furação pode ajudar a alcançar os resultados desejados mais rapidamente.

Qual é a finalidade da usinagem de mandrilamento?

O chato é muito útil e pode servir a uma infinidade de propósitos. Depende sempre do caso de uso que você tem em mente, mas pode ser extremamente eficaz em diversas situações, como você verá a seguir.

· Com a usinagem de mandrilamento, você obtém uma precisão muito boa, pois ajuda a ajustar o furo para as dimensões corretas. Como mencionado anteriormente, o ajuste fino pode levar tempo e esforço, portanto, implementá-lo pode ajudar muito mais do que o esperado.

· Além disso, a perfuração pode ajudar a melhorar a textura da superfície, sem mencionar que pode reduzir a aspereza geral, algo que você precisa ter em mente.

· Além disso, com a usinagem de mandrilamento, você pode ter tolerâncias apertadas, algo que é mais difícil de conseguir com fundição ou furação.

· Isso também pode ajudar a garantir que o furo encaixe perfeitamente e sem problemas em rolamentos, buchas ou outros componentes.

· Se houver algum desalinhamento nos furos, isso pode ajudar a realinhá-los. Isso pode acontecer, pois os furos às vezes podem ser perfurados fora do centro ou no ângulo errado. Mas com a usinagem de mandrilamento, você pode reajustar esses fatores, e isso ajudará muito mais do que o esperado.

Como funciona o processo de usinagem de mandrilamento?

Em resumo, o que ela faz é remover o material encontrado na superfície interna de um furo existente. Para isso, a máquina utiliza uma ferramenta de corte. A configuração exigirá que a ferramenta de corte seja girada ou que haja uma peça de trabalho em rotação, de modo que a ferramenta de corte permaneça no lugar. Isso será diferente se você realizar o processo de mandrilamento em uma fresadora, onde a ferramenta se move, ou em um torno, onde a barra de mandrilar gira.

Há alguns componentes importantes e essenciais que você precisa ter em mente aqui, como segue:

· Você tem a barra de mandrilar, que é um braço rígido e bastante longo cuja função é segurar a ferramenta de corte e então inseri-la dentro do furo.

· A ferramenta de corte é feita de cerâmica, HSS ou carboneto, dependendo da situação.

· O mandril ou fuso está lá para segurar a ferramenta/peça de trabalho e girá-la adequadamente.

· Por fim, temos o mecanismo de avanço. Sua função aqui é mover a peça/ferramenta na trajetória desejada. Isso pode ser pré-programado ou feito manualmente. Mas um mecanismo de avanço é extremamente necessário.

Que tipos de perfuração existem?

Você notará que existem diferentes tipos de usinagem de mandrilamento. Eles variam de acordo com a aplicação, mas também com a orientação geral. É claro que cada um tem um caso de uso, e é importante saber disso antes de optar por uma solução específica.

Chato nas costas

No caso da usinagem de mandrilamento reverso, você alarga o furo localizado na parte traseira da peça. O processo utiliza ferramentas especiais que ajudam a cortar e estender, mas elas são retraídas dentro daquela peça. Muitas vezes, o mandrilamento reverso é usado para peças como flanges de tubos e assentos de válvulas.

Linha chata

Se você precisa usinar múltiplos furos em linha reta, a furação linear é a opção ideal a ser considerada. Você notará que a furação linear é particularmente usada para blocos de motor ou qualquer máquina onde seja necessário alinhar furos. Além de blocos de motor, a furação linear é usada para peças como túneis de virabrequim ou cilindros hidráulicos, entre muitos outros.

Perfuração vertical

A furação vertical também é chamada de afinação vertical. Ela possui um fuso orientado verticalmente e a peça em si é mantida em uma mesa giratória. Geralmente, a furação vertical é necessária para volantes, válvulas grandes, componentes estruturais, rodas e engrenagens grandes. Praticamente qualquer componente pesado pode se beneficiar da furação vertical, e isso certamente é algo a se considerar.

Perfuração horizontal

A diferença aqui é que o fuso é posicionado horizontalmente. Por isso, é mais eficaz para uso em peças grandes, que normalmente seriam muito difíceis de girar. Além disso, perfuração horizontal pode trabalhar em carcaças de turbinas, bases de máquinas ou grandes blocos de motores, entre uma variedade de outras coisas.

Diferentes tipos de máquinas de perfuração

Independentemente do tipo de operação de perfuração que você deseja realizar, existem diferentes tipos de máquinas que podem ser usadas. Cada uma delas tem requisitos diferentes, e isso é algo que você precisa considerar.

· Os tornos são ótimos para peças cilíndricas de médio e pequeno porte e podem executar furação quando possuem uma barra de mandrilar.

· As mandriladoras de gabarito são muito precisas e usadas para criar furos com tolerâncias altíssimas. Você as encontrará principalmente na fabricação de matrizes e ferramentas.

· As mandriladoras CNC são projetadas para ajudar a automatizar o processo de mandrilamento. Isso significa que você pode ter soluções de mandrilamento repetíveis, porém muito precisas, que podem ser extremamente complexas. E o fato de poder repeti-las é ainda melhor.

· As mandriladoras têm configurações verticais ou horizontais. Elas oferecem altíssima precisão e podem ser utilizadas até mesmo em aplicações industriais.

A diferença entre alargamento, mandrilamento e perfuração

Furação, alargamento e mandrilamento podem parecer processos muito semelhantes. Mas existem muitas diferenças, e você pode ver algumas das principais abaixo:

Claramente, cada processo tem seu propósito aqui. A perfuração ajuda a criar o furo, você pode usar a perfuração para alargá-lo e o alargamento ajudará a dar os toques finais. Depende sempre do tipo de trabalho que você deseja fazer, mas o retorno sobre o investimento é muito bom e pode proporcionar um retorno excepcional.

Vantagens e limitações da usinagem de mandrilamento

Vantagens

A usinagem de mandrilamento pode ser ótima para uma infinidade de casos de uso. E o melhor de tudo é que pode ajudar você a concluir um projeto e dar o toque final. Além disso, você tem outros benefícios, como os seguintes:

· Ele oferece grande precisão, o que significa que você obtém excelente repetibilidade e tolerâncias rigorosas, algo que funciona extremamente bem.

· Além disso, é versátil e permite usinagem de mandrilamento em diversos tamanhos de furos e até mesmo em vários tipos de materiais.

· Se você tiver furos deformados ou desalinhados devido à fundição ou perfuração, a perfuração ajudará a resolver isso.

· Você também recebe ferramentas ajustáveis ​​para uma variedade de tamanhos de furos. E a melhor parte é que isso acontece com pouquíssimas mudanças, o que pode ajudar bastante.

· Os acabamentos de superfície são superiores quando comparados a outros métodos que ajudam a ampliar furos no material.

Limitações

· Devido à forma como a usinagem de mandrilamento funciona, às vezes haverá alguma deflexão da ferramenta. Isso pode levar a imprecisões, já que barras de mandrilar muito longas podem estar sujeitas a deformações.

· Você também está limitado ao furo existente. O processo de usinagem de mandrilamento não cria novos furos, apenas trabalha nos já existentes.

· Máquinas e ferramentas para usinagem de mandrilamento podem ser caras.

· Se houver alguma vibração durante o processo de corte, isso pode acabar estragando o acabamento.

Quais são as aplicações mais comuns para usinagem de mandrilamento?

O ponto alto da usinagem de mandrilamento é que ela pode funcionar extremamente bem em uma infinidade de casos de uso. Por exemplo, você pode usá-la na indústria automotiva para peças de transmissão, carcaças de virabrequim ou cilindros de bloco de motor. Os casos de uso aeroespacial incluem estruturas de aeronaves, componentes do trem de pouso, bem como pás de turbinas e até mesmo a carcaça de motores a jato.

Na indústria de petróleo e gás, a usinagem de mandrilamento é utilizada em corpos de válvulas, carcaças de bombas e flanges de dutos. E sim, é excelente para equipamentos de fabricação, como sistemas hidráulicos, bases de máquinas, estruturas de prensas, etc. É ainda ideal para máquinas de construção e pesadas, pois pode ser utilizada em reforços estruturais, caixas de engrenagens, carcaças de eixos e assim por diante.

Um aspecto importante a considerar quando se trata de usinagem de mandrilamento é o fato de que esse processo está em constante desenvolvimento. A automação CNC oferece uma grande vantagem, pois aumenta a repetibilidade e pode aprimorar os ciclos de mandrilamento. Além disso, você terá ferramentas digitais que podem auxiliar em ajustes e feedback em tempo real, entre outros. Além disso, ferramentas compostas e ferramentas inteligentes são outras tendências importantes que podemos esperar quando se trata de mandrilamento.

Parâmetros necessários durante a usinagem de mandrilamento

Você sempre quer que seu trabalho seja o mais preciso possível. E é por isso que você notará que existem certos parâmetros que afetam todo o processo de perfuração. Com isso em mente, eles incluem:

· A velocidade de corte é a velocidade com que a aresta de corte da ferramenta se move em comparação com a superfície da peça. É medida em pés ou metros por minuto.

· O uso de líquido de arrefecimento é crucial, pois pode ajudar a minimizar o desgaste. Isso é particularmente importante no caso de furos mais profundos. Se você precisar trabalhar em furos maiores, precisará ter a quantidade certa de líquido de arrefecimento disponível.

· A geometria da ferramenta também importa. Nesse caso, ela influenciará não apenas o acabamento da superfície, mas também a remoção de cavacos, o que é extremamente importante considerar.

· A profundidade de corte se concentra na espessura do material, ou seja, no material removido em uma única passagem. É possível realizar várias passagens, se necessário. No entanto, essa métrica se concentra na espessura do material removido em uma única passagem.

· A taxa de avanço mostra a distância que a ferramenta avança a cada revolução.

· A velocidade do fuso é a velocidade de rotação do seu fuso, medida em revoluções por minuto.

· O material da ferramenta e o revestimento também são parâmetros importantes a serem considerados. Os materiais da ferramenta podem ser PCD, CNB, carboneto ou HSS. Em relação aos revestimentos, os mais populares são TiAIN ou Estanho, entre outros.

· O diâmetro e o comprimento do furo são importantes, porque você pode ter furos estreitos ou profundos, e nesse caso você precisará de um avanço mais lento e ferramentas especializadas também.

· Por fim, um parâmetro importante é a rigidez da máquina. Isso é importante porque quaisquer deflexões ou vibrações podem facilmente afetar o acabamento da superfície e a tolerância geral.

Conclusão

É claro que a usinagem de mandrilamento pode ser muito poderosa, eficaz e facilitar a aplicação de um acabamento adequado aos furos. Pode ser extremamente importante para uma variedade de projetos de usinagem, especialmente quando o processo de furação não funcionou tão bem quanto o esperado. Mas é um daqueles recursos que ajudarão você a eliminar preocupações, ao mesmo tempo em que aprimoram o processo e o adaptam às suas necessidades. Recomendamos o uso da usinagem de mandrilamento se você deseja adicionar um acabamento adequado aos furos, além de corrigir quaisquer erros cometidos durante o processo de furação!