¿Qué es una mandrinadora?

Una mandrinadora es una máquina-herramienta de precisión  que se utiliza para hacer mandrinados en piezas de gran tamaño. En esta máquina la disposición del husillo se encuentra en posición horizontal. A está máquina también se la conoce cómo mandriladora. Las fresadoras horizontales de columna móvil por su similitud con las mandrinadoras entran dentro de este tipo de máquinas.

¿Qué es un mandrinado?

Conocemos como mandrinado a la operación de mecanizado que se lleva a cabo en piezas prácticamente terminadas. Se utiliza, para obtener tolerancias de precisión con un acabado superficial muy fino, con una rugosidad en Ra inferior a 1 en agujeros cilíndricos y cónicos. Además, con el mandrinado también se puede realizar roscados de gran precisión. El mandrinado se realiza tanto en fresadoras como tornos y mandrinadoras. Los mandrinos utilizan plaquitas de corte  con la nomenclatura de las placas de uso en tornos, ya que se consiguen grandes acabados superficiales y una buena rugosidad.

Los mandrinados se pueden realizar en exteriores e interiores.

• Mandrinado exterior: El mandrinado exterior se puede realizar con un mandrino de un solo filo o con un mandrino multi filo. Esta operación se lleva acabó en fresadoras.

Vídeo de un mandrinado de exteriores con unos mandrinos del fabricante Big Kaiser

• Mandrinado interior: El mandrinado interior es el más habitual, hay una gran variedad de mandrinos, tanto por su tamaño como sus diferentes tipos de cabezales. Los mandrinos más conocidos son los mandrinos D’Andrea. Esta marca en concreto se dedica en especial a la fabricación de mandrinos. 

Vídeo de unos mandrinos de gran tamaño del fabricante D’Andrea

¿Cómo se lee la medición de un mandrino?

Los mandrinos tienen uno o varios tornillos micrométricos que hacen desplazar la cuchilla o cuchillas de forma paralela al agujero. En el siguiente vídeo el fabricante Walter Tools, nos enseña cómo se interpreta el nonio de estos tornillos micrométricos que van alojados en el mandrino. La gran mayoría su lectura es la misma que este fabricante, aunque puede variar en la lectura de sus nonios. Todas las herramientas de mandrinar, tienen un tornillo que hace como bloqueo del tornillo micrométrico, para que no se mueva mientras está haciendo la operación de mandrinar.

Vídeo del fabricante Walter explicando como interpretar los nonios de sus herramientas de mandrinar

Tipos de mandrinadoras

En el mercado se encuentran diferentes tipos de mandrinadoras, todas realizan el proceso de mandrinado sin ningún tipo de problema y sin necesidad de adaptaciones para realizar esta operación.

Mandrinadoras para plantillas

Las mandrinadoras de plantillas, son diseñadas para ubicar y abrir orificios en plantillas, matrices, calibradores y otras piezas que requieren precisión. Este tipo de máquinas son muy parecidas a una fresadora vertical. Las maquinas mandrinadoras para plantillas, van equipadas con dispositivos de medición muy precisos, para controlar los movimientos de la mesa. Se pueden hacer ajustes de 0.0025 mm partiendo de los dibujos directamente. Cuenta con dos conjuntos de cuadrantes para lecturas directas, una para medición longitudinal y otro para medición transversal.

Mandrinadoras verticales

Las mandrinadoras verticales, se llaman así, debido a la forma que gira sobre una mesa horizontal, esta máquina es llamada vertical. Esta máquina se llama frecuentemente cepillo rotatorio, y su acción de corte sobre discos planos es idéntica a la de un cepillo. Clasificadas según el diámetro de la mesa varían en tamaños de 0.9 a 12 m

Vídeo de una mandrinadora horizontal convencional

Mandrinadoras horizontales

Las mandrinadoras horizontales, tiene el cabezal en posición horizontal y trabajn de forma estacionaria. El husillo se encuentra en posición horizontal para sujetar a la herramienta, se encuentra soportado en un extremo y puede ajustarse verticalmente dentro de los límites de la máquina. Este movimiento y el rotatorio que se imparten a la herramienta, son los únicos que normalmente tiene esta máquina. Una mesa de trabajo con movimiento longitudinal y transversal, se encuentra soportada sobre guías en la bancada de la máquina. 

Vídeo de una mandrinadora horizontal CNC Hyundai WIA KBN135C

Las mandrinadoras horizontales pueden disponer de un eje perpendicular, el eje W. El eje W, es una prolongación del carnero. Las mandrinadoras que tienen esta prolongación, pueden acceder a zonas de dificil de acceso para poder mecanizar más facilmente.

Mandrinadoras portátiles

Las mandrinadoras portátiles son otro tipo de mandrinadoras, que están concebidas para realizar mandrinados in situ. Este tipo de mandrinadoras se utilizan en esas piezas que dado por su tamaño o por su imposibilidad de desplazar la pieza a un taller de mecanizado hay que mecanizarla in situ.

Vídeo de una mandrinadora portátil

Partes de una mandrinadora

Este tipo de máquinas está compuesto por una bancada donde hay una mesa giratoria para fijar las piezas que se van a mecanizar, y una columna vertical por la que se desplaza el cabezal motorizado. El cabezal hace girar al husillo portaherramientas donde se sujetan las herramientas de mandrinar. Cuando se madrinan piezas cúbicas, estás se fijan en la mesa de trabajo de la máquina, y lo que gira es la herramienta de mandrinar sujeta al husillo de la máquina, y donde se le da la velocidad adecuada de acuerdo con las características del material. En las mandrinadoras y centros de mecanizado, es necesario seleccionar la forma adecuada las herramientas ya que son bastante caras, se deben realizar los mecanizados en el menor tiempo posible y en  una óptimas condiciones de precisión y calidad.

¿Qué operaciones realiza una mandrinadora?

Las operaciones que se hacen con mandrinadoras se relacionan con el agrandamiento de agujeros que ya existen, y se buscan mejorar sus acabados y tolerancias. Las principales operaciones que realizan las mandrinadoras son las siguientes:

• Mandrinado escalonado: este se hace con una pieza de mandrinar con plaquitas ubicadas en distintas alturas axiales y diámetros.

• Escariado: esta operación se hace con una herramienta multi-filo capaz de hacer agujeros con mayor precisión, los cuales anteriormente deben tener una profundidad de corte radial pequeña y una tolerancia limitada.

En este video, podemos ver un proceso de escariado pasante con la herramienta de escariariado rx del fabricante Urma Iraupen

• Mandrinado Multi-filo: se utiliza en operaciones de desbaste cuya atención se enfoca en el promedio de material arrancado, lo cual proporciona finalmente un avance por revolución en el mecanizado del agujero.

Vídeo de un mandrinado multi filo utilizando un mandrino del fabricante Big Kaiser

• Mandrinado de un solo filo: se puede usar cuando la máquina tiene una buena potencia para hacerlo. Se usa también en operaciones de desbaste, acabado, y acabado en materiales que requieren un control de virutas.

En este video, podemos ver como se realiza  un mandrinado de un solo filo

Aspectos importantes a la hora de manejar una mandrinadora

Es importante utilizar las herramientas que agilicen y faciliten el proceso de mecanizado, así podrás ahorra dinero y tiempo. Cuando selecciones una herramienta de mandrinar toma en cuenta lo siguiente:

• Operaciones de madrinado: desbaste, acabados, etc.
• Diseño y limitaciones de la pieza: tolerancia, sistema de sujeción, tendencia a vibraciones, etc.
• Aspectos económicos del proceso de mecanizado: duración de la pieza, precio de la misma, optimización del mecanizado y precio del tiempo de este.
• Material de la herramienta: fundición, forja, resistencia, etc.
• Disponibilidad de herramientas: sistema de sujeción, acceso al distribuidor de piezas, servicio técnico, etc.
• Disponibilidad y selección del tipo de máquina: cantidad y calidad del refrigerante, capacidad de ejecutar operaciones simultáneas, capacidad de automatizar el mecanizado, etc.
• Estabilidad y condiciones de mecanizado: forma y estado de la herramienta, accionamiento y potencia de la misma, etc.
• Dividir la operación de acabado en dos partes, hay que tener en cuenta que el mandrino puede tener holgura en su tornillo micrométrico. Es necesario dividir esta operación en dos partes porque así nos aseguramos que el mandrino repite medida y podemos obtener con seguridad y precisión la medida que estamos buscando.

Entre algunos aspectos específicos es importante que escojas una herramienta con el mayor diámetro de la barra y con una evacuación de la viruta efectiva. También debes escoger herramientas que tengan la mayor tenacidad. Finalmente, es importante que al momento de mandrinar piezas cúbicas, estas se fijen en la mesa de trabajo para llevar a cabo dicho proceso.

¿Cuándo sabemos que tenemos que realizar una operación de mandrinado?

Cuando vemos el plano de una pieza que en un agujero o alojamiento están pidiendo una tolerancia superficial con un Ra inferior a 3.2µm, es necesario hacer una operación de mandrinado. Podemos desbastar previamente con otra herramienta y acabar con el mandrino o realizar desbaste y acabado con mandrino.

Los mandrinados se realizan en piezas dónde se requieren unas tolerancias muy ajustadas como pueden ser en las bancadas de motores de combustión, camisas, faldas, cilindros, bielas, etc. Aunque el mandrinado se realiza en todo tipo de sectores cómo: naval, eólico, aeroespacial y automoción entre otros.

Resumen

Como ves el mandrinado es una operación de mecanizado de gran precisión. Las herramientas de mandrinar son muy caras debido a su gran precisión, cuídalas y mantenlas en perfecto estado tras su uso.