Mandris de fixação para tornos CNC para trabalhos a alta velocidade e peças de pequeno diâmetro

A fixação de peças para torneamento é muitas vezes bastante básica: a seleção resume-se a mandris ou pinças. Este artigo analisa quando considerar o melhor mandril de pinça para tornos CNC e que tipo pode ser mais adequado para uma determinada aplicação.

Ao considerar a compra de um torno CNC ou de um centro de torneamento CNC, é importante garantir que o sistema de fixação é adequado tanto às capacidades da máquina como ao tipo de trabalho que irá efetuar. Por exemplo, é importante saber se o sistema de fixação para maquinar uma peça de grande diâmetro que é maquinada para fazer roscas de tubos é a solução certa, e que é provável que seja muito diferente do mandril para um CNC multitarefa de alta velocidade que faz articulações da anca.

Muitos tornos CNC e centros de torneamento vêm equipados de fábrica com um sistema de fixação padrão constituído por um mandril de três maxilas, um cilindro acionado hidraulicamente e um tubo de tração. O cilindro hidráulico está ligado à extremidade traseira do fuso da máquina, enquanto a bucha está montada na parte da frente ou no lado de trabalho do fuso. Estes dois componentes estão normalmente ligados um ao outro através do tubo de tração oco em aço que passa através do furo do fuso.

A abertura e o fecho dos mordentes do mandril são conseguidos através do movimento axial do pistão do atuador hidráulico. À medida que o pistão desliza para trás e para a frente, o tubo de tração move-se em uníssono, accionando um êmbolo em forma de cunha no interior do corpo do mandril. Este êmbolo converte o movimento axial em movimento radial, o que provoca a abertura e o fecho dos mordentes. A quantidade de força de aperto que os mordentes aplicam a uma peça de trabalho está diretamente relacionada com a força de saída do atuador e é facilmente regulada por uma válvula de pressão.

Como dispositivo de fixação universal, uma bucha de três mandíbulas funciona bem para muitas aplicações comuns de torneamento. Pode suportar uma variedade de tamanhos de peças, é capaz de funcionar a velocidades de rotação razoáveis e atinge boas precisões.

Existem muitas aplicações em que uma bucha de maxilas não é a melhor opção de fixação, o que levou ao desenvolvimento de uma gama de soluções alternativas. A mais comum delas é a bucha de aperto CNC.

Um mandril de pinça CNC é montado no lado de trabalho de um fuso de torno CNC da mesma forma que um mandril de três mandíbulas e utiliza o cilindro hidráulico existente da máquina e o tubo de tração para o acionar. A instalação de um mandril de pinça geralmente requer a instalação de um adaptador intermediário entre o mandril e o tubo de tração para compensar as disparidades de rosca e posição.

Mandris de fixação HainbuchAdaptam-se a qualquer torno CNC, uma vez que incluem um adaptador roscado separado que faz a ligação ao tubo de tração da máquina. Também lhe dão a opção de mandar fabricar o adaptador e de ser ele próprio a instalá-lo.

Mandris CNC para peças de pequeno diâmetro

Os mandris de pinças para tornos CNC foram originalmente desenvolvidos para facilitar a maquinação de peças mais pequenas. Embora os mandris de pinça estejam disponíveis em capacidades até aproximadamente 6 polegadas, a maioria das aplicações são para diâmetros de peças de trabalho de 3 polegadas ou menos. De facto, as vantagens obtidas com a utilização de uma bucha de aperto em peças deste tamanho são tão significativas que muitos fabricantes de tornos e distribuidores de máquinas-ferramentas permitem agora que os clientes comprem as suas máquinas com uma bucha de aperto já instalada como dispositivo de fixação padrão.

A vantagem mais óbvia quando se maquinam peças na gama de 0 a 3 polegadas é a folga adicional da ferramenta proporcionada pela forma aerodinâmica de uma bucha e o diâmetro reduzido da ponta. Esta disposição permite que a maquinação ocorra muito mais perto da bucha, proporcionando a máxima rigidez e melhores acabamentos de superfície. Em contraste, o grande diâmetro de um mandril de três maxilas significa que as suas maxilas normalmente requerem que a peça a ser maquinada se estenda mais para dentro da área de trabalho, aumentando a probabilidade de deflexão.

O HAINBUCH mandril de aperto MANDO oferece uma elevada força de aperto, mesmo com pequenos diâmetros de aperto entre Ø 8 e 200 mm. Além disso, possui uma vasta gama de tolerâncias e amortecimento de vibrações através de elementos de aperto vulcanizados.

Mandris de aperto CNC em aplicações de alta velocidade

Entre os tecnologias de fixação para tornosConsequentemente, os mandris de pinças são os mais adequados para trabalhos de pequeno diâmetro, uma vez que a sua menor massa e geometrias simétricas lhes permitem funcionar a velocidades mais elevadas do que os mandris de três mandíbulas convencionais. Sendo comparativamente mais leves, os mandris de pinça são menos susceptíveis aos efeitos negativos da força centrífuga e, por conseguinte, tendem a produzir uma força de aperto mais consistente ao longo da gama de rpm.

Mandris CNC para maquinagem de tubos e peças de paredes finas

Uma das principais diferenças entre um mandril de pinça e um mandril de três maxilas é evidente na área de engate da peça de trabalho. Um mandril de maxilas fornece normalmente três pontos de contacto, um para cada maxila. Em contraste, um mandril e uma pinça fornecem um suporte de 360 graus. Este contacto adicional ajuda a reduzir a possibilidade de deslizamento da peça de trabalho e também desempenha um papel importante na maquinação de tubos e peças de paredes finas. Ao distribuir a força de aperto uniformemente em torno da circunferência da peça de trabalho, o risco de entalamento e esmagamento é reduzido.

As vantagens adicionais da utilização de uma pinça de aperto ao alimentar a barra incluem a redução da vibração e tempos de aperto/desaperto mais rápidos.

• Alimentação do bar. As buchas de aperto são o método de fixação preferido para a maioria das aplicações de alimentação de barras. Para além das vantagens descritas acima relacionadas com o torneamento de pequenos diâmetros, alguns benefícios adicionais da utilização de uma bucha de aperto na alimentação de barras incluem a redução da vibração e tempos de aperto/desaperto mais rápidos. O contacto de 360 graus entre a pinça de fixação e a peça de trabalho volta a entrar em ação em aplicações de alimentação de barras, assegurando que a barra permanece na linha central para uma nova fixação concêntrica depois de ser avançada pelo alimentador.

Vantagens adicionais da utilização de mandris de aperto para tornos CNC

Algumas vantagens adicionais da utilização de mandris de pinça incluem tempos de preparação mais rápidos e/ou maior precisão, uma vez que não há necessidade de perfurar mandíbulas macias no local; disponibilidade de pinças normalizadas para agarrar material redondo, quadrado e hexagonal; pinças de expansão interna para agarrar diâmetros internos de peças de trabalho; e podem ser acomodados furos tão pequenos como ¼ de polegada. Agarrar peças com formas estranhas e efetuar um torneamento descentrado são algumas das aplicações mais especializadas que podem ser facilmente tratadas com pinças personalizadas.

Escolher o mandril de fixação CNC correto

A escolha do mandril de torno CNC correto começa com a identificação do nariz do fuso da máquina na qual o mandril será montado. Todos os narizes de fuso de torno CNC seguem normas internacionais que definem claramente as dimensões da interface de montagem. As configurações comuns do nariz do fuso para o mercado norte-americano incluem A2-6, A2-8 e 140 mm.

O próximo passo é determinar a capacidade necessária do mandril, com base no tamanho das peças a serem fixadas. Para aplicações de alimentação de barras, é habitual igualar, ou exceder ligeiramente, o tamanho do furo do tubo de tração da máquina.

Uma vez identificado o conjunto do fuso e a capacidade necessária, a seleção pode ser ainda mais reduzida com base nas características e vantagens específicas dos vários modelos, incluindo folga versus funcionamento em comprimento morto; dimensões da folga externa; capacidade de RPM; e requisitos de tempo de configuração.

Quando devidamente combinados com uma máquina, alimentador de barras e aplicação, os mandris de pinças CNC proporcionam uma forma económica e eficiente de fixar material com menos de 4 polegadas de diâmetro. Uma vez que os mandris de pinças são geralmente combinados com um alimentador de barras, alguns dos quais têm armazenamento em armazém e são concebidos para manter uma força de aperto constante a altas velocidades, são a escolha de porta-peças para operações sem luz.

O tamanho compacto dos mandris de pinça melhora a folga da ferramenta, maximiza a capacidade do eixo Z e ajuda na rigidez. As pinças redondas, quadradas, hexagonais, de expansão interna e de emergência prontamente disponíveis proporcionam uma ampla flexibilidade.