Estrutura Central e Peças
A estrutura central de uma cabeça de mandrilamento padrão consiste em um corpo principal robusto que serve como alojamento central, normalmente construído em liga de aço de alta resistência para fornecer rigidez e minimizar a deflexão durante operações de usinagem de alta precisão. Este corpo é retificado com precisão e geralmente apresenta acabamentos como óxido preto para evitar ferrugem, garantindo estabilidade a longo prazo quando montado em fusos de fresadoras. Integrante ao corpo está a haste, uma extensão cônica ou reta projetada para fixação segura ao fuso da máquina, disponível em padrões como BT, CAT ou HSK para combinar com várias configurações de equipamentos e facilitar a intercambialidade.[13] A haste, feita de aço temperado, transmite a força rotacional do fuso para o conjunto de corte, mantendo o alinhamento e a resistência à vibração.[15]
O suporte do cortador, muitas vezes um braço ajustável ou uma barra com fenda integrada ao corpo principal, fixa a ferramenta de corte e garante seu posicionamento preciso em relação à peça de trabalho.[14] Construído com materiais resistentes ao desgaste, como aço com acabamento cromado acetinado, o suporte emprega mecanismos de fixação, como parafusos de fixação, para travar firmemente a ferramenta no lugar, evitando deslizamentos e promovendo um desempenho de corte consistente.[14] Este componente permite a acomodação de vários tamanhos de ferramentas, contribuindo para a versatilidade da cabeça de mandrilamento em tarefas de alargamento de furos.[13]
Na extremidade de corte, a pastilha ou barra de mandrilar funciona como elemento primário de remoção de material, normalmente apresentando pontas de metal duro descartáveis projetadas para durabilidade e capacidade de substituição.[15] Essas pastilhas geralmente incorporam geometrias como ângulos de saída positivos para facilitar o escoamento eficiente dos cavacos e reduzir as forças de corte, permitindo acabamentos mais suaves em furos de precisão.[16] A própria barra, que se estende a partir do suporte, é projetada a partir de materiais de alta rigidez, como metal duro, aço ou metal pesado, para suportar balanços enquanto mantém a precisão durante o mandrilamento.[15] Juntas, essas peças formam um conjunto coeso que suporta recursos de ajuste fino para controle de diâmetro, embora tais mecanismos sejam detalhados separadamente.[13]
Mecanismos de Ajuste
Mecanismos de ajuste nas cabeças de mandrilamento permitem controle preciso sobre o diâmetro de corte e alinhamento, garantindo precisão na usinagem do furo. Esses mecanismos envolvem principalmente ajustes radiais para dimensionamento de diâmetro, ajustes axiais e angulares para perpendicularidade à peça de trabalho e recursos de balanceamento para reduzir a vibração durante a operação.
O ajuste radial é normalmente obtido por meio de mostradores tipo micrômetro que permitem incrementos finos no diâmetro de corte. Por exemplo, mostradores padrão em modelos como o Allied Criterion Cri-Bore® fornecem ajustes em incrementos de 0,001 polegadas (0,025 mm) no diâmetro, permitindo dimensionamento preciso para furos que variam de 1,050 polegadas a 7,380 polegadas (27-187 mm).[17] Variantes de microajuste oferecem controle ainda mais preciso, como incrementos de 0,00005 polegadas (0,0012 mm) em uma faixa total de 0,006 polegadas (0,150 mm) de diâmetro.[17] Da mesma forma, cabeças de mandrilamento de precisão, como o modelo Swiss Tools, apresentam mostradores onde uma divisão corresponde a 0,01 mm (aproximadamente 0,0004 polegadas) de diâmetro, com a menor marcação de escala permitindo ajustes de 0,002 mm (0,00008 polegadas) e uma revolução completa equivalendo a 0,5 mm de mudança diametral. Esses mostradores têm leitura direta e folga minimizada, com ajuste realizado afrouxando um parafuso de fixação, girando o parafuso do mostrador (no sentido horário para aumentar o diâmetro) e reapertando para maior rigidez.[17][18]
O alinhamento axial e angular é facilitado por parafusos especializados que mantêm a perpendicularidade à superfície da peça, evitando o desalinhamento durante o mandrilamento. Os parafusos Gib e os mecanismos de travamento, como os das cabeças Allied Criterion, ajustam a tensão nas corrediças em cauda de andorinha para um movimento suave e perpendicular sem folga lateral; eles são predefinidos de fábrica e selados para evitar alterações não intencionais.[17] Em cabeçotes manuais de mandrilamento e faceamento, parafusos de ajuste fino e batentes de fixação alinham a aresta de corte axialmente contra um pino de referência, garantindo avanços perpendiculares em taxas como 0,003 polegadas ou 0,0015 polegadas por revolução.[17] Para cabeçotes da série BIG KAISER EWB, o alinhamento envolve posicionar o transportador por meio de um parafuso de fixação e fixá-lo com parafusos com torque especificado (por exemplo, 8-10 Nm) para alinhar a aresta de corte com a marca da face do cabeçote, promovendo a perpendicularidade no porta-ferramenta.
Os recursos de balanceamento, incluindo contrapesos e anéis, minimizam a vibração para suportar operações de alta velocidade de até 5.000 RPM. Os kits de balanceamento Allied Criterion, como o CB202B com eixos e pesos ajustáveis, compensam o desequilíbrio em configurações de cabeçote único, permitindo furos até oito vezes mais rápidos enquanto melhoram o acabamento superficial e a concentricidade; eles são recomendados para velocidades acima de 1.000 RPM para evitar danos ao fuso.[17] O BIG KAISER EWB 2-32 incorpora um anel de balanceamento ajustável manualmente dimensionado por diâmetro de mandrilamento, raio de pastilha e profundidade, com configurações de tabelas (por exemplo, 10-23 para diâmetros de 19,8-20,0 mm) permitindo velocidades de até aproximadamente 4.000 RPM em cortes rasos de alumínio a 125 m/min.[19] Os cabeçotes da Swiss Tools usam balanceamento integrado no corpo principal, complementado por anéis opcionais, permitindo desequilíbrios residuais adequados para 5.000-6.000 RPM em ajustes de pequeno diâmetro (3-20 mm) quando configurados corretamente.[18] Esses recursos fazem referência brevemente ao suporte do núcleo para estabilidade de montagem, mas se concentram em elementos ajustáveis para manter a precisão em velocidades elevadas.