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El mandrinado es un proceso de mecanizado empleado para ampliar o mejorar la calidad de un agujero existente.


Es decir, se realiza en agujeros de piezas ya realizados para obtener mayor precisión geométrica o una menor rugosidad superficial, pudiéndose utilizar para agujeros cilíndricos como cónicos, así como realizar roscas interiores.


Tipos de Mandrinado
Mandrinado en Desbaste
El mandrinado en desbaste se centra principalmente en eliminar material y preparar el agujero para el acabado. Las herramientas de mandrinado en desbaste pueden configurarse para realizar mandrinado productivo, multidiametral y de un solo filo.


➢ Mandrinado Productivo
El mandrinado productivo es el reglaje básico para la mayoría de las aplicaciones de mandrinado y la mejor elección para garantizar la máxima productividad. Implica dos o tres filos de corte y se emplea en operaciones de desbaste de agujeros, con una tolerancia IT9 o superior, donde el régimen de arranque de viruta es la principal prioridad.


➢ Mandrinado Escalonado
Se realiza con una pieza de mandrinar con plaquitas ubicadas en distintas alturas axiales y diámetros. Este método se emplea cuando se requiere una gran profundidad de corte radial o para mejorar el control de la viruta en materiales de viruta larga, dado que las virutas pueden dividirse en trozos más pequeños y pueden gestionarse fácilmente.
El mandrinado escalonado permite reducir el número de herramientas a utilizar.


➢ Mandrinado de Un Solo Filo
El mandrinado de un solo filo se realiza con un único filo. Puede resultar muy beneficioso en materiales con un control de virutas exigente, o cuando la potencia de la máquina-herramienta sea limitada. Se usa también en operaciones de acabado, y acabado en materiales que requieren control de virutas.


➢ 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.


➢ 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.


Mandrinado de Acabado
Las operaciones de mandrinado de precisión se llevan a cabo para completar un agujero existente y conseguir una tolerancia de agujero estrecha y un posicionamiento correcto, con un acabado superficial de gran calidad. El mecanizado se realiza con profundidades de corte pequeñas, por lo general por debajo de 0.5 mm.


El mandrinado de un filo se utiliza para operaciones de acabado con profundidades de corte pequeñas cuando se requieren tolerancias estrechas o un acabado superficial de alta calidad. Por otro lado, el diámetro de una herramienta de mandrinado de precisión, se puede ajustar en micras con un mecanismo de alta precisión.


➢ Mandrinado a Tracción
El mandrinado a tracción se utiliza para permitir el mecanizado de un agujero con una escuadra que no puede alcanzarse desde la dirección opuesta. También puede utilizarse para optimizar la concentricidad de un agujero con una escuadra, puesto que el agujero completo se mecaniza desde una única posición.
Importante: Asegúrate de que la herramienta de mandrinar pase a través del agujero con la escuadra y de que la parte delantera de la misma no choque con la pieza.


➢ Mandrinado Exterior
Para obtener una tolerancia de diámetro estrecha, las operaciones de acabado exteriores pueden llevarse a cabo con una herramienta de mandrinado de precisión. En operaciones de mecanizado exterior, la corredera y la cabeza de mandrinado de precisión girarán alrededor de la pieza y producirán unas fuerzas centrífugas elevadas.


La Mandrinadora
Se denomina mandrinadora a una máquina herramienta que se utiliza para el mecanizado de agujeros de piezas cúbicas que deben tener una tolerancia muy estrecha y una calidad de mecanizado buena.


Tipos de Máquinas Mandrinadoras
El mandrinado puede realizarse en varias máquinas de herramientas diferentes como el torno de cabeza giratoria. Si la pieza es un sólido de revolución pequeño con un agujero en su eje de simetría, el mandrinado puede realizarse en un torno, haciendo girar la pieza en el plato giratorio y fijando una barra de mandrinar con el filo adecuado en el contrapunto del torno.


Para piezas con uno o varios agujeros, se utilizan fresadoras, mandrinadoras y centros de mecanizado con una herramienta rotatoria.
En las mandrinadoras y centros de mecanizado, es necesario seleccionar en forma adecuada las herramientas pues debido al alto costo que tiene el tiempo de mecanizado, se deben realizar los mecanizados en el menor tiempo posible y en condiciones de precisión y calidad.


Veamos los tipos de mandrinadoras que podemos encontrar:

Mandrinadora Vertical
La mandrinadora vertical recibe este nombre, debido a que el trabajo gira sobre una mesa horizontal en forma similar al antiguo torno para cerámica. Las herramientas de corte son estacionarias, excepto para el avance, y están montadas sobre la cruceta de altura ajustable.


Estas herramientas son del mismo tipo que las de torno y cepillo, y se adaptan al trabajo de refrentado horizontal, torneado vertical y mandrinado. Esta máquina, se llama frecuentemente cepillo rotatorio, ya que 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.


Mandrinadora Horizontal
La mandrinadora horizontal, que difiere de la vertical en que el trabajo es estacionario y la herramienta gira, se adapta al trabajo de agujeros horizontales. El husillo 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 ésta. Una mesa de trabajo con movimiento longitudinal y transversal, se encuentra soportada sobre guías en la bancada de la máquina.


Mandrinadoras Para Plantillas
Está diseñada para localizar y hacer agujeros en plantillas, accesorios, matrices, calibradores y otras piezas que necesiten mayor precisión. Las máquinas mandrinadoras para plantillas, semejan una fresa vertical, pero se construyen con mayor precisión y van equipadas con dispositivos de medición muy precisos para controlar los movimientos de la mesa.


Herramientas para Mandrinar
Es importante utilizar las herramientas que agilicen y faciliten el proceso de mecanizado, así podrás ahorra dinero y tiempo. Cuando selecciones una mandrinadora toma en cuenta lo siguiente:
➢ Operaciones de Mandrinado: 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.


Entre algunos de los aspectos más 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, éstas se fijen en la mesa de trabajo para llevar a cabo dicho proceso.


Parámetros Claves en el Mandrinado
➢ Velocidad de Corte
Se define como la velocidad lineal en la periferia de la herramienta que está mecanizando. Su elección viene determinada por el material dela herramienta, el tipo de material de la pieza y las características de la máquina. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta.
La velocidad de corte se expresa en metros/minuto.
➢ Velocidad de Rotación de la Herramienta
Normalmente es expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando.
➢ Avance
Definido como la velocidad de penetración de la herramienta en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la pieza, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo.
➢ Profundidad de Pasada
Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo. Depende de las características de la pieza y de la potencia de la máquina.
➢ Potencia de la Máquina
Está expresada en kW, y es la que limita las condiciones generales del mecanizado, cuando no está limitado por otros factores.
➢ Tiempo de Mandrinado
Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada. Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada herramienta y el avance de la misma vienen indicados en el catálogo del fabricante de la herramienta o, en su defecto, en los prontuarios técnicos de mecanizado.


En conclusión, las mandrinadoras se emplean principalmente para mandrinar agujeros de importancia, sobre todo en piezas de formas irregulares como cilindros de máquinas de vapor, soportes de bielas, y en general, piezas que deben permanecer fijas y mandrinarse girando la herramienta.

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