¿Cómo elegir entre un plato duro o blando para un torno CNC?

Elegir la mordaza incorrecta puede desguazar su pieza. Este error le cuesta tiempo y dinero. Conocer la diferencia entre mordazas duras y blandas es la solución.

Utilice mordazas duras para desbastar material en bruto con gran fuerza de amarre. Son duraderas para trabajos de gran volumen. Utilice mordazas blandas para el acabado, piezas delicadas o formas irregulares para evitar que se estropeen. Las mordazas blandas se pueden personalizar, pero requieren más tiempo de preparación y se desgastan más rápidamente.

Esa es la regla básica. Pero la verdadera diferencia está en los detalles, desde el material del que están hechas hasta la forma en que agarran la pieza. Vamos a profundizar en lo que las hace tan diferentes, para que pueda hacer la elección correcta para cada trabajo que pase por su taller.

¿De qué materiales están hechos los platos de bocas blandas y los platos de bocas duras?

¿Te has preguntado alguna vez por qué una mandíbula es dura y la otra suave? El material es el secreto. Utilizar el incorrecto puede provocar un desgaste inesperado o piezas dañadas.

Las mordazas duras se fabrican con aleaciones de acero de alta resistencia, endurecidas en toda su masa y con una dureza Rockwell superior a 48. Las mordazas blandas suelen ser de materiales mecanizables no endurecidos, como acero dulce (por ejemplo, acero 45#), aluminio o, a veces, latón, lo que facilita su personalización para trabajos específicos.

La elección del material influye directamente en el rendimiento de una mandíbula. No se trata sólo de que sean "duras" o "blandas", sino de que tengan las propiedades adecuadas para el trabajo. Recuerdo una vez que un joven maquinista utilizó mordazas duras en una pieza acabada de aluminio. El resultado era previsible: marcas profundas en una pieza que se suponía perfecta. Esto nos enseñó una valiosa lección sobre la elección de materiales.

Materiales de mandíbula dura¹

Las mordazas duras deben ser increíblemente duras y resistentes al desgaste. Suelen fabricarse con una aleación de alta resistencia o con acero al carbono para herramientas. A continuación, este material se somete a un tratamiento térmico, a menudo de endurecimiento total, para alcanzar una dureza muy elevada, a menudo superior a 50 o incluso 60 en la escala Rockwell C (HRC). Esta dureza extrema les permite morder la materia prima sin deformarse ni desgastarse rápidamente, incluso después de miles de ciclos.

Materiales para mandíbulas blandas²

Las mordazas blandas, en cambio, priorizan la maquinabilidad y la delicadeza. El material más común que veo es el acero 45#, un acero de carbono medio. En su estado no templado, es fácil de mecanizar. Para piezas aún más delicadas, utilizamos mordazas de aluminio, cobre o latón. Estos materiales son mucho más blandos que la mayoría de las piezas, lo que garantiza que no dejarán ni un solo arañazo.

He aquí una sencilla comparación:

¿Por qué las mandíbulas duras son la opción por defecto para el desbaste de materia prima en la primera operación?

¿Empezar un trabajo con materia prima? Necesita un agarre potente e inflexible. Un agarre débil puede hacer que la pieza resbale, arruinando el corte e incluso dañando la máquina.

Las mordazas duras son perfectas para el desbaste porque sus dientes dentados penetran profundamente en el material en bruto. Su construcción de acero endurecido puede soportar las fuerzas agresivas y las superficies irregulares del material sin procesar, lo que permite realizar cortes pesados sin riesgo de que la pieza se mueva o las mordazas se desgasten.

Cuando se realiza el primer corte en una pieza de material en bruto, la precisión es secundaria frente a la eliminación agresiva de material. Aquí es donde mandíbulas duras³ brillan de verdad. Están construidos para el abuso. He visto piezas salir volando de un plato porque la sujeción no era lo suficientemente fuerte para un corte pesado. Es una situación peligrosa que se puede evitar utilizando las mordazas adecuadas para el trabajo. Su diseño es perfecto para esta etapa inicial y brutal del mecanizado por algunas razones clave.

Fuerza de sujeción y par máximos

La superficie de sujeción dentada es la característica más importante de las mordazas duras. Estos dientes están diseñados para clavarse en la superficie rugosa, a menudo irregular, de la materia prima. Esto crea un potente bloqueo mecánico, que le permite transmitir una enorme cantidad de par del husillo a la pieza. De este modo, puede utilizar fuerzas de corte elevadas y cortes profundos sin temor a que la pieza resbale. Están diseñadas para la fuerza bruta, no para la delicadeza.

Durabilidad y rentabilidad

El mecanizado en bruto es exigente. Las altas presiones de apriete y las vibraciones pueden destruir el equipo. Las mordazas duras están fabricadas con acero endurecido específicamente para resistir este desgaste. Pueden soportar innumerables ciclos de sujeción en materiales rugosos y escamosos sin deformarse. Esto las hace rentables para la producción de grandes volúmenes, ya que no necesitan sustituirse con frecuencia. Están estandarizadas y listas para usar nada más sacarlas de la caja, lo que ahorra un valioso tiempo de preparación.

¿Qué tipo de mandíbula ofrece más versatilidad para sujetar piezas de forma irregular o de fundición?

¿Ha intentado alguna vez sujetar una pieza de forma extraña en un mandril estándar? Es frustrante y a menudo imposible. Forzarla puede provocar una concentricidad deficiente o un montaje fallido.

Las mordazas blandas ofrecen mucha más versatilidad para formas irregulares. Como están hechas de acero o aluminio mecanizable, puede cortarlas fácilmente para que se adapten perfectamente al perfil único de cualquier pieza de trabajo, incluidas piezas de fundición, forja u otras piezas no cilíndricas. Esto garantiza un agarre seguro y de contacto total.

Aunque las mordazas duras son excelentes para barras redondas o hexagonales, son casi inútiles para cualquier otra cosa. Si tiene una pieza de fundición, una pieza forjada o una pieza asimétrica, necesita una solución personalizada. Esa solución es casi siempre un juego de mandíbulas blandas cortadas a medida⁴. He confiado en ellos para innumerables trabajos que habrían sido imposibles de otro modo.

Mecanizado a medida para un ajuste perfecto

La magia de las mordazas blandas reside en que puede montar un juego de piezas en bruto en el mandril y mecanizarlas en su lugar. Puede taladrarlas hasta un diámetro específico, fresar una cavidad o cortar un perfil complejo que se adapte perfectamente a su pieza. Este proceso, a menudo denominado "taladrar las mandíbulas⁵crea una superficie de sujeción perfectamente fiel a la línea central del husillo de la máquina. Esto le proporciona la mayor concentricidad posible para segundas operaciones y proporciona un contacto total de la superficie con la pieza. Esto maximiza el agarre y la estabilidad, lo que es esencial para sujetar piezas que no son perfectamente redondas. Esta adaptabilidad los hace superiores para cualquier pieza de trabajo no estándar.

¿Por qué se pueden evitar las marcas en la superficie y la deformación de las piezas utilizando mordazas blandas?

Ha pasado horas consiguiendo un acabado perfecto en una pieza. Ahora necesita darle la vuelta para la segunda operación. Utilizar ahora las mordazas equivocadas podría dejar feas marcas, arruinando todo su duro trabajo.

Las mordazas blandas evitan daños porque están fabricadas con materiales más blandos que la pieza. También pueden mecanizarse para un contacto total con la superficie, lo que distribuye uniformemente la fuerza de sujeción y evita puntos de tensión que causan deformaciones, especialmente en piezas de paredes finas o delicadas.

Proteger la pieza es fundamental, sobre todo en las fases finales del mecanizado. Es aquí donde mandíbulas blandas⁶ se han convertido en una herramienta esencial en cualquier taller mecánico. Le digo a mi equipo que piense en ellas como un seguro para sus superficies acabadas. Su capacidad para sujetar con seguridad sin causar daños se debe a dos principios clave que trabajan juntos: materiales blandos y presión distribuida.

Material más blando que la pieza

La primera línea de defensa contra las marcas es el propio material. Cuando se utilizan mordazas blandas de aluminio o acero dulce para sujetar una pieza de acero endurecido, las mordazas son mucho más blandas. Incluso bajo presión, las mordazas se amoldarán a la pieza de trabajo, y no al revés. Esto significa que no quedan marcas de mordazas, arañazos ni hendiduras en su superficie bellamente acabada.

Distribución uniforme de la fuerza de sujeción

La segunda razón es la distribución uniforme de la presión. Cuando taladramos las mordazas blandas para adaptarlas al perfil exacto de la pieza, las mordazas hacen pleno contacto. De este modo, la fuerza de apriete se distribuye sobre una superficie muy amplia. En lugar de tres pequeños puntos de alta presión, como ocurre con las mordazas duras, hay tres grandes zonas de baja presión. Esto es crucial para las piezas de paredes finas. Lo mejor de todo es que, como la sujeción es tan eficaz, a menudo se puede utilizar una fuerza de sujeción total menor sin comprometer la seguridad. Esto reduce drásticamente el riesgo de deformar o aplastar la pieza.

Conclusión

Elegir entre mordazas duras y blandas es sencillo. Utilice mordazas duras para un desbaste potente de material en bruto. Utilice mordazas blandas para precisión, acabado y sujeción de piezas delicadas o irregulares.