Como escolher entre um mandril de 3 e 4 mandíbulas para um torno CNC?

Estar em frente ao torno com uma peça de trabalho na mão. Escolher o mandril errado significa que a peça vai ser descartada ou que vai perder uma hora a tentar centrá-la.

Utilize uma bucha de 3 braços para uma fixação rápida e repetitiva de material redondo ou hexagonal. Escolha uma bucha de 4 maxilas para peças quadradas, rectangulares ou de formas irregulares, ou quando necessitar de obter uma concentricidade extremamente elevada através de ajuste manual.

Um fuso potente e ferramentas afiadas não significam nada se a sua peça de trabalho não for fixada com segurança e precisão. A escolha entre um mandril de 3 e de 4 braços é uma das decisões mais fundamentais que um maquinista toma todos os dias. A escolha correta é o primeiro passo para uma boa peça. Não se trata apenas do que encaixa; trata-se de compreender como cada bucha funciona e aproveitar os seus pontos fortes únicos para o trabalho em causa.

Quais são as principais diferenças mecânicas entre um mandril de 3 mandíbulas e um mandril de 4 mandíbulas?

Vêem-se três maxilas a moverem-se em conjunto e quatro a moverem-se separadamente. Qual é o verdadeiro mecanismo interno que as torna tão diferentes e que determina a sua utilização?

Um mandril de 3 maxilas utiliza uma placa de rolagem para mover todas as maxilas simultaneamente para centragem automática. Um mandril de 4 maxilas tem quatro maxilas independentes, cada uma movida pelo seu próprio parafuso, requerendo ajuste manual para centrar a peça de trabalho.

A magia de um mandril de 3 braços é a sua função de auto-centralização¹. No interior do corpo do mandril existe uma placa de rolagem, que tem uma ranhura em espiral cortada. Quando roda a chave do mandril, está a rodar esta placa. A parte inferior de cada mordente tem dentes que encaixam nesta ranhura em espiral. À medida que a placa roda, os três mordentes são forçados a mover-se para dentro ou para fora ao longo da espiral exatamente ao mesmo tempo. Isto é o que centra automaticamente a peça de trabalho redonda.

Um mandril de 4 braços tem um design completamente diferente. Não tem placa de rolagem. Cada um dos quatro mordentes está montado no seu próprio parafuso individual. Rodar a chave num encaixe apenas move esse mordente. Este movimento independente é a sua maior força. Permite estabilidade superior² e uma força de aperto mais forte, especialmente para peças pesadas ou irregulares. Embora exija uma centragem manual, também proporciona a máxima versatilidade para várias formas e até para trabalhos descentrados. É menos adaptável à automatização, mas perfeita para a precisão.

Porque é que uma bucha de 3 maxilas é o padrão para a produção repetitiva e a alta velocidade de peças redondas?

A sua oficina tem uma grande encomenda de 1.000 pinos redondos idênticos. Tem de os maquinar o mais rapidamente possível. Por que é que agarrar na bucha de 3 maxilas é uma decisão óbvia para este trabalho?

O mecanismo de auto-centragem da bucha de 3 maxilas permite uma fixação incrivelmente rápida e repetível. Isto reduz drasticamente o tempo de preparação entre as peças, tornando-o a escolha ideal para a produção de grande volume de peças simétricas.

Em indústrias de produção como a indústria automóvel, tempo é dinheiro. Cada segundo de paragem da máquina é lucro perdido. A conceção auto-centrante do Mandril de 3 maxilas³ é a chave para a eficiência. Um operador pode desprender uma peça acabada e fixar com segurança o novo material em bruto em segundos, não em minutos. Este carregamento rápido da peça minimiza o tempo de inatividade e maximiza a produção. Para uma produção de centenas ou milhares de veios ou tubos redondos idênticos, esta poupança de tempo é enorme.

O processo é simples e requer um mínimo de competências, o que reduz os erros num ambiente de ritmo acelerado. Esta consistência é fundamental. Um mandril de 3 braços de boa qualidade oferece uma excelente precisão de repetição⁴A sua precisão de corte é de 0,01 mm, garantindo que todas as peças do lote são maquinadas com o mesmo padrão. O seu aperto equilibrado é perfeito para RPMs elevadas. Para qualquer operação CNC de grande volume que envolva material cilíndrico ou hexagonal, o mandril de 3 mandíbulas é o rei indiscutível da velocidade e da repetibilidade.

Porque é que uma bucha de 4 maxilas é essencial para maquinar peças quadradas, rectangulares ou com formas irregulares?

É necessário rodar um munhão de rolamento na extremidade de uma cambota, ou facear um bloco de aço quadrado. Um mandril de 3 maxilas nem sequer consegue segurar estas peças.

Os mordentes ajustáveis independentemente de um mandril de 4 maxilas dão-lhe a versatilidade para fixar com segurança peças de trabalho não simétricas. É a única forma de fixar formas quadradas, rectangulares ou completamente irregulares num torno.

As mandíbulas independentes de um Mandril de 4 garras⁵ são a sua superpotência. Para uma peça quadrada ou retangular, pode ajustar com precisão dois mordentes opostos para fixar faces paralelas e, em seguida, fixar os outros dois. Os quatro pontos de contacto proporcionam uma força de fixação e um equilíbrio superiores, evitando qualquer deslizamento, especialmente em superfícies pesadas ou irregulares. Isto é fundamental para a segurança e a precisão.

Esta versatilidade vai para além de simples esquadros. Permite marcar a centragem exacta com um relógio comparador, minimizando a excentricidade a um nível que uma serra de 3 braços não consegue igualar. Mais importante ainda, permite a centragem exacta ou torneamento excêntrico⁶. Se necessitar de maquinar um lóbulo de came ou um munhão deslocado numa cambota, tem de utilizar uma bucha de 4 maxilas para posicionar deliberadamente o centro de rotação da peça de trabalho longe do seu centro geométrico. Sem um mandril de 4 mandíbulas, a maquinação de quadros personalizados, acessórios ou qualquer peça não redonda com alta precisão simplesmente não é possível.

Quais são as diferenças no tempo de configuração e nas habilidades do operador necessárias para cada tipo de mandril?

Tem uma peça redonda simples e uma peça fundida complexa para maquinar. Como é que a escolha do mandril afecta o tempo necessário para começar e a experiência necessária para o fazer corretamente?

Um mandril de 3 maxilas requer um nível de competência mais baixo e pode ser montado em segundos. Um mandril de 4 braços requer um operador qualificado e pode demorar vários minutos a ser instalado, exigindo uma centragem manual cuidadosa com um relógio comparador.

O ajuste de uma bucha de 3 braços é rápido. Insere-se a peça de trabalho e aperta-se uma chave. A mecanismo de auto-centragem⁷ faz o resto. Todo o processo demora entre segundos e um minuto no máximo, o que o torna perfeito para mudanças rápidas numa linha de produção. Devido à sua simplicidade, tem um limiar de competências muito baixo. Um novo operador pode aprender a usá-lo com segurança em minutos.

A preparação de um mandril de 4 braços é uma arte. É um processo mais lento, mais deliberado, que pode demorar vários minutos ou mais. O operador deve utilizar um indicador do mostrador⁸ para medir a excentricidade e, em seguida, efetuar ajustes precisos e individuais em cada maxilar para centrar perfeitamente a peça de trabalho. Este processo requer um nível de competências mais elevado e uma compreensão profunda da medição e do equilíbrio. É uma tarefa para um maquinista experiente. Este tempo de preparação prolongado torna-o ineficiente para a produção em lote, mas é este controlo manual que permite que o mordente de 4 garras atinja uma precisão superior e manipule peças de trabalho complexas.

Conclusão

Utilize uma bucha de 3 braços para obter rapidez e eficiência em peças redondas padrão. Utilize uma bucha de 4 braços para obter a precisão, versatilidade e potência de aperto necessárias para formas irregulares e trabalhos de alta precisão.