Tipi di mandrini per macchine CNC: cosa devi sapere come ingegnere dell’automazione o UR?
Il mandrino di una macchina CNC svolge un ruolo fondamentale nel processo di lavorazione. Il suo tipo, il suo design e i suoi parametri determinano principalmente la precisione della lavorazione e la stabilità del processo. Tuttavia, l’effetto finale è influenzato anche da altri fattori, come la geometria dell’utensile o la rigidità del sistema della macchina. In qualità di azienda di servizi e vendita di automazione industriale, ci viene chiesto regolarmente quali sono i tipi di mandrini: qual è la differenza tra un mandrino da tornio, un mandrino da fresatura CNC e un mandrino da trapano. Questo articolo ti aiuterà a capire le differenze e a decidere quale sarà il migliore per la tua macchina.
Si tratta di un mandrino principale o di un mandrino portautensili? Quali sono le velocità, le coppie e i metodi di raffreddamento disponibili? Ecco una solida dose di conoscenze pratiche, senza soffiare sul fuoco con luoghi comuni tecnici.
Divisione di base dei mandrini CNC: quali sono i tipi?
- Mandrino portautensili – aziona un utensile di lavorazione (ad esempio una fresa, un coltello da tornio). Di solito opera ad alta velocità e spesso è dotato di un sistema di raffreddamento del mandrino e di sensori di temperatura.
- Mandrino principale di un tornio – ruota il pezzo da lavorare. Un tipico mandrino da tornio è progettato per gestire una coppia elevata a velocità relativamente basse.
- Mandrino di fresatura principale – responsabile del movimento rotatorio dell’utensile nel processo di fresatura, spesso dotato di trasmissione diretta e sistema di raffreddamento a liquido.
Varietà per applicazione
- Mandrino CNC per una fresatrice – solitamente robusto, raffreddato a liquido o a nebbia d’olio, ad azionamento diretto; in questo caso sono importanti l’alta precisione e la rigidità del banco.
- Mandrino del tornio – spesso utilizzato insieme a un mandrino idraulico; può essere dotato di un encoder per monitorare la velocità e l’angolo.
- Mandrino per trapano – strutturalmente più semplice, spesso con un’elevata assialità e resistenza assiale, ma è fondamentale anche una precisa disposizione dei cuscinetti per ridurre il run-out durante la perforazione. – strutturalmente più semplice, spesso con un alto grado di assialità e resistenza assiale, ma è fondamentale anche una precisa disposizione dei cuscinetti per ridurre il run-out durante la foratura.
La scelta del tipo di mandrino dipende dalla natura del lavoro: un tornio per i pezzi di precisione utilizzerà una disposizione dei mandrini completamente diversa rispetto ai centri di fresatura per la lavorazione pesante dell’alluminio o dell’acciaio inossidabile.
Cosa cercare quando si sceglie un mandrino CNC per la propria macchina?
Velocità – i mandrini delle fresatrici ad alta precisione possono raggiungere velocità fino a 24.000 giri al minuto, mentre i mandrini dei torni, a seconda del modello, funzionano da decine a 6.000 giri al minuto, offrendo più coppia a velocità inferiori.
Tipo di trasmissione: si distingue tra trasmissione a cinghia, trasmissione diretta e trasmissione a ingranaggi. La trasmissione diretta significa meno vibrazioni e maggiore stabilità assiale.
Cuscinetti – i mandrini di precisione utilizzano cuscinetti in ceramica, che resistono meglio alle alte velocità e al calore.
Raffreddamento – le applicazioni più potenti utilizzano il raffreddamento a liquido o a nebbia d’olio, mentre le applicazioni meno impegnative utilizzano il raffreddamento ad aria, che è sufficiente nei mandrini di potenza inferiore.
Il sistema di fissaggio degli utensili – ad esempio ISO, HSK, BT – viene selezionato in termini di rigidità e di cambio automatico degli utensili (ATC).
Vale la pena prestare attenzione anche alla cosiddetta testata, ovvero il componente meccanico che sostiene il mandrino e che spesso contiene il sistema di azionamento e i sensori. La sua geometria e rigidità influiscono direttamente sulla qualità del mandrino CNC.
| Tipo di mandrino | Gamma di velocità | Raffreddamento tipico |
|---|---|---|
| Mandrino di tornitura | 10 – 6 000 giri/min. |
Aria / liquido |
| Mandrino per fresatrice | 6.000 – 24.000 giri/min. | Liquido / nebbia d’olio |
| Mandrino del trapano | 500 – 10 000 giri/min. |
Aria |
Cosa fare quando il mandrino inizia a cedere?
I sintomi più comuni di problemi al mandrino sono un aumento del rumore, delle vibrazioni, del surriscaldamento, delle perdite di refrigerante o una diminuzione della precisione di lavorazione. Un segnale d’allarme può essere anche il gioco dell’utensile o un’anomalia assiale percepibile del pezzo nel tornio, che può essere dovuta a un danno ai cuscinetti del mandrino o a un’installazione impropria dell’utensile.
Quando compaiono questi sintomi, non vale la pena aspettare. I tempi di inattività costano più di una diagnosi e di una riparazione rapida.
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Se hai domande su uno specifico mandrino per tornio o per fresatrice, non esitare a contattarci. Ti aiuteremo non solo a riparare, ma anche a ottimizzare le prestazioni del tuo parco macchine.
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