A l'hora de mecanitzar i fabricar, és molt important assegurar correctament les peces durant diverses operacions. Aquestes són les eines de les quals no es poden prescindir per a aquesta finalitat. Permeten fixar materials ferromagnètics com a mètode de subjecció fiable i eficaç.
Per tant, quins són els principis de funcionament dels mandrils magnètics? Aquesta pregunta es respon aquí mirant els seus tipus, avantatges, aplicacions, factors a tenir en compte a l'hora d'utilitzar-los i manteniment i seguretat.
Què és el mandril magnètic?
A mandril magnèticés un dispositiu que s'utilitza en processos de mecanitzat i fabricació, com ara fresat, rectificat i tornejat, per mantenir peces de ferro al seu lloc durant aquestes operacions.
El mandril funciona segons el principi del magnetisme, estirant la peça de treball, assegurant així l'estabilitat i la precisió mentre la mecanitza. Com que les seves forces són diferents a tot arreu, hi ha disponible una selecció de mandrils magnètics o electroimants permanents.
Com funciona un mandril magnètic?
Un mandril magnètic és un dispositiu que utilitza el magnetisme per subjectar peces de metall ferros quan es mecanitzen. Així és com funciona:
Generació de camps magnètics: l'atracció generada per imants permanents o electroimants disposats en una configuració predeterminada sobre el mandril magnètic. Els mandrils magnètics permanents tenen una polaritat inalterable, mentre que els electromagnètics utilitzen bobines de filferro per les quals flueix el corrent elèctric per crear un camp magnètic.
Atracció del material fèrric: des del camp, la inducció resulta de la seva polaritat quan una peça ferrosa es col·loca sobre la superfície del mandril magnètic. Els pols oposats s'atrauen, creant una força de retenció que subjecta la peça amb força.
Precisió del suport: durant les operacions de mecanitzat, la peça es manté quieta sense cap moviment ni soroll visible a causa de la presa ferma del mandril magnètic. Això afavoreix la precisió i, per tant, es produeixen productes acabats d'alta qualitat.
Ajustabilitat (per a mandrils electromagnètics): els mandrils electromagnètics permeten l'ajust. Depenent del requisit del procés de mecanitzat, el corrent elèctric variable subministrat als cables controla la força del magnetisme i la força de retenció que exerceix. Això permet la versatilitat per subjectar diferents mides i formes de peces de treball.
Mecanisme d'alliberament: després del mecanitzat, el mandril magnètic es pot desactivar per alliberar la peça. Per als mandrils electromagnètics, això implica apagar el corrent elèctric a les bobines, mentre que per als mandrils magnètics permanents, el camp magnètic es dissipa naturalment.
Tipus de mandrils magnètics
Els mandrils magnètics es classifiquen segons les seves propietats magnètiques.
Mandrils magnètics permanents
Un mandril magnètic permanent consta de pals permanents i fixos que atrauen la peça de manera contínua. Aquests inclouen imants amb pols oposats colpejats sobre una placa superior encastada en una unitat.
Funcionen sense electricitat perquè es puguin fer servir i mantenir fàcilment. Tot i que són senzills i de llarga durada, poden necessitar més intensitat de força de retenció per a materials de gran pes.
Portabroques electromagnètics
Els imants no funcionen en mandrils electromagnètics tret que hi passi un corrent elèctric. Aquest tipus de mandril es pot apagar, deixant anar una peça de manera ràpida i senzilla un cop apagada; una peça no es pot alliberar si encara hi ha un flux elèctric.
El corrent continu travessa la bobina, magnetitzant el nucli interior i formant un camp magnètic en aquests mandrils. A diferència dels mandrils magnètics permanents, desenvolupen un major poder d'adhesió i poden subjectar amb seguretat productes de forma irregular.
Portabroques magnètics electro-permanents
Els mandrils magnètics electropermanents són una combinació de tipus electromagnètics i permanents. Requereixen una descàrrega elèctrica per bloquejar i desbloquejar la peça de treball. Agafen fermament la peça fins i tot quan hi ha un tall de corrent, evitant així l'alliberament accidental.
Cada imant d'un mandril electropermanent està envoltat per una bobina elèctrica, que permet un canvi ràpid de polaritat. Les bobines també controlen l'atracció magnètica que exerceix el mandril durant les operacions de mecanitzat, fent-lo versàtil i estable.
Avantatges de l'ús de mandrils magnètics
Els mandrils magnètics tenen molts avantatges que els fan útils per a diverses aplicacions en processos de mecanitzat i fabricació.
Subjecció segura: això implica que els mandrils magnètics proporcionen una presa ferma a la peça de treball per assegurar-se que es mantingui correctament fixada durant les operacions de mecanitzat, augmentant la precisió i la precisió.
Versatilitat: en subjectar de manera segura qualsevol peça amb o sense superfícies planes, grans o petites, els mandrils magnètics són molt flexibles per a les configuracions de mecanitzat.
Temps de configuració reduït: els mandrils magnètics redueixen el temps necessari per preparar la configuració de la màquina en comparació amb els sistemes de subjecció tradicionals. No requereixen pinces o accessoris voluminosos i, per tant, es poden utilitzar per col·locar peces a la seva superfície ràpidament. Això comporta un millor rendiment i una major productivitat durant les operacions de mecanitzat.
Accessibilitat: els mandrils magnètics proporcionen una accessibilitat sense obstacles a tota la superfície de la peça, permetent el mecanitzat de múltiples cares sense reposicionar. El procés de mecanitzat es millora reduint la complexitat de les configuracions i, per tant, estalvia temps i energia.
Acabat superficial millorat: els mandrils magnètics ajuden a minimitzar les vibracions i els moviments durant el mecanitzat subjectant la peça amb fermesa. En conseqüència, això proporciona un acabat superficial més llis a la peça mecanitzada, la qual cosa significa que es necessiten menys processos d'acabat addicionals, la qual cosa condueix a una millor qualitat del producte.
Rentabilitat: A més dels seus avantatges operacionals, també hi ha una relació cost-efectivitat relacionada amb l'ús de mandrils magnètics per a la subjecció del treball. Aquests tipus tenen una llarga vida útil i necessiten menys manteniment, per la qual cosa es tornen més econòmics que altres mètodes de fixació de treballs.
Seguretat: A més de garantir cap desplaçament o moviment d'una peça en procés de processament que pugui provocar accidents en els entorns de producció, ofereixen una rígida seguretat davant els contratemps generats per qualsevol lleuger desplaçament de qualsevol peça durant les operacions de mecanitzat. A més, eliminen la necessitat de subjectar manualment, reduint el risc de lesions de l'operador.
Aplicacions del mandril magnètic
A causa de la seva flexibilitat i eficiència en la realització del treball, els mandrils magnètics s'utilitzen en diverses indústries. Aquí és on troben l'ús més extens.
Processament de tall de metalls: els mandrils magnètics s'utilitzen àmpliament en processos de tall de metalls com ara tornejat, fresat, rectificat, planxat i trepat, entre d'altres. Es poden utilitzar per a aplicacions generals de màquines-eina i aplicacions de centres de mecanitzat sense que es requereixi cap canvi al disseny original de les màquines-eina.
Canvi ràpid de motlle: aquest nom és fonamental en les mesures de canvi ràpid de motlle, especialment en màquines d'emmotllament per injecció i premses seques de ceràmica. No requereix molta alteració ja que només en necessita un control per fer un seguiment del temps refrescant els motlles a gran velocitat; això és possible gràcies a les màquines d'emmotllament per injecció que disposen de mandrils magnètics electropermanents, que es tornen rendibles amb marges de benefici més importants i, per tant, la majoria dels usuaris els prefereixen davant d'altres tipus.
Elevació magnètica: els mandrils magnètics s'utilitzen en operacions d'elevació/manipulació, principalment en plaques d'acer individuals relacionades amb indústries com ara eixos d'automòbils, xassís d'automòbils o construcció naval de contenidors. Per exemple, les plaques d'acer manipulades mitjançant un sistema d'elevació magnètic electropermanent seran recollides de manera plana dels llocs enganxats, per la qual cosa és adequada per a aquests casos.
Subjecció de soldadura: la soldadura implica l'ús de mandrils magnètics com a dispositius de subjecció eficients quan es treballa en seccions de canonades i plaques d'acer. Els imants permanents electromagnètics per a la soldadura de pinces són superiors a qualsevol altra forma actual de subjecció a causa de les seves potents capacitats adhesives, fiabilitat i facilitat d'ús.
Factors a tenir en compte quan s'utilitza un mandril magnètic
Per a un mandril magnètic, s'han de tenir en compte diverses coses per aconseguir el millor rendiment possible i millorar la seguretat:
Material de la peça
Pel que fa a l'ús d'un mandril magnètic, s'ha de tenir en compte la composició del material a les peces. Els mandrils magnètics estan destinats a subjectar-se amb força als materials fèrrics i, per tant, cal assegurar-se que la peça de treball estigui feta d'alguna cosa que pugui ser atreta per la força magnètica. Els materials no fèrrics poden requerir altres mitjans de fixació, com ara pinces mecàniques o mandrils de buit, per evitar el moviment durant el mecanitzat.
Mida i forma del mandril
La mida i la forma de la peça de treball han de coincidir amb les del mandril magnètic per obtenir una alineació adequada i la màxima força de retenció. Si s'escull un mandril petit, podria haver-hi una àrea de contacte inadequada, que es tradueix en una disminució de les forces de retenció, que permetria un cert moviment de la peça durant el mecanitzat. A més, els mandrils amb una forma incorrecta provocaran una pressió irregular de la fixació i una precisió de mecanitzat reduïda.
Força magnètica
La deformació o la destrucció de la peça ha d'influir en la força magnètica d'ajust que exerceix el mandril. Una força magnètica excessiva pot provocar la flexió o la distorsió de peces primes o delicades, mentre que no tenir-ne prou pot provocar el lliscament i la subjecció insuficient de la peça durant el mecanitzat. L'ajust acurat de la força magnètica us proporcionarà una subjecció perfecta sense afectar la qualitat de les operacions de mecanitzat.
Condició de la superfície
L'estat d'una superfície de treball sobre la qual es col·loca un plat d'imant és molt important per mantenir la màxima potència de retenció i el grau de precisió per a la fabricació. Assegureu-vos que estigui net, pla i lliure de residus o qualsevol altra contaminació abans de posar-hi l'article. Qualsevol incoherència o defecte a la seva superfície contribueix molt a no arreglar un article i a aconseguir mals resultats després del processament, acabant així amb algunes imprecisions i errors en els productes acabats.
Precaucions de seguretat
S'han de tenir en compte les mesures de seguretat quan s'utilitza un mandril magnètic per evitar accidents o lesions. No agafeu les mans ni els dits entre el mandril i l'objecte mecanitzat sempre que estigui encès perquè es poden produir lesions greus com a conseqüència de l'atrapament a causa d'una forta tracció magnètica. A més, seguiu totes les instruccions que el fabricant dóna sobre l'ús i el manteniment segurs d'un mandril d'imants per minimitzar aquests riscos mentre s'utilitzen aquestes màquines de manera segura i correcta.
Consideracions de manteniment i seguretat
El manteniment regular és vital per garantir el millor rendiment i la vida útil més llarga dels mandrils magnètics. Alguns factors a tenir en compte durant el manteniment i la seguretat inclouen;
Neteja: en alguns casos, netegeu la superfície d'un mandril d'imants per eliminar les substàncies que el puguin entallar.
Inspecció: comproveu periòdicament si hi ha signes de desgast o danys, com ara esquerdes o una superfície de desgast desigual.
Seguretat elèctrica: assegureu-vos que les connexions elèctriques adequades es mantinguin als mandrils electromagnètics per evitar complicacions o perills.
Emmagatzematge adequat: col·loqueu els mandrils magnètics en un lloc net i sec, lliure d'humitat i temperatures extremes, que poden provocar danys.
Conclusió
Els mandrils magnètics segueixen sent eines vitals dins de les indústries de mecanitzat i fabricació, que permeten subjectar de manera segura les peces implicades en diverses operacions. La comprensió de com funcionen, els seus tipus, avantatges, aplicacions i quines qüestions de manteniment s'han de tenir en compte és essencial per a una utilització òptima per garantir activitats de mecanitzat segures i efectives.
