Ao usinar e fabricar, é muito importante fixar as peças de trabalho adequadamente durante várias operações. Estas são as ferramentas que não podem ser dispensadas para este fim. Eles possibilitam a fixação de materiais ferromagnéticos como um método de fixação confiável e eficaz.
Portanto, quais são os princípios de funcionamento dos mandris magnéticos? Esta questão é respondida aqui analisando seus tipos, vantagens, aplicações, fatores a serem considerados ao usá-los, além de manutenção e segurança.
O que é mandril magnético?
A mandril magnéticoé um dispositivo usado em processos de usinagem e fabricação, como fresamento, retificação e torneamento, para manter peças ferrosas no lugar durante essas operações.
O mandril funciona segundo o princípio do magnetismo, puxando a peça, garantindo estabilidade e precisão na usinagem. Como suas resistências são diferentes em todos os lugares, uma seleção dependente de mandris magnéticos permanentes ou eletroímãs está disponível.
Como funciona um mandril magnético?
Um mandril magnético é um dispositivo que usa magnetismo para segurar peças de metal ferroso quando usinadas. Veja como funciona:
Geração de Campo Magnético: Atração gerada por ímãs permanentes ou eletroímãs dispostos em uma configuração pré-determinada no mandril magnético. Os mandris magnéticos permanentes têm polaridade imutável, enquanto os eletromagnéticos usam bobinas de fio através das quais a corrente elétrica flui para criar um campo magnético.
Atração de material ferroso: Do campo, a indução resulta de sua polaridade quando uma peça ferrosa é colocada sobre a superfície do mandril magnético. Pólos opostos se atraem, criando uma força de retenção que prende firmemente a peça de trabalho a ela.
Precisão do suporte: Durante as operações de usinagem, a peça permanece imóvel, sem qualquer movimento ou ruído visível devido ao aperto firme do mandril magnético. Isso promove a precisão, produzindo assim produtos acabados de alta qualidade.
Ajustabilidade (para mandris eletromagnéticos): Os mandris eletromagnéticos permitem ajuste. Dependendo da exigência do processo de usinagem, a variação da corrente elétrica fornecida aos fios controla a força do magnetismo e a força de retenção que ele exerce. Isso permite versatilidade no suporte de vários tamanhos e formatos de peças de trabalho.
Mecanismo de liberação: Após a usinagem, o mandril magnético pode ser desativado para liberar a peça. Para mandris eletromagnéticos, isso envolve desligar a corrente elétrica para as bobinas, enquanto para mandris magnéticos permanentes, o campo magnético se dissipa naturalmente.
Tipos de mandris magnéticos
Os mandris magnéticos são classificados de acordo com suas propriedades magnéticas.
Mandris Magnéticos Permanentes
Um mandril magnético permanente compreende pólos permanentes e fixos que puxam a peça continuamente. Isso inclui ímãs com pólos opostos colocados em uma placa superior encerrada em uma unidade.
Eles operam sem eletricidade para que possam ser facilmente operados e mantidos. Embora sejam simples e duradouros, podem precisar de mais intensidade de força de retenção para materiais pesados.
Mandris Eletromagnéticos
Os ímãs não funcionam em mandris eletromagnéticos, a menos que uma corrente elétrica flua através deles. Este tipo de mandril pode ser desligado, liberando uma peça de forma rápida e fácil depois de desligado; uma peça de trabalho não pode ser liberada se ainda houver fluxo elétrico.
A corrente contínua passa pela bobina, magnetizando o núcleo interno e formando um campo magnético nesses mandris. Ao contrário dos mandris magnéticos permanentes, eles desenvolvem maior poder de adesão e podem segurar com segurança produtos com formatos irregulares.
Mandris magnéticos eletropermanentes
Os mandris magnéticos eletropermanentes são uma combinação dos tipos eletromagnético e permanente. Eles exigem um choque elétrico para travar e destravar a peça de trabalho. Eles seguram a peça de trabalho com firmeza mesmo em caso de corte de energia, evitando assim a liberação acidental.
Cada ímã em um mandril eletropermanente é cercado por uma bobina elétrica, permitindo uma rápida mudança de polaridade. As bobinas também controlam a força magnética exercida pelo mandril durante as operações de usinagem, tornando-o versátil e estável.
Vantagens de usar mandris magnéticos
Os mandris magnéticos têm muitos benefícios que os tornam úteis para diversas aplicações em processos de usinagem e fabricação.
Fixação segura: Isso implica que os mandris magnéticos proporcionam uma aderência firme à peça de trabalho para garantir que ela permaneça fixada corretamente durante as operações de usinagem, aumentando a exatidão e a precisão.
Versatilidade: Ao segurar com segurança qualquer peça de trabalho com ou sem áreas de superfície plana, de tamanhos grandes ou pequenos, os mandris magnéticos são muito flexíveis para configurações de usinagem.
Tempo de configuração reduzido: Os mandris magnéticos reduzem o tempo necessário para preparar a configuração da máquina em comparação com os sistemas de fixação tradicionais. Eles não requerem grampos ou acessórios volumosos e, portanto, podem ser usados para posicionar peças de trabalho rapidamente em sua superfície. Isso leva a um melhor desempenho e maior produtividade durante as operações de usinagem.
Acessibilidade: Os mandris magnéticos proporcionam acessibilidade desimpedida a toda a superfície da peça, permitindo usinagem em vários lados sem reposicionamento. O processo de usinagem é melhorado com a redução da complexidade dos setups e, portanto, economiza tempo e energia.
Acabamento superficial aprimorado: Os mandris magnéticos ajudam a minimizar vibrações e movimentos durante a usinagem, segurando a peça de trabalho com firmeza. Consequentemente, isso proporciona um acabamento superficial mais liso na peça usinada, o que significa que são necessários menos processos de acabamento adicionais, levando a uma melhor qualidade do produto.
Custo-benefício: Além de suas vantagens operacionais, há também economia associada ao uso de mandris magnéticos para fixação de trabalho. Estes tipos têm uma longa vida útil e necessitam de menos manutenção, tornando-se assim mais económicos do que outros métodos de fixação.
Segurança: Além de garantirem nenhum deslocamento ou movimentação de uma peça em processamento que possa causar acidentes nos ambientes de produção, oferecem rígida segurança contra contratempos gerados por qualquer leve deslocamento de qualquer peça durante as operações de usinagem. Além disso, eliminam a necessidade de fixação manual, reduzindo o risco de ferimentos ao operador.
Aplicações do mandril magnético
Devido à sua flexibilidade e eficiência na fixação do trabalho, os mandris magnéticos são utilizados em vários setores. É aqui que eles encontram o uso mais extenso.
Processamento de corte de metal: Os mandris magnéticos são amplamente empregados em processos de corte de metal, como torneamento, fresamento, retificação, aplainamento e furação, entre outros. Eles podem ser usados para aplicações gerais de máquinas-ferramenta e aplicações em centros de usinagem sem quaisquer alterações necessárias no projeto original das máquinas-ferramentas.
Troca rápida de molde: Este nome é fundamental em medidas de troca rápida de molde, principalmente em máquinas de moldagem por injeção e prensas secas de cerâmica. Não requer muitas alterações, pois apenas um controle é necessário para controlar o tempo de atualização dos moldes em alta velocidade; isso é possível devido às máquinas injetoras que possuem mandris magnéticos eletropermanentes, que se tornam lucrativas com margens de lucro mais significativas e, portanto, a maioria dos usuários as prefere a outros tipos.
Elevação magnética: Os mandris magnéticos são usados em operações de elevação/manuseio, principalmente em placas de aço individuais relacionadas a indústrias como eixos automotivos, chassis de automóveis ou construção naval de contêineres. Por exemplo, chapas de aço manuseadas por meio de um sistema de levantamento magnético eletropermanente serão recolhidas planas de locais grudados, tornando-o adequado para esses casos.
Fixação por soldagem: A soldagem envolve o uso de mandris magnéticos como dispositivos de fixação eficientes ao trabalhar em seções de tubos e placas de aço. Os ímãs permanentes eletromagnéticos para soldagem por grampo são superiores a qualquer outra forma atual de fixação devido às suas poderosas capacidades adesivas, confiabilidade e facilidade de uso.
Fatores a serem considerados ao usar um mandril magnético
Para um mandril magnético, vários aspectos devem ser levados em consideração para obter o melhor desempenho possível e aumentar a segurança:
Material da peça
Quanto ao emprego de um mandril magnético, deve-se considerar a composição do material nas peças. Os mandris magnéticos destinam-se a segurar firmemente materiais ferrosos e, portanto, deve-se garantir que a peça de trabalho seja feita de algo que possa ser atraído pela força magnética. Os materiais não ferrosos podem exigir outros meios de fixação, como grampos mecânicos ou mandris a vácuo, para evitar movimentos durante a usinagem.
Tamanho e formato do mandril
O tamanho e a forma da peça de trabalho devem corresponder aos do mandril magnético para obter o alinhamento adequado e a força de retenção máxima. Se, em vez disso, for escolhido um mandril pequeno, poderá haver uma área de contato inadequada, resultando na diminuição das forças de retenção, o que permitiria algum movimento da peça durante a usinagem. Além disso, mandris com formato incorreto levarão a uma pressão de fixação irregular e reduzirão a precisão da usinagem.
Força magnética
A deformação ou destruição da peça de trabalho deve influenciar a força magnética de ajuste exercida pelo mandril. A força magnética excessiva pode levar à flexão ou distorção de peças de trabalho finas ou delicadas, enquanto a falta de força magnética pode resultar em deslizamento e retenção insuficiente da peça de trabalho durante a usinagem. O ajuste cuidadoso da força magnética proporcionará uma fixação perfeita sem afetar a qualidade das operações de usinagem.
Condição da superfície
A condição de uma superfície de trabalho na qual um mandril magnético é colocado é muito importante para manter o máximo poder de retenção e o grau de precisão para fins de fabricação. Certifique-se de que esteja limpo, plano e livre de detritos ou qualquer outra contaminação antes de colocar o item sobre ele. Quaisquer inconsistências ou defeitos na sua superfície contribuem muito para a falha na fixação de um item e para a obtenção de maus resultados após o processamento, resultando em algumas imprecisões e falhas nos produtos acabados.
Precauções de segurança
Medidas de segurança devem ser consideradas ao usar um mandril magnético para evitar acidentes ou ferimentos. Não coloque as mãos ou os dedos entre o mandril e o objeto usinado enquanto ele estiver colocado, pois podem ocorrer ferimentos graves resultantes de entalamento devido à forte atração magnética. Além disso, siga todas as instruções fornecidas pelo fabricante em relação ao uso e manutenção seguros de um mandril magnético para minimizar tais riscos ao usar essas máquinas de forma segura e correta.
Considerações sobre manutenção e segurança
A manutenção regular é vital para garantir o melhor desempenho e a maior vida útil dos mandris magnéticos. Alguns fatores a serem considerados durante a manutenção e segurança incluem;
Limpeza: Em alguns casos, limpe a superfície de um mandril magnético para remover substâncias que possam manchá-lo.
Inspeção: Verifique periodicamente se há sinais de desgaste ou danos, como rachaduras ou superfície com desgaste irregular.
Segurança Elétrica: Certifique-se de que as conexões elétricas adequadas sejam mantidas nos mandris eletromagnéticos para evitar complicações ou perigos.
Armazenamento adequado: Coloque os mandris magnéticos em local limpo e seco, livre de umidade e temperaturas extremas, que podem resultar em danos.
Conclusão
Os mandris magnéticos continuam sendo ferramentas vitais nas indústrias de usinagem e manufatura, permitindo a fixação segura de peças envolvidas em diversas operações. A compreensão de como eles operam, seus tipos, vantagens, aplicações e quais questões de manutenção precisam ser consideradas é essencial para uma utilização ideal e garantir atividades de usinagem seguras e eficazes.
