Un mandril , mandril o árbol es una herramienta cónica contra la cual se puede forjar, prensar, estirar o dar forma al material (por ejemplo, un mandril de anillo, también llamado triblet [1] , utilizado por los joyeros para aumentar el diámetro de un anillo de bodas), o una barra con brida, cónica o roscada que sujeta una pieza de trabajo que se va a mecanizar en un torno . Un mandril con brida es una barra paralela de un diámetro específico con una brida integral hacia un extremo y roscada en el extremo opuesto. La pieza de trabajo se sujeta entre la brida y una tuerca en la rosca. Un mandril cónico (a menudo llamado mandril simple) tiene una conicidad de aproximadamente 0,005 pulgadas por pie y está diseñado para sujetar la pieza de trabajo al introducirla en un orificio preciso en la pieza de trabajo, sujetándola por fricción. Un mandril roscado puede tener una rosca macho o hembra, y la pieza de trabajo que tiene una rosca opuesta se atornilla al mandril.
En un torno, los mandriles se montan comúnmente entre centros y son accionados por un mordaza de torno (normalmente mandriles con brida o cónicos), pero también pueden sujetarse en un mandril (normalmente mandriles roscados) donde se va a mecanizar la cara exterior de la pieza de trabajo. Los mandriles roscados también pueden montarse entre centros.
Además de los tornos, los mandriles, más comúnmente llamados "mandriles", se utilizan para sujetar ruedas de pulido, sierras circulares y discos de lijado. Por lo general, estos mandriles consisten en un cilindro que está roscado en un extremo. Hay muchos tipos diferentes de mandriles para aplicaciones especializadas. Algunos ejemplos incluyen mandriles de mandril vivos, mandriles de anillo de toro vivos y mandriles de anillo de toro muertos.
Un ejemplo de un tipo de mandril es una barra de metal moldeada que se inserta en un elemento que se va a mecanizar o doblar según un patrón determinado, o junto a él, por ejemplo, al estirar un tubo de metal . Los tubos de escape de los automóviles se doblan con frecuencia utilizando un mandril durante la fabricación. El mandril permite doblar los tubos de escape en curvas suaves sin arrugas, dobleces ni colapsos indeseables. El vidrio fundido también puede moldearse de esta manera.
En un torno se utiliza un mandril para sujetar las piezas de madera, metal o plástico que se van a mecanizar a medida que se van torneando. De esta manera, se pueden roscar varillas, tornear patas de muebles para darles la forma deseada y darles una forma redonda a objetos con formas irregulares. En los tornos se utilizan varios tipos de mandriles. Los mandriles expansibles originales tienen una cuña ligeramente cónica que se expande para sujetar el artículo.
Un tercer tipo de mandril es el que se utiliza para sujetar hojas de sierra circular, ruedas de pulido (que se utilizan para pulir) y discos de lijado en taladros , sierras circulares y herramientas eléctricas similares. Un mandril de este tipo generalmente consta de un cilindro, roscado en un extremo, con una arandela soldada en el extremo roscado y un tornillo y una segunda arandela que lo acompañan y se utilizan para sujetar la hoja de sierra circular, el material de lijado u otra herramienta rotativa en el mandril.
Si bien la mayoría de los mandriles son accionados por conexión directa a un motor eléctrico u otro motor, otros mandriles pueden ser accionados por conexión a un eje accionado por polea y soportado por cojinetes .
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Un 'triblet' es un tipo de mandril que se encuentra en la fabricación de joyas [1] que no se inserta ni se sujeta con una máquina. Estos mandriles varían en tamaños y formas, desde pequeñas varillas de metal cónicas (mandriles de anillo) hasta secciones cónicas de metal independientes (utilizadas para hacer pulseras). A diferencia de los mandriles mecánicos, el proceso se realiza a mano. Al dar forma a un anillo o brazalete con un triblet, es típico doblar y soldar el metal en un bucle aproximado, luego colocarlo sobre el extremo más delgado del mandril. Una vez hecho, el siguiente paso es golpear la pieza en un movimiento hacia abajo con un martillo u otra herramienta para empujarla hacia el extremo más ancho. Esto obliga al metal a adoptar una verdadera forma de anillo. Los triblets con medidas cortadas en ellos (llamados 'palitos de tamaño de anillo') también se pueden usar como una forma rápida de medir el tamaño final de un anillo. Un triblet también se puede usar para hacer un anillo un poco más grande golpeándolo suavemente para forzarlo hacia abajo del cono, estirando así el metal. Los triblets también se utilizan para reparar anillos aplastados o dañados. [2]
También se utiliza un tipo de mandril para fabricar cañas para instrumentos de lengüeta doble , como el fagot o el oboe. [3]
Los mandriles también se utilizan en la fabricación industrial de materiales compuestos, como en el bobinado de filamentos . Durante el proceso de fabricación, los filamentos impregnados de resina se enrollan alrededor de un mandril para crear una estructura o pieza de material compuesto . La estructura se cura y se retira el mandril. Un problema con este tipo de proceso es la dificultad para retirar el mandril del trabajo terminado. Un mandril con una forma cambiante se puede extraer más fácilmente. [4] Cuando se calienta por encima de una cierta temperatura, el mandril se vuelve elástico y se puede manipular en la forma deseada y luego enfriarse para volverse rígido nuevamente en la nueva forma. Luego se puede usar en el proceso de bobinado de filamentos. Una vez que la pieza compuesta se cura, el mandril se puede recalentar hasta que sea elástico y se pueda quitar fácilmente de la pieza curada. Este tipo de mandriles se pueden usar repetidamente. [5]
Un mandril también puede estar hecho de una aleación de metal que se funde a baja temperatura. En este proceso, el compuesto se coloca sobre el mandril, se calienta para curar el material y luego se retira el mandril aumentando la temperatura para fundirlo y permitir que se escurra.
En la producción de núcleos de acero utilizados para transmisiones flexibles, el alambre central sobre el que se enrollan las capas subsiguientes se denomina mandril. Este "alambre central" puede estar compuesto por un solo alambre o por capas, según el tamaño del producto terminado.
Una sierra de corona generalmente se conecta a un mandril, siendo este último básicamente una broca con roscas para asegurar la sierra.
Los mandriles no son inventos recientes. El mecanizado de metales mediante el proceso de hilado se remonta a la época del antiguo Egipto. En el hilado de metales se utiliza un mandril de hilado de madera o metal cuya forma se corresponde con el contorno interno de la pieza que se va a producir. Este método sujeta firmemente la materia prima y permite un mecanizado preciso hasta obtener la forma final deseada. Dado que el material se sujeta internamente, no hay interferencias para el operador desde el conjunto torno/mandril durante la producción.
El mandril transversal se introdujo [ ¿dónde? ] alrededor de 1700 y ejemplificó el diseño de un mandril de torno capaz de deslizarse axialmente en sus cojinetes bajo el control del operador, de modo que se pudieran producir componentes con longitudes cortas de rosca , como tornillos. El mandril transversal fue empleado principalmente por relojeros y torneros ornamentales durante esta era. Finalmente, el dispositivo fue reemplazado por un dispositivo accionado por mandril llamado tornillo de avance , que utiliza un tren de engranajes que se pueden alterar según sea necesario para la aplicación de torneado.