Mandrins et Mandrin

Pour de nombreuses opérations de tournage sur bois, un mandrin effectue le travail essentiel de maintenir le travail en toute sécurité et en toute sécurité. Ces opérations présentent souvent des exigences uniques, de sorte qu’une gamme vertigineuse de mandrins fabriqués et fabriqués en atelier ont évolué pour saisir, dilater, visser, comprimer, piéger, tirer, bloquer, coller – et même pour déplacer le travail selon un motif excentrique. Savoir quel mandrin utiliser peut être déroutant, d’autant plus que la plupart sont conçus pour des applications spécifiques, ils ont donc tous des forces et des faiblesses. L’apprentissage des mandrins élargira vos capacités et rendra votre tournage plus sûr, pour démarrer.

Préoccupations critiques

Gardez toujours trois règles à l’esprit lorsque vous utilisez un mandrin.

Sécurité: La directive principale du tournage est de garder le travail sur le tour. L’utilisation du mauvais mandrin ou le montage incorrect d’une ébauche peut entraîner un désastre. D’innombrables pièces ont été endommagées ou détruites et de nombreux tourneurs grièvement blessés – certains même mortellement – par une défaillance du mandrin. Surtout, rappelez-vous qu’aucun mandrin n’est fiable à 100%. Par conséquent, lors de l’utilisation d’un mandrin, il est impératif de porter un écran facial complet certifié ANSI Z87 +. Portez également une attention particulière à la vitesse du tour — une vitesse excessive est le dénominateur le plus courant dans les accidents de tour.

Artisanat: Un tournage terminé ne doit montrer aucune trace d’apposition sur le tour. Les trous de vis et autres marques de montage laissées par un mandrin témoignent d’un travail médiocre. Les remplir ou les recouvrir de plaques de feutre ne le coupe pas. Et ne laissez jamais le mandrin déterminer les dimensions clés de votre pièce. (Quand j’ai commencé à tourner, les bases de tous mes bols avaient un diamètre de 3 “, car je tournais toujours les extérieurs jusqu’à la plaque frontale de 3″que j’avais.) Même un bol à pieds sur lequel les dimensions du pied sont basées sur le mandrin qui le tenait est un exemple de conception piétonne.Précision

: Ne pas centrer avec précision une pièce dans ou sur un mandrin peut causer des problèmes qui peuvent être impossibles à corriger. L’utilisation d’un mandrin qui ne fonctionne pas correctement produira des résultats frustrants similaires. Faites-en une pratique pour éviter les mandrins usés ou mal faits.

Types de mandrins

Au fur et à mesure que vos compétences en tournage augmentent et que vos projets deviennent plus aventureux, vous continuerez à rencontrer différentes mandrins et méthodes de serrage, dont la plupart ont été conçus par des tourneurs pionniers. Chaque type de mandrin a des variations. Et il y a une version fabriquée par turner de (ou qui précède) pratiquement tous les chuck commerciaux. Les mandrins qui suivent ne sont que la pointe de l’iceberg.

Mandrins qui saisissent

Photo 1. Un mandrin à quatre mâchoires a des mâchoires qui défilent à l’intérieur et à l’extérieur pour s’adapter à des ébauches tournantes de différentes tailles. La plupart des mandrins à défilement offrent une variété de mâchoires et d’autres options, y compris la possibilité de tenir d’autres types de mandrins.

Les mandrins à quatre mâchoires sont probablement les plus grands progrès de la technologie des mandrins (Photo 1). Les meilleurs mandrins de défilement actuellement sur le marché ont largement résolu les problèmes associés aux premières versions, y compris les problèmes de précision, l’usure des surfaces métalliques critiques et une mauvaise tendance à se desserrer en tournant. Cependant, les mandrins de défilement modernes ont encore quelques bizarreries qu’il est important de connaître.

Photo 2. Pour monter un flan sur un mandrin à rouleau, tournez un tenon aussi grand et long que les mâchoires le permettent, avec un épaulement légèrement concave. Gardez le mécanisme de défilement dans le corps du mandrin.

1. La direction du grain compte (voir la Première Loi de serrage de Lacer). La faiblesse du grain court est un facteur critique lorsqu’un mandrin à rouleau est utilisé pour le tournage du grain de face, car une prise au mauvais point peut provoquer une fracture du bois, en particulier du bois sec ou cassant ou du bois qui se fend naturellement facilement, comme le chêne.
2. Maximisez l’adhérence du mandrin (Photo 2). Utilisez toujours un mandrin de taille appropriée et des mâchoires de taille appropriée. (À mesure que la taille et le poids de l’ébauche augmentent, la surface de contact entre le bois et le mandrin doit également augmenter.) Façonnez le point de montage de manière à ce que les mâchoires du mandrin agrippent autant de surface (diamètre et longueur) que possible. Créez un épaulement qui repose sur le dessus des mâchoires comme surface d’appui. Et utilisez des mâchoires dentelées.
3. Abritez les mâchoires en toute sécurité. Pour éviter d’entrer en contact avec les coins de rotation pointus des mécanismes de défilement, gardez les mécanismes en défilement à l’intérieur du corps du mandrin. Cela empêche également les mâchoires d’être trop étendues, de sorte qu’elles ne sortent pas du mandrin.

Mandrins qui se dilatent

Souvent, le même mandrin qui se ferme sur le travail est également conçu pour se dilater dans un évidement. Ceci est particulièrement utile lorsqu’un évidement peu profond est le seul support disponible (comme lors du tournage d’une plaque ou d’un plateau) ou lors du serrage dans une ouverture percée ou tournée (comme lors du tournage d’un moulin à poivre). Ces mandrins fonctionnent raisonnablement bien, tant que la pression extérieure exercée lors du montage ne fend pas le bois. Cependant, une force excessive exercée par une prise ou un enfoncement lors du tournage peut fendre le bois et éloigner le travail du mandrin.

Mandrins qui se vissent

Photo 3. Une plaque frontale avec vis est un excellent choix pour le tournage du grain de face. La taille de la plaque, sa composition, le type de vis et la longueur de leurs filetages se combinent pour offrir une énorme gamme de capacité de maintien.

Aucun autre mandrin n’offre une puissance de maintien aussi large qu’une plaque frontale avec vis (Photo 3). Combinées à la surface d’appui de la plaque, les vis offrent une résistance de serrage remarquable — même un mandrin avec une seule vis au centre peut offrir une puissance de maintien surprenante. Cependant, ces mandrins ne conviennent que pour le tournage du grain de face, lorsque les vis sont montées dans le grain de face de l’ébauche (tels que des bols à grain de face, des plateaux, des sièges de tabouret et similaires). Les plaques frontales avec vis ne doivent pas être utilisées si les vis se fixent dans le grain d’extrémité de l’ébauche (y compris les bols à grain d’extrémité, les boîtes, les gobelets, par exemple).

Assurez-vous toujours que la plaque frontale est plate. Le point de montage sur le bois doit également être plat ou très légèrement concave — jamais convexe ou irrégulier, ou avec des taches hautes. Voici quelques autres problèmes clés concernant les plaques avant:

Ne lésinez pas. Achetez une façade en acier massif de haute qualité ou en fonte lourde. Les tailles les plus pratiques sont 3″ et 4″ dia.- choisissez-en un en acier monobloc ou même en acier inoxydable avec au moins quatre trous. Les plaques avant de 6 “de diamètre et plus sont généralement en fonte. Choisissez-en un d’au moins 1/2 “d’épaisseur. Dans n’importe quelle plaque frontale, plus il y a de trous, mieux c’est — ma plaque frontale préférée de 3 “a 6 trous; parfois, je remplis tous les trous de ma plaque frontale de 8” avec de longues vis # 14!

Utilisez les vis de droite. Les meilleurs choix que j’ai trouvés sont les vis en tôle à têtes carrées, les vis Tapcon® (tête hexagonale, 3/16 “de diamètre. et 1/4” de diamètre.) et des vis SPAX® Philips ou à entraînement carré ou à plusieurs matériaux. N’utilisez pas de vis à bois, de vis pour cloisons sèches ou de vis de plate—forme – elles sont souvent fragiles et ont trop peu de puissance de maintien en raison de filetages peu profonds et de diamètres plus petits.

Utilisez les vis #10 # 12 ou #14 pour la plupart des situations — commencez toujours par percer des trous pilotes. Les vis à tête hexagonale peuvent être le meilleur choix si le travail est grand et lourd et que la plaque frontale mesure 10 “ou plus. Achetez une variété de longueurs de vis: longues pour l’ébauche (surtout lors du vissage dans ce qui sera l’ouverture d’un bol); plus courtes pour le tournage de finition ou les petits travaux légers — mais toujours sur le côté long. Même pour les petits travaux, chaque vis doit pénétrer au moins 1/2 “dans le bois (filetage complet; le point de plomb ne compte pas). Une pénétration plus profonde et plus de vis sont toujours des chemins plus sûrs, en particulier lorsque vous travaillez de gros diamètres lourds ou des travaux déséquilibrés.

Éliminer les trous de vis. Le simple fait de les remplir ou de les couvrir semble amateur. Au lieu de cela, apprenez une ou plusieurs méthodes de “serrage inversé”. Le serrage inverse consiste à retirer le travail après avoir terminé la majeure partie du tournage et à le monter en marche arrière, afin de terminer la base.

Photo 4. Éliminez les trous de vis sans perdre de hauteur en creusant la zone contenant les trous, en les détournant ou en collant un bloc de déchets à l’arrière de l’ébauche.

Une fois le travail retourné, le moyen le plus simple de retirer les trous est de baisser la base. Considérez la hauteur que vous perdez dans le cadre du processus et de votre conception. D’autre part, si le flan est trop fin ou si le bois est si précieux que vous ne voulez pas en perdre, vous avez le choix entre plusieurs options (Photo 4): Créer un évidement à l’endroit où résidaient les trous, réduire le diamètre de la base à l’intérieur de l ‘”orbite de vis” (l’anneau qui décrit le cercle de vis) ou coller sur un bloc de déchets pour loger les vis et le retirer une fois le tournage terminé.

Les restes de feuillus tels que le peuplier, l’érable tendre, le frêne, le noyer et le cerisier conviennent aux déchets. N’utilisez pas de bois faibles tels que le pin, le cèdre et l’épinette ou le contreplaqué, qui peuvent se séparer. Utilisez de la colle jaune ou blanche pour coller sur un bloc de déchets. Serrer le joint pendant au moins 12 heures et laisser sécher au moins 24 heures avant de le tourner. Ne collez pas un morceau de papier entre le bloc de déchets et le blanc. Cela crée une articulation faible qui peut se séparer. Pour les bois humides, utilisez un bloc de déchets de bois sec et de la colle CA de viscosité moyenne. Serrer légèrement le joint et laisser sécher au moins deux heures.

Mandrins qui se compressent

Photo 5. Un mandrin de compression est utilisé en conjonction avec la poupée mobile pour remonter le travail afin de permettre la finition de sa base (appelée “serrage inversé”). Ici, l’œuvre sera simplement pressée contre un bloc de bois avec une face rembourrée.

Un bloc de bois avec un tampon antidérapant monté sur sa face (le tapis de toupie de 1/8″ fonctionne bien) est le cœur d’une configuration de serrage inverse simple (Photo 5). Ce type de mandrin est particulièrement utile pour les bols et les récipients à bords naturels, les bols minces à bords délicats et pour remodeler la surface de montage d’un bol “deux fois tourné” pour le remonter dans un mandrin à défilement. (Un bol “deux fois tourné” est ébauché dans une ébauche verte, laissé sécher puis remonté pour le tournage final.)

Photo 6. Pour centrer le travail sur un mandrin de compression, montez-le avec une légère pression et tournez le tour à la main pour localiser le point haut. Desserrez légèrement la poupée mobile, poussez sur la marque, serrez et marquez à nouveau. Répétez jusqu’à ce que le marquage crée un cercle complet.

Montez le bloc avec le matériau antidérapant sur une plaque frontale ou dans un mandrin à molette. Centrez un bol ou un récipient presque terminé sur le bloc. Utilisez ensuite le centre de contre-pointe pour appuyer fermement la base de l’ouvrage contre le bloc, de sorte que la compression — et le frottement — maintiennent l’ouvrage pendant que sa base est en forme. Assurez-vous de centrer le travail avec précision (photo 6). Cette configuration permet de travailler le dessous de la base, sauf près du centre de la contre-pointe (cette zone doit être travaillée après que la pièce se soit détachée du tour). Cette configuration permet également de travailler les côtés, mais seulement environ un quart du chemin depuis le bas.

Mandrins qui emprisonnent

Photo 7. Le piège à mandrins à mandrin fonctionne avec des trous pré-percés sur un arbre fileté (entre les bagues dans ce cas). Une extrémité de ce mandrin tournant se monte dans la poupée. La poupée mobile supporte l’extrémité opposée.

La méthode la plus courante pour monter des ébauches tournantes avec des trous traversants — des ébauches de stylo, par exemple — consiste à les piéger sur un mandrin (photo 7). Les moulins à poivre, les appels au jeu, les bracelets et les roues à jouets sont fréquemment montés de cette façon.

Photo 8. Ce mandrin de piégeage pour le serrage inversé offre un accès complet au fond de l’ouvrage et un haut niveau de sécurité. Le système se compose d’anneaux rembourrés de différents diamètres qui se boulonnent sur une base et une plaque frontale dédiées.

Un mandrin de piégeage inhabituel pour le serrage inversé laisse peu de chance au travail de s’envoler du tour (photo 8). Une excellente option lorsque l’accès complet au fond de l’œuvre est souhaité, ce système est particulièrement utile pour les détails complets de la base.

Mandrins qui Tirent

Photo 9. Le serrage sous vide est un moyen rapide de monter un bol pour un serrage inversé. Cette méthode permet un accès total au fond de l’œuvre, mais elle nécessite un investissement considérable.

L’utilisation de la pression sous vide pour maintenir le travail sur le tour est une option relativement nouvelle pour le serrage inversé (photo 9). Ce système est idéal pour les travaux de production ou si un accès complet au fond de la pièce est souhaité, mais il ne convient pas aux pièces fragiles ou très profondes, aux pièces contenant des vides et aux bois à pores ouverts. Il existe des solutions à certains de ces problèmes, mais choisir d’autres méthodes de serrage est sans doute la meilleure.

Mandrins qui bloquent

Photo 10. Le serrage de la confiture est fréquemment utilisé dans la fabrication de boîtes. Un tenon est tourné sur la base pour s’adapter parfaitement au sommet évidé. Le coincement du dessus sur le tenon permet la mise en forme finale de l’ensemble du profil extérieur de la boîte.

Les mandrins à confiture sont souvent tournés pour une utilisation unique ou lorsque les mâchoires métalliques peuvent causer des dommages. Fondamentalement, il existe deux approches: soit vous bloquez une pièce évidée sur un tenon tourné sur un bloc de déchets (Photo 10), soit vous bloquez un tenon dans un évidement transformé en bloc de déchets (Photo 11).

Photo 11. Le serrage de la confiture dans un évidement est une autre option. Ici, le tenon sur la base de la boîte (maintenant façonné et évidé) s’insère parfaitement dans une mortaise tournée dans le bloc de déchets, de sorte que le fond de la boîte peut être complété.

Si vous n’avez qu’une plaque frontale, vous pouvez utiliser un mandrin de bourrage en lieu et place d’un mandrin de défilement pour évider le grain d’extrémité (pour évider le fond de boîte illustré sur la photo 14, par exemple). Montez un bloc de grain de face sur une plaque frontale et tournez-y une mortaise. Tournez ensuite un tenon à l’extrémité du flan de base pour ajuster parfaitement cette mortaise (comme indiqué sur la photo 5, mais avec un bloc de grain de face mortaisé sur une plaque avant au lieu du mandrin à défilement). Fixez le tenon dans la mortaise ou collez-le. Un bourrage peut être serré en ajoutant une couche de papier de soie autour du tenon ou en mouillant le tenon pour gonfler légèrement le bois. L’épaulement du tenon offre une stabilité supplémentaire en prenant appui contre le bloc de la plaque frontale.

Les mandrins qui collent

À l’aide de ruban adhésif double face à haute résistance – pas de ruban adhésif pour tapis ou de matériel de la quincaillerie locale – sont un excellent moyen de monter des ébauches de bois minces, à grain facial, non huileuses et sèches pour les transformer en petits bols, assiettes ou plateaux. Note: Cette méthode n’est pas infaillible, elle est donc réservée aux tourneurs expérimentés: un crochet peut retirer la pièce du tour.

Couvrez une plaque avant propre (poncée et ensachée avec de l’alcool ou du diluant à laque) avec le ruban adhésif — ne laissez pas les coutures se chevaucher. Aplatissez une face de l’ébauche, puis serrez-la contre la plaque frontale scotchée pendant plusieurs heures. (La force de liaison augmente avec le temps de serrage.) Pour plus de sécurité, j’élève la poupée mobile et la maintiens en position pendant que je tourne, jusqu’aux coupes finales au centre. Libérer le travail terminé de la plaque avant nécessite une traction lente et continue jusqu’à ce que la bande commence à se libérer.

Mandrins excentriques

Certains mandrins peuvent déplacer le travail à travers des motifs excentriques prédéfinis. De tels mandrins existent depuis des siècles, mais les nouvelles versions peuvent facilement changer le centre de l’œuvre ou le déplacer à travers des motifs elliptiques ou oscillants.

Barre latérale: Les lois de serrage de Lacer

Assurez-vous qu’Il est sécurisé: la direction du grain compte avec de nombreux mandrins. Dans ce cas, le problème inhérent de l’appui contre le travail de grain de face monté sur un grain court faible a provoqué une fracture catastrophique.

Ne laissez aucune preuve: Quel mandrin a été utilisé pour tourner ces bols? La bonne réponse: Vous ne savez pas. Les tournages finis ne doivent montrer aucune preuve de serrage. La vraie réponse: Tous les trois étaient allumés sur une plaque avant.

Visez une précision précise: Le manque de précision dans le centrage du travail sur le mandrin peut causer de gros problèmes. Dans cette configuration de serrage inverse, un mauvais centrage modifie le profil extérieur du bol, de sorte qu’il ne correspond plus à l’intérieur.

Bio

Alan Lacer est tourneur, écrivain et instructeur vivant près de River Falls, dans le Wisconsin. Pour en savoir plus sur Alan, visitez alanlacer.com .