O que as oficinas mecânicas de precisão fazem:brochamento

O brochamento é um processo de usinagem que utiliza uma ferramenta de corte com dentes que aumentam de tamanho da frente para trás. Em muitos casos, uma superfície inteira (ou várias superfícies) pode ser acabada em uma única passagem com brochamento. A técnica é mais frequentemente aplicada para acabamento de furos, splines e superfícies planas.

O brochamento é um processo de usinagem relativamente novo, desenvolvido na década de 1850 com aplicações específicas de metal. Originalmente, o brochamento era usado para realizar trabalhos em características internas, como fechaduras em polias e engrenagens. Durante o século 20, o brochamento foi desenvolvido para uso em armas de fogo, e os desenvolvimentos subsequentes melhoraram drasticamente as tolerâncias e tornaram o brochamento mais versátil para as oficinas modernas.

Como funciona o brochamento

A ferramenta de corte usada no brochamento é chamada de "broche". Esta ferramenta de corte linear e dentada se assemelha a uma serra de perfil, mas a largura e a configuração do dente podem variar significativamente. Os dentes do broche são projetados com precisão para que cada dente fique um pouco mais alto que o anterior. À medida que a brocha passa ao longo da peça de trabalho, cada dente faz um pequeno corte na superfície e carrega um cavaco para longe da peça de trabalho. A diferença de altura entre o primeiro dente e o último dente é chamada de "elevação" e representa a quantidade máxima de material que uma brocha pode remover.

Ferramentas de corte usadas para brochamento

O processo de brochamento é relativamente simples, com uma brochadeira movendo o brochador linearmente ao longo da superfície da peça com força suficiente para remover o material. Os próprios broches, no entanto, são mais complexos do que muitas ferramentas de corte. Broches geralmente são projetados para trabalhos específicos e podem assumir várias formas e tamanhos. Existem várias categorias de brocha que se relacionam com o trabalho que está sendo executado e a máquina de brochagem usada para fornecer a força.

• Enviar broche: ferramenta projetada para ser empurrada pela brochadeira
• Puxar brocha: ferramenta projetada para ser puxada pela brochadeira
• Bordagem fixa: ferramenta projetada para permanecer estacionária enquanto uma máquina move a peça de trabalho

Dentro desses subtipos, os broches podem variar em termos de configuração do dente e seção transversal. Os broches mais simples, projetados para cortar uma única superfície, podem ser retangulares em seção transversal com um único conjunto de dentes de corte. Como os broches geralmente cortam características internas, suas seções transversais variam muito dependendo do trabalho que está sendo executado. A imagem na parte superior deste artigo ilustra vários exemplos de seções transversais de brocha e configurações de dentes.

Além disso, os próprios broches podem ser fabricados de várias maneiras diferentes. Brochas sólidas são as mais comuns e menos caras de fazer, e consistem em uma brocha usinada a partir de uma única peça de material. Outros broches consistem em um eixo forte com dentes de corte presos ao redor do parâmetro. Esses dentes podem então ser removidos, mas o eixo pode ser reutilizado com diferentes configurações de dentes. Brochas grandes geralmente são montadas em seções, de modo que algumas fileiras podem ser separadas para afiação ou substituição, enquanto outras fileiras permanecem instaladas no eixo.

Vários componentes de cada brocha servem a propósitos específicos. As primeiras fileiras de dentes que entram em contato com a peça de trabalho são conhecidas como "quebra-cavacos ," enquanto as últimas fileiras de dentes geralmente são "dentes de acabamento ." Os dentes médios são designados para diversas finalidades, desde o desbaste ao semiacabamento.

O diagrama a seguir, compartilhado por meio do Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, ilustra os componentes de um pull broach.

Tipos de Brochadeiras

Brochamento simples pode ser realizado com uma prensa mandril , mas operações mais complexas requerem máquinas de brochamento dedicadas. Várias características dos broches dependem da máquina que será usada para movê-los pela peça de trabalho. Como mencionado acima, algumas brochadeiras puxam a ferramenta de corte enquanto outras a empurram. As brochadeiras tradicionais são orientadas verticalmente, movendo a brocha para cima ou para baixo. Outros são orientados horizontalmente e, como muitas vezes prendem as ferramentas de corte em suportes, podem acomodar comprimentos maiores sem dobrar significativamente. Alguns tipos de brochadeiras incluem:

• Máquinas de brochar verticais: a extremidade piloto da brocha é fixada abaixo da peça de trabalho, com os quebra-cavacos acima da peça de trabalho. A máquina então puxa a brocha para baixo para que todos os dentes passem ao longo da peça de trabalho.
• Máquinas de brochamento contínuo de superfícies: as brochas são estacionárias e a peça de trabalho é puxada ou empurrada pelos dentes sucessivamente.
• Máquinas de brochar rotativas: as peças de trabalho são mantidas em fixações em uma mesa rotativa que as passa através de broches estacionários. Com a configuração correta, o brochamento rotativo também pode ser realizado em torno.

Vantagens do Broaching

O brochamento pode ser um processo ideal para muitas aplicações de usinagem CNC. Uma das principais vantagens do brochamento é que os operadores da máquina podem realizar operações de brochamento com pouco treinamento. Como a complexidade está embutida na própria ferramenta, poucos parâmetros requerem ajustes durante a produção. Talvez o mais importante seja que o brochamento pode economizar tempo porque o próprio processo de corte é rápido e facilmente repetível.

Comparado com serrar e retificar, no entanto, o brochamento geralmente atua nas peças de trabalho com maior força. Os profissionais de usinagem devem garantir que o material da peça seja forte o suficiente para suportar as forças envolvidas no brochamento. Além disso, se for necessário o brochamento interno, um furo deve ser feito na peça de trabalho por fundição ou perfuração antes que o brochamento seja possível.

Em última análise, a escolha de utilizar o brochamento em vez de outros processos de usinagem geralmente se resume a três fatores:volume, equipamento e corte. Em alguns casos, podem ser usados ​​projetos de brochas padrão, mas brochas personalizadas são caras para produzir e, portanto, exigem altos volumes de produção para serem economicamente viáveis. Brochadeiras não são tão comuns em oficinas mecânicas quanto fresas, tornos e furadeiras, então outros processos podem ser utilizados para evitar a terceirização ou compra de novos equipamentos. Ainda assim, há muitos casos em que o brochamento é a única maneira de cortar o material no padrão desejado. Mesmo com ajustes de ferramentas, fresadoras, tornos, brocas ou furos não podem produzir todas as características possíveis com o brochamento.

Mais da nossa série "O que as oficinas mecânicas de precisão fazem"

• Introdução
• Fresagem
• Virando
• Chato
• Perfuração
• Serra
• Abordagem

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