Введение
Инструмент с зубьями, используемый для резки металла. Броширование – это процесс механической обработки, при котором для удаления материала используется зубчатый инструмент, называемый брошью. Существует два основных типа броширования: линейное и роторное. При линейном брошировании, являющемся более распространенным процессом, брошь перемещается линейно по поверхности заготовки для выполнения реза. Линейные броши используются в брошировочном станке, который также иногда называют просто брошью. При роторном брошировании брошь вращается и вдавливается в заготовку для получения осесимметричной формы. Роторная брошь используется на токарном или винторезном станке. В обоих процессах резка выполняется за один проход броши, что делает его очень эффективным. Броширование применяется, когда требуется прецизионная обработка, особенно для деталей сложной формы. К обычно обрабатываемым поверхностям относятся круглые и некруглые отверстия, шлицы, пазы под шпонки и плоские поверхности. Типичными заготовками являются небольшие и средние литья, ковки, детали для винторезных станков и штамповки. Несмотря на то, что броши могут быть дорогими, броширование обычно предпочтительнее других процессов при крупносерийном производстве. Броши имеют форму, похожую на пилу, но высота зубьев увеличивается по длине инструмента. Кроме того, брошь состоит из трех отдельных секций: черновая, получистовая и чистовая. Броширование – это необычный процесс обработки, поскольку подача интегрирована в инструмент. Профиль обрабатываемой поверхности всегда является обратным профилю броши. Подъем на зуб (RPT), также известный как шаг или подача на зуб, определяет количество удаляемого материала и размер стружки. Брошь может перемещаться относительно заготовки или наоборот. Поскольку все необходимые элементы встроены в брошь, для ее использования не требуются сложные движения или высококвалифицированный персонал. Брошь представляет собой последовательно расположенный набор режущих инструментов с одной режущей кромкой, которые режут поочередно; ее резка аналогична многократному проходу фуговального станка.
Broaching is a machining process that uses a toothed tool, called a broach, to remove material. There are two main types of broaching: linear and rotary. In linear broaching, which is the more common process, the broach is run linearly against a surface of the workpiece to produce the cut. Linear broaches are used in a broaching machine, which is also sometimes shortened to broach. In rotary broaching, the broach is rotated and pressed into the workpiece to cut an axisymmetric shape. A rotary broach is used in a lathe or screw machine. In both processes the cut is performed in one pass of the broach, which makes it very efficient. Broaching is used when precision machining is required, especially for odd shapes. Commonly machined surfaces include circular and non circular holes, splines, keyways, and flat surfaces. Typical workpieces include small to medium sized castings, forgings, screw machine parts, and stampings. Even though broaches can be expensive, broaching is usually favored over other processes when used for high quantity production runs. Broaches are shaped similar to a saw, except the height of the teeth increases over the length of the tool. Moreover, the broach contains three distinct sections: one for roughing, another for semi finishing, and the final one for finishing. Broaching is an unusual machining process because it has the feed built into the tool. The profile of the machined surface is always the inverse of the profile of the broach. The rise per tooth (RPT), also known as the step or feed per tooth, determines the amount of material removed and the size of the chip. The broach can be moved relative to the workpiece or vice versa. Because all of the features are built into the broach, no complex motion or skilled labor is required to use it. A broach is effectively a collection of single point cutting tools arrayed in sequence, cutting one after the other; its cut is analogous to multiple passes of a shaper.
История
Концепция броширования берет свое начало в начале 1850-х годов, когда первые применения были связаны с нарезанием пазов под шпонки в шкивах и зубчатых колесах. После Первой мировой войны броширование стали использовать для нарезания нарезов в стволах огнестрельного оружия. В 1920-х и 1930-х годах точность обработки была повышена, а стоимость снижена благодаря прогрессу в области форматного шлифования и брошировочных станков.
Использование
Первоначально броширование было разработано для обработки внутренних шпоночных пазов. Однако вскоре обнаружилось, что броширование очень эффективно для обработки других поверхностей и форм при серийном производстве деталей. Поскольку каждая брошь специализируется на вырезании только одной формы, либо брошь должна быть специально разработана под геометрию детали, либо деталь должна быть спроектирована с учетом стандартной геометрии броши. Изготовление специализированной броши обычно целесообразно только при больших объемах производства, поскольку ее изготовление может стоить от 15 000 до 30 000 долларов США. Скорость броширования варьируется от 20 до 120 футов в минуту (SFPM). Это обеспечивает полный цикл времени от 5 до 30 секунд. Большая часть времени уходит на возвратный ход, обработку броши, загрузку и выгрузку детали. Существуют также ограничения по размеру внутренних вырезов. Типичные внутренние отверстия могут иметь диаметр от 0,002 до 0,005 дюйма, но возможно достижение и других размеров. Диапазон поверхностного броширования обычно составляет , хотя достижимый диапазон составляет . Допуски обычно составляют ±0,05 мм (±0,002 дюйма), но в прецизионных приложениях можно обеспечить допуск ±0,01 мм (±0,0005 дюйма). Шероховатость поверхности обычно находится в пределах от 16 до 63 микродюймов (μin), но может варьироваться от 8 до 125 μin, хотя это все еще возможно.
Tolerances are usually ±0.002 in (±0.05 mm), but in precise applications a tolerance of ±0.0005 in (±0.01 mm) can be held. Surface finishes are usually between 16 and 63 microinches (μin), but can range from 8 to 125 μin. but is still possible.
Внутренние броши
Твёрдые метчики – наиболее распространённый тип; они изготавливаются из цельного куска материала. Для метчиков, которые быстро изнашиваются, используются метчики с отверстием; эти метчики аналогичны твёрдым метчикам, за исключением того, что в центре имеется отверстие для крепления на оправку. Метчики с отверстием стоят дороже изначально, но позволяют сэкономить в целом, если метчик приходится часто заменять, поскольку направляющие элементы расположены на оправке и не требуют повторного изготовления при каждой замене.