¿Qué es el brochado?
El brochado se refiere al uso de una brocha especial para cortar una capa muy delgada de metal de la pieza de trabajo, de manera que la superficie pueda lograr una alta precisión dimensional y baja rugosidad. Es un método de procesamiento de alta eficiencia. El brochado puede procesar piezas que requieren una combinación de máquina talladora de engranajes , máquina formadora de engranajes y fresadora en poco tiempo. Durante el brochado, la brocha realiza el mecanizado de la superficie de una sola vez, por lo que la máquina de brochado solo tiene el movimiento principal, sin movimiento de avance. Las virutas de brochado son delgadas y el movimiento de corte es suave, por lo que tiene una mayor precisión de mecanizado y un valor de estructura superficial menor. Este método de procesamiento se utiliza ampliamente en la fabricación de automóviles . Además, el brochado también se utiliza para el mecanizado de alta precisión de materiales difíciles de cortar, como los discos de turbina utilizados en la fabricación de generadores y motores de aeronaves.
Solo hay un movimiento principal en el brochado, es decir, la brocha se mueve linealmente a la velocidad de corte bajo la acción de la presión hidráulica de la brochadora. El movimiento de avance lo realiza la estructura de la propia brocha, es decir, el movimiento de avance se reemplaza por la cantidad de rotura de cada diente a su vez. El brochado puede verse como un proceso de planificación realizado por múltiples cuchillas de planificación dispuestas en una fila en orden de altura. El brochado puede procesar agujeros de varias formas, así como varios planos y superficies de formación. Debido a la limitación del proceso de fabricación de la herramienta de brochado y la potencia de la máquina de brochado, los orificios demasiado pequeños o demasiado grandes no son adecuados para el brochado (el diámetro del orificio de brochado es generalmente de 10-100 mm, y la relación profundidad-diámetro del orificio es generalmente no más de 5 mm), los orificios ciegos, los orificios escalonados y los orificios de paredes delgadas tampoco son adecuados para el brochado. El brochado se utiliza principalmente en ocasiones de producción por lotes y en masa.
Características del brochado.
Las principales características del brochado son las siguientes:
(1) Alta eficiencia de producción. Una brocha es una herramienta de múltiples dientes, y la cantidad de dientes involucrados en el trabajo es grande al mismo tiempo, lo que aumenta el ancho de corte total, y los procesos de desbaste, semiacabado y acabado se pueden completar en una sola pasada de la brocha, por lo que el tiempo del proceso básico y el tiempo auxiliar se acortan enormemente, por lo que la eficiencia de producción del brochado es mayor.
(2) El rango de procesamiento es amplio. El brochado no solo puede procesar superficies planas y superficies exteriores sin obstrucciones, sino también procesar agujeros pasantes de diversas formas, por lo que el rango de procesamiento del brochado es amplio.
(3) Alta precisión de mecanizado y baja rugosidad superficial. La brocha cuenta con una parte de calibración, cuya función es calibrar el tamaño y recortar la cantidad de luz. Además, la velocidad de corte de la brocha suele ser baja (<18 m/min) y el espesor de corte de cada diente es pequeño, por lo que el proceso de corte es relativamente estable y se puede evitar el efecto adverso del borde de pseudoviruta. Por lo tanto, la brocha puede lograr alta precisión y baja rugosidad superficial. Generalmente, el nivel de tolerancia de precisión dimensional de la brocha es IT7~IT8 y la rugosidad superficial Ra es de 0.4~0.8 μm.
(4) La estructura de la máquina de brochado es simple. El brochado es únicamente el movimiento principal, es decir, el movimiento lineal de la brocha, y el avance se logra gracias a que el último diente de la brocha es más alto que el anterior. Esta altura del diente se denomina elevación del diente, por lo que la brocha tiene una estructura simple y un funcionamiento sencillo.
(5) La vida útil de la brocha es larga. Durante el brochado, la velocidad de corte es baja, el desgaste de la herramienta es lento y, una vez realizado el afilado, se pueden procesar varias piezas de trabajo y una brocha se puede reafilar muchas veces, por lo que la vida útil de la brocha es larga.
Aunque el brochado tiene las ventajas anteriores, debido a que la estructura de la herramienta de brochado es más complicada que la de la herramienta de mecanizado de agujeros en general, la fabricación es difícil y el costo es alto, por lo que el instrumento es adecuado para la producción por lotes y en masa. En la producción de una sola pieza y de lotes pequeños, el brochado también se usa para formar algunas superficies con requisitos de alta precisión y formas especiales que son difíciles de procesar con otros métodos. Los agujeros ciegos, los agujeros profundos, los agujeros escalonados y las superficies exteriores obstruidas no se pueden procesar con brochado.
Métodos de brochado
El método de brochado se refiere al orden y método de cortar el margen de brochado de la pieza de trabajo, lo que determina la forma de la sección transversal de la capa de corte cortada por cada diente, por lo que también se denomina patrón de brochado. Si el método de brochado es razonable o no, afecta directamente la distribución de la carga del diente, la longitud de la brocha, el tamaño de la fuerza de brochado, el desgaste y la durabilidad de la brocha y la calidad de la superficie de la pieza en T, la productividad, y costes de fabricación. Diferentes métodos de brochado y diferentes métodos de diseño de brochado son enlaces importantes que deben determinarse primero en el diseño de brochado. Los métodos de brochado se pueden dividir en tres tipos: tipo en capas, tipo bloque y tipo integral.
1. Tipo en capas
El brochado en capas es cuando los dientes de la brocha cortan el margen de brochado capa por capa secuencialmente, y cada diente corta una capa de margen de acuerdo con la cantidad de dientes levantados. El espesor de corte del brochado en capas es pequeño, por lo que el proceso de brochado es relativamente estable y la calidad de la superficie de brochado es alta. Sin embargo, la fuerza de corte unitaria es grande, la cantidad de dientes de corte requeridos es grande y la brocha es larga. El costo de la herramienta es alto y la productividad es baja. Según los diferentes procesos de formación de la superficie mecanizada, el brochado en capas se puede dividir en el mismo tipo de perfil y el tipo gradual.
1. Tipo de bloque
La brocha diseñada según el gráfico de brochado de bloques se compone de varios grupos de dientes. Hay de 2 a 3 dientes de corte en cada grupo de dientes, tienen el mismo diámetro y juntos cortan una capa de metal en el margen de mecanizado. Cada diente cortador solo corta una parte de la capa. El más utilizado es el corte de ruedas. El truncamiento de la brocha de corte de rueda y su patrón de brochado, es decir, el diámetro del primer diente y el segundo diente son iguales, pero las posiciones de los bordes de corte están alternadas. El metal fue removido por el tercer filo del mismo grupo. El diente ya no se fabrica con un partidor de virutas circular. Para evitar la fricción entre el filo y la superficie de la pieza de trabajo cortada por los dos primeros filos y para cortar un círculo completo de virutas, su diámetro debe ser 0.02-0.04 mm más pequeño que el diámetro ciego de los otros dos dientes. en el mismo grupo.
3. Tipo Integral
El brochado integral combina las ventajas del brochado en capas y el brochado en bloque, es decir, los dientes de corte bastos y los dientes de transición se convierten en una estructura de corte de rueda, y los dientes de corte fino se hacen en una estructura en capas. Se acorta la longitud de la brocha, se mantiene una alta productividad y se puede obtener una mejor calidad superficial de la pieza de trabajo.
Tipos de brochado
Cuando la brocha se mueve linealmente con respecto a la pieza de trabajo, el margen de mecanizado de la pieza de trabajo es cortado secuencialmente por los dientes de la brocha con tamaños crecientes. Por lo general, se puede formar en un solo golpe de trabajo, que es un método de acabado de alta eficiencia. Sin embargo, debido a la compleja estructura de la brocha, el alto costo de fabricación y cierta especialidad, el brochado se usa principalmente para la producción en masa. Según las diferentes características de la superficie mecanizada, el brochado se divide en brochado interno y brochado externo.
1. Brochado interno : Se utiliza para procesar agujeros pasantes y agujeros pasantes de diversas formas de sección transversal, como agujeros redondos, cuadrados, poligonales, estriados, chaveteros, engranajes internos, etc. Antes del brochado, debe existir un agujero mecanizado a través del cual se pueda insertar la brocha. El diámetro del agujero a brochar oscila entre 8 y 125 mm, y la profundidad del agujero no supera 5 veces el diámetro. En casos especiales, el rango de apertura puede ser de tan solo 3 mm a 400 mm, y la profundidad del agujero puede alcanzar los 10 metros.
2. Brochado externo : Se utiliza para procesar superficies no cerradas, como planos, superficies de conformado, ranuras, ranuras de lengüeta, espigas de álabes y engranajes externos, etc. Es especialmente adecuado para procesar planos relativamente grandes y superficies compuestas en la producción en masa, como bloques de cilindros, asientos de cojinetes y bielas de automóviles y tractores, etc. La precisión dimensional del perfil de brochado puede alcanzar IT8-5, la rugosidad superficial es Ra2.5-0.04 micras y la precisión del engranaje de brochado puede alcanzar los grados 6-8 (JB179-83).
Al brochar, el orden y el método para eliminar el margen de mecanizado de la pieza de trabajo incluyen el tipo formado, el tipo progresivo, el tipo de corte redondo y el tipo de corte redondo completo.
1. Tipo de conformado. La precisión de mecanizado es alta, la rugosidad superficial es pequeña, pero la eficiencia es baja; la longitud de la brocha es larga y se utiliza principalmente para mecanizar agujeros redondos pequeños y medianos y para conformar superficies con altos requisitos de precisión.
2. El tipo progresivo es adecuado para el brochado basto de superficies mecanizadas complejas, como agujeros cuadrados, agujeros poligonales y agujeros estriados, etc. La brocha utilizada en este método es más fácil de fabricar, pero la calidad de la superficie mecanizada es deficiente.
3. El tipo de corte redondo tiene una alta eficiencia de corte y puede reducir la longitud de la brocha, pero la calidad de la superficie mecanizada es deficiente.
4. El método de corte circular integral se utiliza para el brochado basto mediante el método de corte con rueda y para el brochado fino mediante el método de conformado. Posee las ventajas de ambos y se utiliza ampliamente en el brochado de agujeros redondos.
Notas sobre el brochado
Al brochar acero estructural común y hierro fundido , la velocidad de desbaste es generalmente de 3 a 7 m/min, y la velocidad de desbaste fino es menor a 3 m/min. Para materiales metálicos difíciles de mecanizar, como superaleaciones o aleaciones de titanio , solo el uso de herramientas de brochado de carburo o acero de alta velocidad en una máquina de brochado de alta velocidad con buena rigidez puede compararse a una velocidad de 16-30 m/min o superior. Resultado satisfactorio. El dispositivo de brochado helicoidal se utiliza para hacer que la brocha de dientes helicoidales y la pieza de trabajo realicen un movimiento lineal y rotatorio relativo, y también puede brochar roscas internas, orificios de estrías helicoidales y engranajes internos helicoidales. El brochado generalmente utiliza fluidos de corte con mejores propiedades lubricantes, como aceites de corte y emulsiones de extrema presión. En el brochado de alta velocidad, la temperatura de corte es alta, y a menudo se utilizan fluidos de corte químicos y emulsiones con buenas propiedades de refrigeración. Si se utiliza una brocha de refrigeración interna para inyectar el fluido de corte a alta presión en cada ranura de la brocha, se conseguirá mejorar la calidad de la superficie, reducir el desgaste de la herramienta y aumentar la eficiencia de la producción.