Broeching Uitgelegd: Proces, Werking en Belangrijkste Types

Wat is Broeching?

Broeching is een bewerkingsproces waarbij een scherpe, geharde, getande tool materiaal van een werkstuk verwijdert in een consistente, continue en nauwkeurige manier. Het broechingsproces gebruikt een tool met verhoogde tanden van verschillende formaten die precies een gespecificeerd hoeveelheid materiaal wegnemen bij elke doorpassing over het werkstuk.

Bij broeching beweegt de meervoudige snijtool terwijl het werkstuk stilstaat, of het werkstuk beweegt terwijl de tool stilstaat. In sommige gevallen kan er relatieve rotatie zijn tussen de tool en het werkstuk. Het broechingsproces kan intern zijn door het midden van het werkstuk of extern over het oppervlak van het werkstuk.

Broeching is een bewerkingsproces dat een getande tool gebruikt, een broech genaamd, om materiaal te verwijderen. Er zijn twee hoofdtypes broeching: lineair en rotatief. Bij lineaire broeching, het meest voorkomende proces, wordt de broech lineair tegen een oppervlak van het werkstuk bewogen om de snede te maken.

Lineaire broechen worden gebruikt in een broechmachine, die soms verkort wordt tot broech. Bij rotatieve broeching wordt de broech gedraaid en in het werkstuk gedrukt om een assymmetrische vorm te snijden.

Een rotatieve broech wordt gebruikt in een draaibank of schroefmachine. In beide processen wordt de snede in één doorpassing van de broech uitgevoerd, wat het zeer efficiënt maakt.

Broeching wordt gebruikt wanneer precisiebewerking vereist is, met name voor onevenwichtige vormen. Veelbewerkte oppervlakken omvatten cirkelvormige en niet-cirkelvormige gaten, splines, sleutelgaten en platte oppervlakken.

Typische werkstukken omvatten kleine tot middelgrote gietstukken, gesmede stukken, schroefmachine-onderdelen en gestamperde delen. Hoewel broechen duur kunnen zijn, wordt broeching meestal voorkeur gegeven boven andere processen bij hoge productieseries.

Broechen zijn vormgegeven als een zaag, behalve dat de hoogte van de tanden toeneemt over de lengte van de tool. Bovendien bevat de broech drie verschillende secties: een voor ruwbewerking, een voor half-afwerking en de laatste voor afwerking.

Broeching is een ongebruikelijk bewerkingsproces omdat de voeding in de tool ingebouwd is. Het profiel van het bewerkte oppervlak is altijd de inverse van het profiel van de broech. De opstijging per tand (RPT), ook wel de stap of voeding per tand genoemd, bepaalt de hoeveelheid verwijderd materiaal en de grootte van de span.

De broech kan relatief tot het werkstuk worden bewogen of vice versa. Omdat alle kenmerken in de broech ingebouwd zijn, is geen complexe beweging of gespecialiseerde arbeid vereist om het te gebruiken. Een broech is effectief een verzameling van enkelpuntsnijgereedschappen in volgorde gerangschikt, die achtereenvolgens snijden; de snede is analoog aan meerdere doorpassingen van een hobbelmachine.

Wat is het Broechingsproces?

Het broechingsproces varieert afhankelijk van of oppervlakte- of interne broeching wordt gebruikt. Oppervlaktebroeching is de meest voor de hand liggende operatie omdat één oppervlak op het andere werkt.

Bijvoorbeeld, of de broechtool stilstaat en het werkstuk tegen hem wordt bewogen, of het werkstuk is stil en de broech wordt ertegen bewogen.

Interne broeching is niet zo eenvoudig. Voor het gebruik van een interne broech moet het werkstuk vastgezet worden in een werkhouder, die ook fungeert als de bevestiging voor de broechmachine. Vervolgens, met de lift op de machine, wordt de broech in het werkstuk gelaaid.

Dan grijpt de trekker van de machine de broechpiloot, en toen de lift de volger loslaat, trekt de trekker de broech volledig door het stuk. Ten slotte wordt het werkstuk verwijderd, en de broech koppelt weer aan de lift.

Wat zijn de Toepassingen van Broeching?

Er zijn een overvloed aan toepassingen voor broechen. In feite heeft u waarschijnlijk al typen broeching gezien in handgereedschappen, apparaten, sanitaire installaties, autodesign, landbouwmachines en een verscheidenheid aan andere militaire en industriële toepassingen.

Echter, het primaire gebruik van broeching is in de productie van hoge-volume onderdelen die nauwkeurige, herhalende en complexe sneden vereisen. Hoewel het broechingsproces voor diverse toepassingen gebruikt kan worden, zijn de beste materialen die gebruikt kunnen worden die met een hardheid van tussen 26 en 28 Rockwell C.

Veel productiebedrijven hebben echter succes geboekt met materialen tot een hardheid van 32 Rockwell C.

Hoe Zorgt u voor uw Broechen?

Wanneer u een nieuwe broech ontvangt, is deze waarschijnlijk goed voor ten minste 8.000 sneden. Echter, als de broech verzorgd en regelmatig wordt bijgeslepen, kunt u die oorspronkelijke schatting verhogen tot bijna 60.000 of meer sneden.

Broechen zijn dure onderdelen, met sommige van $2.000 of meer, en hoewel de geschatte 8.000 sneden acceptabel kunnen zijn voor kleinere operaties, kan niet elk bedrijf het zich permitteren om deze tools zo vaak te vervangen.

Daarom kan het na 3.000 delen de moeite waard zijn om uw broechen te laten bijslepen en herconditioneren om de levensduur te verlengen en de totale productiekosten te verlagen. Als u merkt dat de vereiste kracht om uw delen te snijden toeneemt, heeft uw broech waarschijnlijk bijslepen nodig.

Types Broechmachines

Hier zijn een paar typen broechmachines om te overwegen:

• Horizontale broeching
• Verticale broeching
• Interne broeching
• Externe broeching
• Rotatieve broeching
• Lineaire broeching

1. Horizontale Broechmachine

Horizontale broechmachines gebruiken de trek-type methode voor het broechien van het werkstuk en worden gebruikt voor interne en externe broeching. Een horizontale machine heeft een bed, een broechpiloot en een aandrijfmechanisme.

De hoofdbroechen op een horizontale machine zijn sleutelgaten, splines, gleuven, ronde gaten en interne vormen. Hoewel horizontale machines vloerruimte innemen, zijn ze perfect voor lange broechen en zware werkstukken.

2. Vertical Broechmachine

Een verticale broechmachine duwt of trekt de broechtool, met duwbroeching als de meest voorkomende type. Het ontwerp en de configuratie van verticale machines maken het mogelijk om meerdere operaties uit te voeren, omdat het gemakkelijk is om een werkstuk van de ene machine naar de andere te passeren.

De drie typen verticale machines zijn omlaag duwen, omhoog trekken en omlaag trekken. Het omhoog-trek ontwerp is het populairste. Verticale broechmachines kunnen aangedreven worden door hydrauliek of een electromechanische aandrijving; hydrauliek is het populairste en meest kosteneffectieve.

3. Oppervlakte Broechmachine

Een oppervlakte broechmachine verwijdert overtollig materiaal van het oppervlak van een werkstuk. Het snijgereedschap passeert over het werkstuk om platte of gecontourde oppervlakken te produceren. Het unieke kenmerk van een oppervlakte broechmachine is dat het snijgereedschap aan een ram bevestigd is die gedwongen wordt langs het werkstuk.

De ram kan horizontaal of verticaal bewegen, afhankelijk van het ontwerp van de machine. Het is mogelijk dat een oppervlakte broechmachine twee rammen heeft; dit wordt dubbele broeching genoemd.

4. Continue Broechmachine

Bij continue broeching beweegt het werkstuk constant terwijl de broech stil blijft. De beweging kan recht, horizontaal of circulair zijn.

Bij horizontale continue broeching worden werkstukken geladen op een vastgestelde fixture die op een ketting gemonteerd is. Continue broeching wordt gebruikt voor het snijden van gelijke onderdelen tegelijkertijd.

5. Rotatieve Broechmachine

Rotatieve broeching verschilt van de andere vormen van broeching en staat ook bekend als wobbelbroeching. Het is een precisiemethode voor het produceren van interne veelhoekige vormen intern of extern. Bij rotatieve broeching wordt het snijgereedschap onder een hoek van 1° ten opzichte van de centrumlijn van het werkstuk geplaatst; dit zorgt ervoor dat de broech snijdt met een beitel- of schaalvormig effect.

Rotatieve broeching kan worden voltooid met een draaibank of freesmachine met een horizontale of verticale spindelmachine waar de spindle vrij mag draaien. De vormen die met rotatieve broeching gecreëerd kunnen worden, omvatten zestelhoeken, vierkanten, verzageringen, sleutelgaten, evolvente, splines, tandwielen, cijfers en letters.

6. Draai Broechmachine (Turn Broaching)

Draai broechmachines worden gebruikt voor circulaire, lineaire en spiraalsnijden waar oppervlakken een hoge afwerking nodig hebben. De tool heeft meerdere inlegjes om materiaal te verwijderen door de krankas tussen centra te laten draaien. De componenten van een draai broechmachine zijn in staat om af te werken of ruw te bewerken. Het type machine bepaalt de tool.

Ruwbewerkingsinlegjes en hun segmenten hangen af van de eisen aan de materiaalafname snelheid. De afwerksegmenten hebben verstelbare cartridges, ideaal voor het produceren van strakke toleranties.

7. CNC Broeching

Computer Numerical Control (CNC) machines kunnen worden gebruikt voor het broechingsproces door recente technologische ontwikkelingen. Onderdelen kunnen worden gebroeid met de rotatieve of lineaire processen in één stap. Broechbedrijven hebben tools, tool bodies en holders ontworpen die in het CNC-proces opgenomen kunnen worden.

CNC broeching heeft indexeerbare inleg-broechtools en toolhouders. De speciale toolhouders maken het mogelijk om verschillende gespecialiseerde inlegjes te hebben. CNC broechen omvatten rotatieve of wobbel, poinçon, sleutelgat, splines, veelhoeken en verzageringen, om er maar een paar te noemen.

Voordelen van Broeching

• Zeer hoge productiesnelheid, hoger dan frezen, hobbel, boren, etc.
• Hoge dimensionele en vormnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking van het product.
• Ruw- en afwerking in een enkele slag van dezelfde snijder.
• Heeft slechts één snijbeweging nodig, dus ontwerp, constructie, bediening en controle zijn eenvoudiger.
• Extreem geschikt en economisch voor massaproductie.
• Deskundigheid niet nodig.
• Opmerkelijke afgewerkte oppervlakte.
• Korte cyclusduur met hoge nauwkeurigheid.
• Weinig vaardigheid vereist om een broechoperatie uit te voeren.
• Broeching kan gebruikt worden voor zowel interne als externe oppervlakteafwerking.
• Een tolerantie van ±0,0075 mm en een oppervlakteruwhheid van ongeveer 0,8 micron kan bereikt worden.
• Koelvloeistof kan gemakkelijk worden aangebracht waar het meest effectief is, omdat een broech de vloeistof in de snede trekt.

Nadelen van Broeching

• Alleen doorboring en oppervlakken kunnen bewerkt worden.
• Alleen bruikbaar voor lichte sneden.
• Snijsnelheid kan niet hoog zijn.
• Defecten of schade in de broech beïnvloeren de productkwaliteit ernstig.
• Ontwerp, fabricatie en herstel van de broechen zijn moeilijk en duur.
• Afgescheiden broech moet worden aangeschaft en gebruikt wanneer formaat, vorm en geometrie van het werk veranderen.
• Alleen economisch wanneer het productievolume groot is.
• Een heel groot werkstuk kan niet gebroeid worden.
• Hoge toolkosten.
• Broeching kan niet gebruikt worden voor de verwijdering van een grote hoeveelheid materiaal.
• Te broechien onderdelen moeten in staat zijn stijf ondersteund te worden en de krachten tijdens snijden te weerstaan.