Broaching Dijelaskan: Proses, Mekanisme, dan Jenis Utama
Apa Itu Broaching?
Broaching adalah proses pemesinan di mana alat tajam, keras, berbentuk gigi menghilangkan material dari workpiece dengan cara yang konsisten, berkelanjutan, dan akurat. Proses broaching menggunakan alat dengan gigi yang ditinggikan dengan ukuran bervariasi yang memotong sejumlah material yang ditentukan dengan setiap gerakan melewati workpiece.
Dalam broaching, alat multi-potong bergerak sementara workpiece tetap diam, atau workpiece bergerak sementara alat tetap diam. Dalam beberapa kasus, mungkin ada rotasi relatif antara alat dan workpiece. Proses broaching dapat internal melalui pusat workpiece atau external di seluruh permukaan workpiece.
Broaching adalah proses pemesinan yang menggunakan alat berbentuk gigi, yang disebut broach, untuk menghilangkan material. Ada dua jenis utama broaching: linear dan rotary. Dalam broaching linear, yang merupakan proses yang lebih umum, broach dijalankan secara linear terhadap permukaan workpiece untuk melakukan pemotongan.
Broach linear digunakan di mesin broaching, yang kadang juga disebut broach. Dalam rotary broaching, broach diputar dan ditekan ke dalam workpiece untuk memotong bentuk axisymmetric.
Broach rotary digunakan di mesin bubut atau screw machine. Dalam kedua proses, pemotongan dilakukan dalam satu gerakan broach, yang membuatnya sangat efisien.
Broaching digunakan ketika diperlukan pemesinan presisi, terutama untuk bentuk aneh. Permukaan yang biasanya diolah meliputi lubang lingkaran dan non-lingkaran, splines, keyways, dan permukaan datar.
Workpiece biasanya mencakup castingan kecil hingga menengah, forgings, bagian screw machine, dan stamping. Meskipun broach dapat mahal, broaching biasanya diprioritaskan dibandingkan proses lain ketika digunakan untuk produksi volume tinggi.
Broach berbentuk mirip gergaji, kecuali tinggi gigi meningkat sepanjang alat. Terkait, broach berisi tiga bagian yang berbeda: satu untuk roughing, satu lagi untuk semi-finishing, dan bagian akhir untuk finishing.
Broaching adalah proses pemesinan yang tidak biasa karena memiliki feed yang built-in dalam alat. Profil permukaan yang diolah selalu invers dari profil broach. Rise per tooth (RPT), juga dikenal sebagai step atau feed per tooth, menentukan sejumlah material yang dihilangkan dan ukuran chip.
Broach dapat dipindahkan relatif terhadap workpiece atau sebaliknya. Karena semua fitur built-in dalam broach, tidak ada gerakan kompleks atau tenaga kerja terampil yang diperlukan untuk menggunakannya. Broach secara efektif adalah kumpulan alat potong single-point yang diurutkan secara berurutan, memotong satu per satu; pemotongannya analog dengan beberapa gerakan shaper.
Apa Itu Proses Broaching?
Proses broaching bervariasi tergantung pada apakah surface broaching atau internal broaching digunakan. Surface broaching adalah operasi yang paling sederhana karena satu permukaan bertindak terhadap yang lain.
Misalnya, baik alat broaching tetap diam, dan workpiece dipindahkan terhadapnya, atau workpiece diam, dan broach dipindahkan terhadapnya.
Internal broaching tidak begitu sederhana. Untuk penggunaan internal broach, workpiece harus diamankan dengan work holder, yang juga bertindak sebagai mount untuk mesin broaching. Kemudian, menggunakan elevator pada mesin, broach diturunkan ke dalam workpiece.
Kemudian, puller mesin meraih broach pilot, dan kemudian ketika elevator melepaskan follower, puller menarik broach sepenuhnya melalui potongan. Terakhir, workpiece dikeluarkan, dan broach terhubung kembali dengan elevator.
Apa Saja Penggunaan Broaching?
Ada banyak sekali penggunaan broach. Faktanya, Anda mungkin telah melihat jenis broaching di alat tangan, peralatan rumah tangga, plomberi, desain otomotif, peralatan pertanian, dan berbagai aplikasi militer dan industri lainnya.
Namun, penggunaan utama broaching adalah dalam produksi bagian volume tinggi yang memerlukan potongan yang akurat, berulang, dan kompleks. Meskipun proses broaching dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, bahan terbaik untuk digunakan adalah yang memiliki rating kekerasan antara 26 dan 28 Rockwell C.
Namun, banyak perusahaan produksi telah melihat kesuksesan dengan menggunakan bahan hingga rating kekerasan 32 Rockwell C.
Bagaimana Merawat Broach Anda?
Saat Anda menerima broach baru, kemungkinan layak untuk setidaknya 8.000 potongan. Namun, jika broach dirawat dan secara teras ditajamkan, Anda dapat meningkatkan estimasi asli tersebut menjadi hampir 60.000 atau lebih potongan.
Broach adalah bagian mahal, dengan beberapa biaya sekitar $2.000 atau lebih, dan sementara estimasi 8.000 potongan mungkin cukup untuk operasi kecil, tidak semua perusahaan mampu mengganti alat ini begitu sering.
Oleh karena itu, setelah memotong 3.000 bagian, mungkin layak mengirim broach Anda untuk ditajamkan dan direkondisikan untuk memperpanjang kegunaan broach dan mengurangi biaya produksi keseluruhan. Jika Anda memperhatikan peningkatan gaya yang diperlukan untuk memotong bagian Anda, maka broach Anda mungkin memerlukan penajaman.
Jenis-Jenis Mesin Broaching
Berikut beberapa jenis mesin broaching untuk dipertimbangkan:
Horizontal broaching
Vertical broaching
Internal broaching
External broaching
Rotary broaching
Linear broaching
1. Mesin Broaching Horizontal
Mesin broaching horizontal menggunakan metode pull-type untuk broaching workpiece dan digunakan untuk broaching interior dan exterior. Mesin horizontal memiliki dasar, broach pilot, dan mekanisme drive.
Broach utama pada mesin horizontal adalah keyways, splines, slots, lubang bundar, dan bentuk interior. Meskipun mesin horizontal mengambil ruang lantai, mereka sempurna untuk broach panjang dan workpiece berat.
2. Mesin Broaching Vertikal
Mesin broaching vertikal mendorong atau menarik alat broaching, dengan push broaching sebagai jenis yang paling umum. Desain dan konfigurasi mesin vertikal memungkinkan mereka untuk melakukan banyak operasi karena mudah melewatkan workpiece dari satu mesin ke mesin lain.
Tiga jenis mesin vertikal adalah push down, pull up, dan pull down. Desain pull-up adalah yang paling populer. Mesin broaching vertikal dapat didayakan oleh hidrolik atau drive elektromekanikal; hidrolik adalah yang paling populer dan hemat biaya.
3. Mesin Broaching Surface
Mesin broaching surface menghilangkan material berlebih dari permukaan workpiece. Alat pemotongan melewati workpiece untuk menghasilkan permukaan datar atau kontur. Fitur unik mesin broaching surface adalah alat pemotongan terpasang pada ram yang dipaksa melewati workpiece.
Ram dapat bergerak secara horizontal atau vertikal tergantung pada desain mesin. Mungkin untuk mesin broaching surface memiliki dua ram; ini disebut sebagai duplex broaching.
4. Mesin Broaching Kontinyu
Dalam continuous broaching, workpiece terus bergerak sementara broach tetap diam. Gerakan dapat lurus, horizontal, atau lingkaran.
Dengan continuous broaching horizontal, workpiece dimuat pada fixture yang dipasang pada rantai. Continuous broaching digunakan untuk memotong bagian serupa pada saat yang sama.
5. Mesin Broaching Rotary
Rotary broaching berbeda dari bentuk broaching lainnya dan dikenal sebagai wobble broaching. Ini adalah metode presisi untuk menghasilkan bentuk poligon internal secara internal atau eksternal. Dalam rotary broaching, alat pemotongan ditempatkan pada sudut 1 derajat terhadap centerline workpiece; ini menyebabkan broach memotong dengan efek chiseling atau scalloping.
Rotary broaching dapat diselesaikan dengan mesin bubut atau mill menggunakan mesin spindle horizontal atau vertikal di mana spindle diizinkan berputar bebas. Bentuk yang dapat dibuat menggunakan rotary broaching meliputi hexagon, persegi, serration, keyway, involute, spline, spur gear, angka, dan huruf.
6. Mesin Turn Broaching
Mesin turn broaching digunakan untuk pemotongan lingkaran, linear, dan spiral di mana permukaan memerlukan finishing yang tinggi. Alat memiliki beberapa insert untuk menghilangkan material dengan memutar crankshaft antara centers. Komponen mesin turn broaching mampu melakukan finishing atau roughing. Jenis mesin menentukan alat.
Roughing insert dan segmen mereka tergantung pada persyaratan laju penghapusan material. Segmen finishing memiliki cartridge yang dapat disesuaikan, yang ideal untuk menghasilkan toleransi ketat.
7. CNC Broaching
Mesin Computer Numerical Control (CNC) dapat digunakan untuk proses broaching karena perkembangan teknologi terbaru. Bagian dapat di-broach menggunakan proses rotary atau linear dalam satu langkah. Perusahaan broaching telah merancang alat, body alat, dan holder yang dapat disertakan dalam proses CNC.
CNC broaching memiliki indexable insert broaching tools dan tool holders. Holder alat khusus memungkinkan untuk memiliki beberapa insert spesial. Broach CNC mencakup rotary atau wobble, punch, keyway, splines, polygons, dan serrations untuk menyebut beberapa.
Keuntungan Broaching
Laju produksi yang sangat tinggi, lebih tinggi dari milling, planing, boring dll.
Akurasi dimensi dan bentuk serta finishing permukaan produk yang tinggi.
Roughing dan finishing dalam satu gerakan alat yang sama.
Memerlukan hanya satu gerakan pemotongan, jadi desain, konstruksi, operasi, dan kontrol lebih sederhana.
Sangat cocok dan hemat biaya untuk produksi massal.
Keahlian tidak diperlukan.
Permukaan finishing yang luar biasa.
Siklus waktu pendek dengan akurasi tinggi.
Keterampilan sedikit diperlukan untuk melakukan operasi broaching.
Broaching dapat digunakan untuk finishing permukaan internal atau eksternal.
Toleransi +-0,0075 mm dan finishing permukaan sekitar 0,8 mikron dapat dicapai dalam proses ini.
Cutting fluid dapat dengan mudah diterapkan di tempat paling efektif karena broach cenderung menarik fluida ke dalam cut.
Kerugian Broaching
Hanya lubang melalui dan permukaan yang dapat diolah.
Dapat digunakan hanya untuk cut ringan.
Kecepatan pemotongan tidak boleh tinggi.
Cacat atau kerusakan pada broach sangat mempengaruhi kualitas produk.
Desain, manufaktur, dan pemulihan broach sulit dan mahal.
Broach terpisah harus diperoleh dan digunakan setiap kali ukuran, bentuk, dan geometri pekerja berubah.
Hemat biaya hanya ketika volume produksi besar.
Workpiece yang sangat besar tidak dapat di-broach.
Biaya alat tinggi.
Broaching tidak dapat digunakan untuk penghapusan sejumlah besar stock.
Bagian yang akan di-broach harus dapat didukung dengan kokoh dan harus dapat menahan gaya yang timbul selama pemotongan.
