Ce que font les ateliers d'usinage de précision :brochage

Le brochage est un procédé d'usinage utilisant un outil de coupe dont les dents augmentent de taille d'avant en arrière. Dans de nombreux cas, une surface entière (ou plusieurs surfaces) peut être finie en une seule passe avec brochage. La technique est le plus souvent appliquée pour finir des trous, des cannelures et des surfaces planes.

Le brochage est un procédé d'usinage relativement nouveau, développé dans les années 1850 avec des applications spécifiques aux métaux. À l'origine, le brochage était utilisé pour effectuer des travaux sur les caractéristiques internes, comme les trous de serrure dans les poulies et les engrenages. Au cours du XXe siècle, le brochage a été développé pour être utilisé dans les armes à feu, et les développements ultérieurs ont considérablement amélioré les tolérances et rendu le brochage plus polyvalent pour les ateliers d'usinage modernes.

Comment fonctionne le brochage

L'outil de coupe utilisé pour le brochage s'appelle une "broche". Cet outil de coupe linéaire et denté ressemble à une scie de profil, mais la largeur et la configuration des dents peuvent varier considérablement. Les dents des broches sont conçues avec précision pour que chaque dent soit légèrement plus haute que la précédente. Au fur et à mesure que la broche passe le long de la pièce, chaque dent fait une petite entaille dans la surface et éloigne un copeau de la pièce. La différence de hauteur entre la première dent et la dernière dent est appelée la "montée" et représente la quantité maximale de matière qu'une broche peut enlever.

Outils de coupe utilisés pour le brochage

Le processus de brochage est relativement simple, avec une machine à brocher déplaçant la broche linéairement le long de la surface de la pièce avec une force suffisante pour enlever la matière. Les broches elles-mêmes, cependant, sont plus complexes que de nombreux outils de coupe. Les broches sont souvent conçues pour des travaux spécifiques et peuvent prendre de nombreuses formes et tailles. Il existe plusieurs catégories de broches liées au travail effectué et à la machine à brocher utilisée pour fournir la force.

• Pousser la broche : outil conçu pour être poussé par la brocheuse
• Broche à tirer : outil conçu pour être tiré par la brocheuse
• Broche fixe : outil conçu pour rester immobile pendant qu'une machine déplace la pièce

Au sein de ces sous-types, les broches peuvent varier en termes de configuration des dents et de section transversale. Les broches les plus simples, conçues pour couper une seule surface, peuvent avoir une section rectangulaire avec un seul jeu de dents coupantes. Étant donné que les broches coupent souvent des caractéristiques internes, leurs sections transversales varient considérablement en fonction du travail effectué. L'image en haut de cet article illustre plusieurs exemples de sections transversales de broches et de configurations de dents.

De plus, les broches elles-mêmes peuvent être fabriquées de différentes manières. Les broches pleines sont les plus courantes et les moins chères à fabriquer et consistent en une broche usinée à partir d'une seule pièce de matériau. D'autres broches consistent en un arbre solide avec des dents de coupe attachées autour du paramètre. Ces dents peuvent ensuite être retirées, mais l'arbre peut être réutilisé avec différentes configurations de dents. Les grandes broches sont souvent assemblées en sections, de sorte que certaines rangées peuvent être séparées pour l'affûtage ou le remplacement tandis que d'autres rangées restent installées sur l'arbre.

Divers composants de chaque broche ont des objectifs spécifiques. Les premières rangées de dents qui entrent en contact avec la pièce sont appelées "brise-copeaux ", tandis que les dernières rangées de dents sont souvent des "dents de finition ." Les dents du milieu sont désignées à diverses fins, de l'ébauche à la semi-finition.

Le diagramme suivant, partagé via Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, illustre les composants d'une broche à tirer.

Types de machines à brocher

Un brochage simple peut être effectué avec une presse à crémaillère , mais les opérations plus complexes nécessitent des machines à brocher dédiées. Plusieurs caractéristiques des broches dépendent de la machine qui sera utilisée pour les déplacer sur la pièce. Comme mentionné ci-dessus, certaines machines à brocher tirent l'outil de coupe tandis que d'autres le poussent. Les machines à brocher traditionnelles sont orientées verticalement, déplaçant la broche vers le haut ou vers le bas. D'autres sont orientés horizontalement et, comme ils maintiennent souvent les outils de coupe dans des entretoises, ils peuvent s'adapter à des longueurs plus importantes sans flexion importante. Certains types de machines à brocher incluent :

• Machines à broche verticales : l'extrémité pilote de la broche est fixée sous la pièce, avec les brise-copeaux au-dessus de la pièce. La machine tire ensuite la broche vers le bas afin que toutes les dents passent le long de la pièce.
• Machines à brocher en continu : les broches sont immobiles et la pièce est tirée ou poussée successivement devant les dents.
• Brocheuses rotatives : les pièces sont maintenues dans des fixations sur une table rotative qui les fait passer sur des broches fixes. Avec la bonne configuration, le brochage rotatif peut également être effectué dans un tour.

Avantages du brochage

Le brochage peut être un processus idéal pour de nombreuses applications d'usinage CNC. L'un des principaux avantages du brochage est que les opérateurs de machines peuvent effectuer des opérations de brochage avec peu de formation. Parce que la complexité est intégrée à l'outil lui-même, très peu de paramètres nécessitent un ajustement pendant la production. Peut-être plus important encore, le brochage peut faire gagner du temps car le processus de coupe lui-même est rapide et facilement reproductible.

Par rapport au sciage et au meulage, cependant, le brochage agit souvent sur les pièces avec une plus grande force. Les professionnels de l'usinage doivent s'assurer que le matériau de la pièce est suffisamment solide pour résister aux forces impliquées dans le brochage. De plus, si un brochage intérieur est requis, un trou doit être percé dans la pièce par moulage ou perçage avant que le brochage ne soit possible.

En fin de compte, le choix d'utiliser le brochage plutôt que d'autres processus d'usinage se résume souvent à trois facteurs :le volume, l'équipement et la coupe. Dans certains cas, des conceptions de broche standard peuvent être utilisées, mais les broches personnalisées sont coûteuses à produire et nécessitent donc des volumes de production élevés pour être économiquement viables. Les machines à brocher ne sont pas aussi courantes dans les ateliers d'usinage que les fraiseuses, les tours et les perceuses, de sorte que d'autres processus peuvent être utilisés afin d'éviter l'externalisation ou l'achat de nouveaux équipements. Pourtant, il existe de nombreux cas où le brochage est le seul moyen de couper le matériau selon le motif souhaité. Même avec des ajustements d'outillage, les fraiseuses, les tours, les perceuses ou les alésages ne peuvent pas produire toutes les caractéristiques possibles avec le brochage.

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• Présentation
• Fraisage
• Tourner
• Ennuyeux
• Perçage
• Sciage
• Brochage

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