Sinteza Procedeului de Prelucrare a Suprafețelor prin Broșare

Particularităţile de bază ale broşării

Broşarea e prelucrarea prin aşchiere la care se asigură productivitatea maximă şi precizie ridicată pentru forma şi dimensiunile suprafeţei prelucrate. Ea este folosită pentru prelucrarea finală a alezajelor străpunse, a canalelor cu forme diferite, a tuturor profilelor interioare sau exterioare, a danturii unor roţi dinţate. Prin broşare se obţin rugozităţi Ra = 0,2…0,8 μm şi precizii dimensionale corespunzătoare claselor de precizie ISO.

După criteriul productivităţii prelucrării prin aşchiere, broşarea se situează pe primul loc în comparaţie cu celelalte procedee de prelucrare. Astfel, la prelucrarea suprafeţelor prin broşare se realizează o productivitate de 15  10 ori mai mare decât la frezare, iar la prelucrarea alezajelor de 10  25 ori mai mare decât la prelucrarea cu alezorul.

La prelucrarea prin broşare transformarea în aşchii a adaosului de material se realizează la o singură trecere a sculei. În funcţie de lungimea suprafeţei piesei, la aşchiere participă simultan mai mulţi dinţi de raboteză sau morteză, ceea ce face ca broşarea să devină cel mai productiv procedeu de prelucrare prin aşchiere.

Broşarea, ca procedeu de prelucrare, face parte din categoria metodelor de generare cu generatoare materializată. Conform fig. 17.1, suprafaţa se obţine cu ajutorul unei generatoare , cu formă diferită, materializată prin muchiile aşchietoare ale sculei, care execută o mişcare principală rectilinie (fig. 17.1, a), circulară (fig. 17.1, b) sau elicoidală (fig. 17.1, c), de viteză V pe direcţia directoarei cinematice Δ de formă rectilinie, circulară sau elicoidală.

Pentru transformarea întregului adaos de prelucrare în aşchii, pe un corp de formă prismatică sau circulară se montează o succesiune de cuţite de rabotare sau de mortezare rezultând o sculă numită broşă. Fiecărui dinte i se rezervă o parte Sd din adaosul de prelucrare în cursul unei singure mişcări relative a sculei faţă de piesa semifabricat. Un număr mare de dinţi ai broşei îndepărtează la o cursă întreg adaosul de prelucrare, în straturi succesive de secţiune (degroşare + finisare + calibrare + ecruisare).

Clasificarea broşelor poate fi făcută după mai multe criterii. Astfel, după natura mişcării principale, broşele se împart în:

- broşe cu mişcare principală rectilinie (fig. 17.2, a, b);

- broşe cu mişcare principală de rotaţie (fig. 17.2, c).

După modul de aplicare a forţei de broşare şi după solicitarea corpului broşei se pot distinge:

- broşe solicitate la tracţiune (fig. 17.2, a, c), care lucrează prin tragere;

- broşe solicitate la compresiune (fig. 17.2, b), care lucrează prin împingere;

- broşe pentru prelucrări interioare, care lucrează prin tragere, prin împingere sau prin rotire;

- broşe pentru prelucrări exterioare.

Maşina de broşat e una din cele mai simple maşini-unelte din punct de vedere cinematic, deoarece asigură numai mişcarea principală de aşchiere, iar mişcările de avans sunt înlocuite prin forma, dimensiunile şi poziţia dinţilor pe corpul broşei.

Particularităţile constructive ale broşei

Grosimea aşchiei la broşare este foarte mică (a = 0,01  0,02 mm pentru dinţii de finisare şi 0,3  1,2 mm pentru dinţii de degroşare), ceea ce face, pe de o parte, să crească rolul relativ al razei de rotunjire a tăişului (raza de rotunjire este cuprinsă în domeniul 0,008  0,025 mm), iar pe de altă parte, datorită valorii mici a raportului a/b şi a vitezei de aşchiere (V = 6  8 m/min pentru maşini de broşat echipate cu motoare puternice şi V = 15  18 m/min pentru celelalte maşini), procesul de aşchiere are loc cu deformaţii plastice intense şi cu vibraţii. Ca urmare, la broşare trebuie să se utilizeze medii de aşchiere cu proprietăţi foarte bune de ungere.

Aşchia se degajă într-un spaţiu închis (fig. 17.3) neexistând nici o posibilitate de evacuare a acesteia în timp ce dintele aşchiază.

Capacitatea de aşchiere a broşei depinde şi de dimensiunile canalului pentru cuprinderea şi evacuarea aşchiilor (fig. 17.4).

Dimensiunile canalelor închise trebuie să fie de aşa natură, încât să poată cuprinde volumul de aşchii degajat la cursa activă a dintelui. Condiţia esenţială pe care trebuie să o îndeplinească canalul pentru aşchii este ca volumul V al canalului să fie de k ori mai mare decat volumul al aşchiei deformate. Coeficientul k (coeficient de afânare) se calculează cu relaţia