בעולם של ייצור דיוק, בחירת תהליך הסרת המתכת הנכון היא החלטה קריטית המשפיעה ישירות עלות, איכות ויעילות ייצור.בין השיטות הרבות הזמינות, הריגה עומדת כטכניקה מיוחדת ליצירת ג'ממטות פנימיות וחיצוניות מורכבות עם מהירות יוצאת דופן. ועם זאת, מהנדסים ומכונאים לעתים קרובות להתמודד עם האתגר של קביעת כאשר broaching הוא הבחירה האופטימלית מול חלופות, החלת, מהפך, שחיקה, או מפרש של תהליכים חשמליים אחרים, או מנפח, עם יכולת מדידה, עם יכולת מדידה, או מלמטה, עם מגבלות מתכתית, או מקודמת, עם מערכת אבטחה, או מקודמת, עם מערכת אבטחה, או מקודמת, עם מגבלות שונות של מערכת אבטחה כוללת.

הבנה של חסימה

Broaching הוא תהליך מאצ'ינג subtractive המשתמש כלי שן הנקרא ברוקר כדי להסיר חומר במעבר יחיד, או לעתים קרובות מספר עובר.הברוך יש סדרה של שיניים גדולות יותר בהדרגה לחתוך את הצורה הסופית לתוך העבודה. Broaching יכול להתבצע על מכונות אנכיות או אופקיות, עם העבודה או לנוע יחסית לכלי.

ישנם שני סוגים עיקריים של broaching: פנימי broaching, שבו הכלי עובר דרך חור טרום-דור או סטים (או צוק), ומשטח broaching, שבו הכלי עובר על פני השטח של העבודה כדי ליצור פרופיל שטוח או contoured. Broaching הוא יעיל מאוד עבור ייצור בנפח גבוה, כי אחד יכול להשלים תכונה כי יכול להיות דורש פעולות מרובות עם עיצוב או עיצוב, כמו כלי תחזוקה מפורט יותר, כולל כלי ייחודי של עיצוב, כולל כלי רכב ייחודי, כולל עיצוב, כולל עיצוב ייחודי, כולל כלי ייחודי, כולל כלי תחזוקה.

המונחים: Alternative Metal Removal Processes

כדי להעריך באופן מלא את עמדת הסגנית בנוף הייצור, חיוני להבין את התהליכים האחרים המשמשים בדרך כלל להסרת מתכת ואת המאפיינים הכלליים שלהם.כל שיטה התפתחה כדי לטפל בתכונות גיאומטריות, החומריות והייצור.

Turning

סיבוב הוא תהליך מכונן שבו כלי חיתוך נע ליניארית בעוד העבודה מסתובב.זה משמש בעיקר לייצור חלקי ציילינדררי, כגון פירים, שיחים, ורכיבים מעוטים.מודרני CNC lathes מאפשר רב-אקסיקס להפוך, המאפשר יצירת פרופילים מורכבים וצמחים.

מילינג

Milling משתמשת רקטת כלים חיתוך נקודות כדי להסיר חומר מן ניירת או נעה. מכונות Milling יכול לבצע מגוון עצום של פעולות, כולל פני מנקה, מעבורת היקפית, קידוח, ו contouring. עם הופעת CNC ו 5-axis מתפתל, צורות תלת-ממדיות מורכבות הם achievable.

גידול

גרינלינג מעסיק גלגל חודרני להסרת חומר, בדרך כלל בשימוש להשגת סובלנות הדוקה מאוד ואת משטח העליון להשלים.זה לעתים קרובות המבצע הסופי עבור חומרים קשיחים או רכיבים עתירי משקל גבוה. סוגים נפוצים כוללים שחיקה משטח, שחיקה צינלית, ושחיקה ללא מרכז.

תשלום חשמל (EDM)

EDM, הידוע גם כניצוץ מאצ'ינג, מסיר חומר על ידי פריקות חשמליות חוזרות במהירות בין אלקטרודה לבין העבודה.זה משמש מתכות קשות וצורות מורכבות, במיוחד כאשר כלים ניתוק קונבנציונליים היו לובשים במהירות או לא יכולים להגיע.ישנם שני סוגים עיקריים: כיור EDM (עבור חללים וחורים עיוורים) ו- EDM (לחיתוך טרמפטים יקרים באמצעות עבודה).

לייזר חיתוך

חיתוך לייזר משתמשת קרן לייזר בעוצמה גבוהה להמיס, לשרוף, או להתחסן חומר.זה בשימוש נרחב עבור מתכת גיליון חיתוך צלחת, מניב kerfs צר ו הקצוות נקיים. חיתוך לייזר הוא מהיר, גמיש, ויכול להתמודד עם פרופילים 2D מורכבים עם מינימום כלי מינימלי.זה משמש גם עבור סימון ותחריט.עם זאת, זה בדרך כלל מוגבל באמצעות חיתוך לייזר הוא יעיל עבור שלושה כרכים פנימיים או בינוניים עבור חומרים קצרים.

הצעות וקונסולות של Broaching

בעוד המאמר המקורי המפורט פרוות קצרות והסכמה, בדיקה עמוקה יותר מגלה את הניואנסים שהופכים את הברוטציה או בחירה מצוינת או לעניים מתאימים ליישום מסוים.

היתרונות של גילוח

  • (FLT:0) אחריות ומשטח סיום: ההרחבה 1 (Beraching) מייצרת סובלנות לעתים קרובות בתוך ±0.001 אינץ ' (0.025 מ"מ) ומשטח מסתיים חלק כמו 16 מיקרונים Ra או טוב יותר.הפעולה החיתוך הפרוגרסיבי של השיניים הברוק מבטיח תוצאות עקביות ואיכותיות על פני חלקים רבים, אשר קשה להשיג מילימטר עם או לסובב צורות פנימיות.
  • (FLT:0) גבוה חומר הסרת שיעור עבור תכונות ספציפיות: ⁇ FLT ( 1 2), איסוף מסיר כמויות גדולות של חומר במעבר יחיד, מה שהופך אותו מהר מאוד ליצירת פרופילים פנימיים כגון splines או מרכזי. לדוגמה, broaching חור מרובע באמצעות רכיב פלדה עשוי לקחת שניות, בעוד שיטות חלופיות ידרוש מספר רב של הגדרות.
  • (FLT:0) ,Ideal for Complex Internal Geometries: ⁇ 1) צורות כגון חורים hexagonal, סיירים, דופרוטיפים, ודרכי מפתח מרובות ניתן לספוג במדויק, אפילו בחורים עיוורים עם עיצוב כלי מתאים.
  • (FLT:0) אוטומטי-ידידותי לייצור גבוה-ווליום: FLT:1 מכונות ריגול יכול להשתלב קווים אוטומטיים עם חלק האכלה, קלפיות ומערכות הזרקתה. ברגע שהמכשיר מאומת, התהליך הוא חוזר על עצמו עם התערבות מינימלית של המפעיל, תמיכה בייצור באמצעות ציוד גבוה בתעשיות כמו רכב ואווירה.
  • (FLT:0)Low Per-Parting Cost at Scale:cioFLT) 1 למרות שעלות כלי הברוקאץ הראשונית גבוהה (לעתים קרובות אלפי דולרים), העלות של חלק יורדת באופן דרמטי עם נפח.עבור ריצות של עשרות אלפי חלקים, הריבון הופך להיות מאוד כלכלי בהשוואה ל- CNC מ"ח או EDM".

חסרונות של Broaching

  • (FLT:0) מחיר כלי ראשוני גבוה וזמן מוביל: ההרחבה 1 (FLT:1 ), כל כלי ברונכי מעוצב בהתאמה אישית מיוצר עבור חלק מסוים גאומטריה. Tool עלויות יכול לנוע בין כמה מאות עד כמה אלפי דולרים, וזמני להוביל עבור ייצור כלי יכול למתוח עד שבועות.זה הופך את האימפולסיבי עבור ריצות קצרות או פרוטציה.
  • (FLT:0)Limited Shape and Size Flexibility:03: broach Tool הוא קבוע לחתוך רק פרופיל צורה אחד.אם חלק עיצוב משתנה, כלי חדש נדרש.בנוסף, broaching מוגבל לתכונות שניתן ליצור על ידי תנועה ליניארית - באופן חד-משמעי ישר או helical spways, מפתח, ו contours פשוטים מאוד או תכונות צרות מאוד יכול להיות.
  • (FLT:0) ,Less גמיש עבור בולים קטנים או אחד-Off Parts:FLT:1 העלות של ההתקנה הגבוהה ואת ההשקעה כלי עושה קיצוץ כלכלי לא מושך עבור כמויות מתחת כמה מאות חלקים.
  • (FLT:0)Requires מיוחדים מכונות ואופרות סקילנטים:FLT:1 מכונות איסוף (horizontal או אנכי) הם מיוחדים ולא נפוץ כמו מרכזי מאצ'ינג או lathes. Setup, יישור כלי וביקוש מנוסה כוח אדם.
  • (FLT:0) מגבלות אוויריות: FLT:1 בראנץ עובד הכי טוב על חומרים עם קשיחות בינונית ומיומנות טובה.חומרים קשים מאוד (above - 40 HRC) לגרום ללבוש כלי מהיר, וחומרים מלוחים עשויים לפצח תחת כוחות חיתוך. EDM או שחיקה עשויים להיות מתאימים יותר עבור פלדות קשיחות או נגרמות.
  • Potential for Surface Damage and Tool Breakage: If the broach is not properly aligned, or if cutting conditions are off, the tool can chip or break, often destroying the workpiece. The high forces involved can also cause part distortionin thin-walled components.

ניתוח השוואתי: התכנסות מול כל תהליך

To illustrate where broaching shines and where it falls short, we examine how it stacks up against each of the alternative processes in terms of key criteria: accuracy, surface finish, material removal rate, tooling cost, flexibility, and typical applications.

עקבו אחרי Turning

סיבוב הצטיין תכונות חיצוניות ופנימיות, במיוחד פירים ועוביות.על יצירת חור פנימי פשוט, פנייה עם בר משעמם הוא גמיש יותר מאשר broaching, כמו אותו lathe יכול להתאים ממדים. עם זאת, ברונכי מייצרת צורות פנימיות לא עגולות (למשל, hex, spline) הרבה יותר מהר ומדויק יותר מאשר להפוך את הייצור הגבוה של ספירת ביניים הוא לעתים קרובות יותר מאשר סיבוב פנימי של 10 פעמים.

עקבו אחרי Milling

מילינג הוא תכליתי במיוחד עבור תכונות חיצוניות ופנימיות, במיוחד עם יכולת 5-axis. עבור מסלול אחד-off, מעבור הוא הבחירה הברורה כי אין צורך בכלי מיוחד.אבל כאשר מייצרים אלפי קווי רוחב פנימיים זהים, הברוט מספק תוצאות אחידות בשבריר של הזמן עבור חלק. Milling כל שן באופן אישי יהיה דורש שינויים מרובים וכלי, הגדלת מחזור זמן וסיכוי לשגיאות קצרות יותר, גם עבור מילימטר עבודה גבוהה יותר.

עקבו אחרי ‪The Grinding

גרינינג הוא בעיקר תהליך סיום שיכול להשיג סובלנות יותר מאשר broaching ומשטח מסתיים עד 2 מיקרונינצ'ים Ra. Broaching לא יכול להתאים את רמת הסגידה הזו על חומרים קשים.עם זאת, שחיקה היא איטית ומסיר חומר מינימלי לעבור, מה שהופך אותו ללא מתאים לעיצוב גס. Broaching יכול להשיג את ED של 16-32 מיקרוניצ'ים, אשר מקובל עבור צורות פנימיות הכרחיות (כלומר, כלומר, כלומר, אם הוא צורך דיוק מוקדם יותר, או ציפוי מוקדם יותר).

חסימה נגד תשלום חשמלי (EDM)

EDM יכול ליצור כמעט כל צורה פנימית או חיצונית בחומרים מוליכים חשמלית, ללא קשר לקשה, מה שהופך אותו תהליך של בחירה עבור פלדות כלי קשיחות ומורכב מת. Broaching מוגבל לפרופילים ליניאריים פשוטים יחסית וחומרים רכים יותר. במונחים של מהירות, הברוט הוא פקודות של מורכבות מהירה יותר עבור חלק כמו ⁇ במרכיב פלדה.

חתכים נגד לייזר חיתוך

חיתוך לייזר הוא מצוין עבור חומרים דקים באמצעות חיתוך במהירות עם שטח מינימלי חום-פגום. זה נפוץ עבור חלקי מתכת גיליון, פרופילים, ו 2D contours. עם זאת, חיתוך לייזר לא יכול ליצור תכונות עיוור פנימי, חריצים עמוקים, או שלושה צורות תלת מימד כמו כביש בתוך aam. Broaching הוא רק עבור תכונות כאלה.

שיקולים מעשיים ל- Process Selection

בחירת בין broaching ותהליכי הסרת מתכת חלופיים דורש הערכה שיטתית של מספר גורמים.התתת הבאה מתארת את קריטריונים ההחלטות המרכזיים.

ייצור נפח

נפח הוא לעתים קרובות הגורם המשפיע ביותר. Broaching דורש השקעה ראשונית גבוהה כי חייב להיות ממורמל על חלקים רבים. כלל כללי של אצבע: broaching הופך להיות קיימא מבחינה כלכלית כאשר נפח הייצור השנתי עולה 500-1000 חלקים עבור תכונה נתונה, בהתאם עלות כלי וחיסכון עבור חלקים גבוהים (10,000 +), ריצוף קשה לנצח.

חלק גיאומטריה ומורכבות

אם החלק מכיל תכונה פנימית שהיא ליניארית ועקבית לאורך אורך שלה - כמו מפתח, ספירה או חור מרובע - ריצוף צריך להיחשב חזק. עבור פרופילים מורכבים או לא לינאריים, מחזים או EDM הם הכרחיים. עבור תכונות סימטריות רוטטאלי, מפנה הוא אידיאלי. הגודל של התכונה גם חשוב: broaching הוא מוגבל בדרך כלל לתכונות לא יותר מכמה סנטימטרים או בקוטר, בעוד שהופך יכול להתמודד עם חלקים גדולים יותר.

סוג חומרי והרדות

עבודה טובה ביותר על חומרים עם קשיחות ברינל מתחת 300-350. פלדה כמו 1018, 4140, וסגסוגת אלומיניום הם מצוינים.עבור פלדות קשיחות מעל 45 HRC, כלי ברונכי ללבוש הופך חמור; שחיקה או EDM הם מועדפים. חומרים לא-מטאלי כמו פלסטיק או מקרשים עשויים להיות ממכונה עם broaching אבל דורש כלי מיוחד גיאומטרי כדי להימנע מדמיע.

דרישות איכות

כאשר סובלנות מתחת ±0.001 אינץ 'או משטח מסתיים טוב יותר מ 16 מיקרונינצ'ים רא נדרשים, שחיקה או לוט עדין EDM עשוי להיות נחוץ. Broaching יכול להשיג דיוק טוב אבל לא את הגבולות הקיצוניים של שחיקה. עבור רוב יישומי הרכב והנדס הכללי, broaching להשליםs הם מקובל. אם החלק דורש משטח נשרף או מחוספס, פעולות נוספות יהיה צורך.

עלויות ומשך זמן

עלות כוללת כלי, הקמה, זמן מחזורי, ומבצעים משניים.עלויות כלי שיט ניתן לתקן בנפחים גבוהים.הובלת זמן עבור broach חדש יכול להיות 4-8 שבועות, בעוד תוכנית CNC עבור מילימטר יכול להיות מוכן בימים. עבור פרויקטים דחופים, להימנע תהליכים עם זמני ייצור כלי ארוך.

מסקנה

בחירת תהליך הסרת המתכת האופטימלי הוא לעולם לא החלטה בגודל אחד מתאים לכל. Broaching מציעה יעילות שאין כמותה ועקבות לייצור גבוה של תכונות פנימיות ספציפיות כגון splines, מרכזי, ואת החורים hexagonal. הדיוק הגבוה שלה ואת משטח חלק לסיים לעשות את זה מועדף בייצור שידור רכב, רכיבי מנוע אוויר, ומערכות הידראוליות.

התהליכים החלופיים - משיכת, שחיקה, EDM וחיתוך לייזר - כל אחד מהם יש נקודות כוח שמתאימות לנישות שונות. Turningהצטיין עבור חלקים סיבוביים, מעבורת עבור צדדיות, שחיקה עבור סימורים קיצוניים, EDM לצורות מורכבות-חומריות, וחיתוך לייזר עבור פרופיל 2D דק. על ידי הערכת נפח ייצור, גיאומטריה, חומר קשיח, דרישות איכות, ותהליך, אתה יכול לבחור את המהירות הטובה ביותר, אשר מספק את המהירות הטובה ביותר, אשר מספקת.

לקריאה נוספת על השוואות ספציפיות, ה-FLT:0 (המאמר המארגן על broaching לעומת מילימטרים 1:1 מספק מחקר מקרה מעשי, בנוסף, FLT:2Engineering Product Design של עיצוב המוצר על גבי broaching בסיס ידע ההרחבה של 3) מציע התייחסות טכנית מעמיק.