브로칭이란?- 프로세스, 작업 및 유형

브로칭이란?

브로칭은 날카롭고 단단한 톱니가 있는 도구가 일관되고 연속적이며 정확한 방식으로 공작물에서 재료를 제거하는 가공 공정입니다. 브로칭 프로세스는 공작물을 통과할 때마다 지정된 양의 재료를 정확하게 절단하는 다양한 크기의 톱니가 있는 도구를 사용합니다.

 

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브로칭에서는 공작물이 정지된 상태에서 다중 절삭 공구가 이동하거나 공구가 정지된 상태에서 공작물이 이동합니다. 어떤 경우에는 공구와 공작물 사이에 상대 회전이 있을 수 있습니다. 브로칭 프로세스는 공작물의 중심을 통해 내부적으로 또는 공작물 표면을 가로질러 외부에서 수행될 수 있습니다.

브로칭은 브로치라고 하는 톱니가 있는 도구를 사용하여 재료를 제거하는 가공 공정입니다. 브로칭에는 선형 및 회전의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 보다 일반적인 공정인 선형 브로칭에서 브로치는 절단에 영향을 미치기 위해 공작물의 표면에 대해 선형으로 실행됩니다.

선형 브로치는 브로칭 기계에 사용되며 때로는 브로치로 단축되기도 합니다. 로터리 브로칭에서 브로치는 회전되어 공작물에 눌러져 축대칭 형상을 절단합니다.

회전 브로치는 선반이나 나사 기계에 사용됩니다. 두 공정 모두 브로치의 한 패스로 절단이 수행되므로 매우 효율적입니다.

브로칭은 특히 이상한 모양의 정밀 가공이 필요할 때 사용됩니다. 일반적으로 가공된 표면에는 원형 및 비원형 구멍, 스플라인, 키홈 및 평평한 표면이 포함됩니다.

일반적인 공작물에는 중소형 주물, 단조품, 나사 기계 부품 및 스탬핑이 포함됩니다. 브로치는 비용이 많이 들 수 있지만 브로칭은 일반적으로 대량 생산 실행에 사용될 때 다른 공정보다 선호됩니다.

브로치는 톱니의 높이가 도구의 길이에 따라 증가한다는 점을 제외하고는 톱과 유사한 모양입니다. 또한 브로치에는 황삭용, 준정삭용, 정삭용의 세 가지 섹션이 있습니다.

브로칭은 공구에 피드가 내장되어 있기 때문에 특이한 가공 공정입니다. 가공된 표면의 프로파일은 항상 브로치의 프로파일과 반대입니다. 톱니당 라이즈(RPT)는 단계 또는 톱니당 이송이라고도 하며 제거되는 재료의 양과 칩 크기를 결정합니다.

브로치는 공작물을 기준으로 또는 그 반대로 이동할 수 있습니다. 모든 기능이 브로치에 내장되어 있어 복잡한 동작이나 숙련된 노동력이 필요하지 않습니다. 브로치는 효과적으로 배열된 단일 포인트 절단 도구의 모음이며 차례로 절단합니다. 절단은 셰이퍼의 여러 패스와 유사합니다.

 

 

 

브로칭 프로세스

브로칭 공정은 표면 브로칭을 사용하는지 내부 브로칭을 사용하는지에 따라 다릅니다. 표면 브로칭은 한 표면이 다른 표면에 작용하기 때문에 가장 간단한 작업입니다.

예를 들어, 브로칭 도구가 정지된 상태로 공작물이 이에 대해 이동하거나 공작물이 정지되어 있고 브로치가 이에 대해 이동합니다.

내부 브로칭은 그렇게 간단하지 않습니다. 내부 브로치를 사용하려면 브로칭 기계의 마운트 역할도 하는 작업 홀더를 사용하여 공작물을 제자리에 고정해야 합니다. 그런 다음 기계의 엘리베이터를 사용하여 브로치를 공작물로 내립니다.

그런 다음 기계의 풀러가 브로치 파일럿을 잡고 엘리베이터가 팔로어를 해제하면 풀러가 브로치를 부품 전체로 잡아당깁니다. 마지막으로 공작물이 제거되고 브로치가 엘리베이터와 다시 맞물립니다.

 

브로칭의 용도

브로치의 용도는 무궁무진합니다. 사실, 수공구, 가전제품, 배관, 자동차 디자인, 농기구 및 기타 다양한 군사 및 산업 응용 분야에서 브로칭 유형을 보았을 것입니다.

그러나 브로칭의 주요 용도는 정확하고 반복적이며 복잡한 절단이 필요한 대량 부품 생산에 있습니다. 브로칭 공정은 다양한 응용 분야에 사용할 수 있지만 사용하기에 가장 좋은 재료는 경도 등급이 26~28 Rockwell C인 재료입니다.

그러나 많은 생산 회사에서 최대 경도 32 Rockwell C의 재료를 사용하여 성공을 거두었습니다.

 

브로칭 머신의 종류

1. 수평 브로칭 머신
수평 브로칭 기계는 공작물을 브로칭하기 위해 풀 방식을 사용하며 내부 및 외부 브로칭에 사용됩니다. 수평 기계에는 침대, 브로치 파일럿 및 구동 메커니즘이 있습니다.
수평 기계의 주요 브로치는 키홈, 스플라인, 슬롯, 둥근 구멍 및 내부 모양입니다. 수평형 기계는 바닥 공간을 차지하지만 긴 브로치와 무거운 공작물에 적합합니다.

2. 수직 브로칭 머신
수직 브로칭 기계는 브로칭 도구를 밀거나 당기는 것으로 푸시 브로칭이 가장 일반적인 유형입니다. 수직 기계의 설계 및 구성은 공작물을 한 기계에서 다른 기계로 쉽게 전달하기 때문에 여러 작업을 수행할 수 있도록 합니다.
수직 기계의 세 가지 유형은 푸시다운, 풀업 및 풀다운입니다. 풀업 디자인이 가장 인기가 있습니다. 수직 브로칭 기계는 유압 또는 전기 기계 구동 장치로 구동될 수 있습니다. 유압은 가장 대중적이고 비용 효율적입니다.

3. 표면 브로칭 머신
표면 브로칭 기계는 공작물의 표면에서 접근 재료를 제거합니다. 절삭 공구는 공작물을 통과하여 평평하거나 윤곽이 있는 표면을 생성합니다. 표면 브로칭 머신의 독특한 특징은 절삭 공구가 공작물을 따라 강제로 램에 부착된다는 것입니다.
램은 기계의 디자인에 따라 수평 또는 수직으로 움직일 수 있습니다. 표면 브로칭 기계에는 2개의 램이 있을 수 있습니다. 이것은 이중 브로칭으로 설명됩니다.

4. 연속 브로칭 머신
연속 브로칭에서는 브로치가 고정된 상태에서 공작물이 계속 움직입니다. 움직임은 직선, 수평 또는 원형이 될 수 있습니다.
수평 연속 브로칭을 사용하면 체인에 장착된 고정 장치에 공작물이 로드됩니다. 연속 브로칭은 유사한 부품을 동시에 절단하는 데 사용됩니다.

5. 로터리 브로칭 머신
로터리 브로칭은 다른 형태의 브로칭과 달리 워블 브로칭으로 알려져 있습니다. 내부 또는 외부에서 내부 다각형 모양을 생성하는 정밀한 방법입니다. 로터리 브로칭에서 절삭 공구는 공작물의 중심선에 대해 1o 각도로 배치됩니다. 이렇게 하면 브로치가 끌이나 가리비 효과로 잘립니다.
회전 브로칭은 스핀들이 자유롭게 회전할 수 있는 수평 또는 수직 스핀들 기계를 사용하여 선반이나 밀로 완료할 수 있습니다. 로터리 브로칭을 사용하여 만들 수 있는 모양에는 육각형, 정사각형, 톱니, 키홈, 인벌류트, 스플라인, 스퍼 기어, 숫자 및 문자가 포함됩니다.

6. 브로칭 머신 돌리기
턴 브로칭 기계는 표면이 높은 마무리가 필요한 원형, 선형 및 나선형 절단에 사용됩니다. 이 도구에는 중심 사이에서 크랭크축을 회전시켜 재료를 제거하기 위한 여러 개의 인서트가 있습니다. 턴 브로칭 기계의 구성 요소는 정삭 또는 황삭이 가능합니다. 기계 유형에 따라 도구가 결정됩니다.
황삭 인서트 및 해당 세그먼트는 연삭율 요구 사항에 따라 다릅니다. 마감 부분에는 조정 가능한 카트리지가 있어 엄격한 공차를 생성하는 데 이상적입니다.

7. CNC 브로칭
최근 기술 발전으로 인해 브로칭 공정에 CNC(Computer Numerical Control) 기계를 사용할 수 있습니다. 단일 단계에서 회전 또는 선형 프로세스를 사용하여 부품을 브로치할 수 있습니다. 브로칭 회사는 CNC 프로세스에 포함될 수 있는 도구, 도구 본체 및 홀더를 설계했습니다.
CNC 브로칭에는 인덱서블 인서트 브로칭 도구와 도구 홀더가 있습니다. 특수 공구 홀더를 사용하면 여러 개의 특수 인서트를 사용할 수 있습니다. CNC 브로치에는 로터리 또는 워블, 펀치, 키홈, 스플라인, 폴리곤 및 톱니 모양이 포함됩니다.

 

브로칭의 장점

▷ 밀링, 플래닝, 보링 등에 비해 매우 높은 생산율
▷ 제품의 높은 치수 및 형태 정확도 및 표면 마감.
▷ 동일한 커터의 단일 스트로크로 황삭 및 정삭.
▷ 절단 동작이 1회만 필요하므로 설계, 시공, 조작 및 제어가 간단합니다.
▷ 대량 생산에 매우 적합하고 경제적입니다.
▷ 전문 지식이 필요하지 않습니다.
▷ 눈에 띄게 완성된 표면.
▷ 높은 정확도로 짧은 사이클 시간.
▷ 브로칭 작업을 수행하는 데 약간의 기술이 필요합니다.
▷ 브로칭은 내부 또는 외부 표면 마무리에 사용할 수 있습니다.
▷ 이 공정에서 ±0.0075mm의 허용 오차와 약 0.8미크론의 표면 마감을 얻을 수 있습니다.
▷ 브로치는 절삭유를 절삭유로 끌어들이는 경향이 있기 때문에 절삭유가 가장 효과적인 곳에 쉽게 적용할 수 있습니다.

 

브로칭의 단점

▷ 관통 구멍과 표면만 가공할 수 있습니다.
▷ 가벼운 절단에만 사용할 수 있습니다.
▷ 절단 속도는 높을 수 없습니다.
▷ 브로치의 결함이나 손상은 제품 품질에 심각한 영향을 미칩니다.
▷ 브로치의 설계, 제조 및 복원은 어렵고 비용이 많이 듭니다.
▷ 작업의 크기, 모양 및 형상이 변경될 때마다 별도의 브로치를 조달하여 사용해야 합니다.
▷ 생산량이 많을 때만 경제적입니다.
▷ 매우 큰 공작물은 브로치할 수 없습니다.
▷ 높은 도구 비용.
▷ 대량의 스톡 제거에는 브로칭을 사용할 수 없습니다.
▷ 브로치할 부품은 견고하게 지지될 수 있어야 하며 절단 중에 설정되는 힘을 견딜 수 있어야 합니다.