Broaching

Batang bergigi panjang ditarik menembus atau melintasi dalam satu langkah

Broaching memotong seluruh bentuk dalam satu langkah: batang panjang yang penuh gigi, yaitu broach, ditarik atau didorong melewati benda kerja. Setiap gigi sedikit lebih tinggi daripada gigi sebelumnya, sehingga masing-masing memotong irisan tipis. Alur pasak (celah yang mengunci puli ke porosnya) pada sprocket sepeda atau roda gigi mobil biasanya dibuat dengan broaching.

Foto: Franklin Day Jones et al., Public domain, melalui Wikimedia Commons

Broaching alur pasak · tampak samping, close-up gigi, dan lubang jadi, 6 langkahAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Tinggi gigi pada close-up sangat dilebih-lebihkan; kenyataannya setiap tahap lebih tipis daripada selembar kertas.

Cara kerjanya

Mulai dengan lubang pilot. Benda kerja sudah memiliki lubang polos, hasil bor atau boring. Benda kerja bersandar pada faceplate (pelat tetap pada mesin) yang menahan gaya tarik.
Masukkan broach. Pilot depan (bagian pemandu yang halus) meluncur melewati lubang, dan penarik mencengkeram ujung broach.
Tarik dalam satu langkah. Mesin menarik broach melewati benda kerja dengan kecepatan lambat dan stabil, biasanya beberapa meter per menit.
Setiap gigi mengiris lapisan tipis. Kenaikan per gigi (seberapa lebih tinggi tiap gigi) biasanya beberapa sepersekian ratus milimeter. Serpihan melengkung ke dalam gullet (ruang antargigi) dan jatuh setelah langkah selesai.
Gigi akhir menentukan ukuran. Beberapa gigi terakhir semuanya sama tingginya. Gigi-gigi itu merapikan permukaan dan menetapkan ukuran akhir.
Bentuk selesai. Setelah satu langkah, alur pasak, spline (cincin alur) atau segi enam selesai, sering dalam hitungan detik.

Fakta kunci

Material: Baja, besi cor, aluminium, kuningan, paduan nikel
Komponen khas: Alur pasak, hub spline, lubang persegi dan segi enam, gigi roda gigi, alur pada cakram turbin
Ukuran komponen: Lubang dari beberapa milimeter hingga sekitar 300 mm; broach permukaan bisa lebih dari 1 m panjangnya
Presisi: Biasanya ±0,01–0,025 mm
Hasil permukaan: Biasanya Ra 0,8–3,2 µm (Ra = kekasaran rata-rata; 1 µm adalah seperseribu milimeter)
Ukuran batch yang cocok: Volume menengah hingga sangat tinggi; broach alur pasak standar juga cocok untuk bengkel kecil
Biaya perkakas dan mesin: Satu broach khusus berharga ribuan hingga puluhan ribu dolar; mesin berharga puluhan hingga ratusan ribu dolar. Satu set alur pasak manual dengan arbor press berharga beberapa ratus dolar
Kecepatan: Hitungan detik per komponen untuk bentuk dalam yang lengkap

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Sangat cepat: pengasaran dan penyelesaian dalam satu langkah
Membuat bentuk yang sulit dibuat dengan cara lain, seperti spline internal
Sangat konsisten dari satu komponen ke komponen lain
Hasil akhir dan akurasi baik tanpa operator terampil

Batasan

Setiap broach hanya membuat satu bentuk dan ukuran
Broach khusus mahal dan lama dibuat
Pemotongan harus lurus menembus, tanpa penghalang di ujung
Komponen harus cukup kuat menahan gaya tarik yang besar

Di mana dipakai

OtomotifHub spline di gearbox, gigi rack kemudi, alur pasak pada roda gigi
DirgantaraAlur fir-tree yang menahan bilah pada cakram turbin
PermesinanAlur pasak pada puli, sprocket, dan kopling
Senjata apiAlur rifling di dalam laras (metode tradisional)
Pengikat dan perkakasSoket segi enam dan bintang, dibuat dengan rotary broaching (broach kecil yang bergoyang)

Cara mengenalinya

Alur, spline, atau poligon di dalam lubang, dengan dinding yang benar-benar lurus dan sejajar dari ujung ke ujung.
Garis halus yang lurus searah langkah, tidak pernah berupa bekas melingkar.
Pada soket poligon hasil rotary broaching, dasar yang sedikit membulat di tempat pemotongan berhenti.

Bandingkan dengan

Milling5.2juga bisa memotong alur pasak, tetapi lebih lambat, dan hanya pada permukaan luar atau ujung terbuka.Pemotongan roda gigi5.5hobbing dan shaping menghasilkan gigi roda gigi; broaching menyalin bentuk roda gigi dalam sekali langkah.Wire EDM6.5memotong bentuk dalam apa pun tanpa perkakas khusus, tetapi butuh menit hingga jam per komponen.

Tonton

ChrisandJimCIM · Penjelasan di kelas tentang proses broaching

mrpete222 · Mendorong broach alur pasak melewati puli dengan arbor press

Tool Room Engineers Faridabad · Mesin surface broaching industri bekerja pada sebuah flensa

Polygon Solutions Inc. · Rotary broaching memotong spline di dalam soket

Lihat foto asli

Wikipedia: Broaching (metalworking) — foto surface broach, diagram berlabel broach internal dan geometri rotary broach
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Broach adalah seluruh rangkaian pemotongan yang dibekukan menjadi satu perkakas.
Setiap gigi sedikit lebih tinggi daripada yang sebelumnya, sehingga bentuk tumbuh gigi demi gigi dalam satu langkah.
Perkakas mahal, komponen sangat murah: broaching menguntungkan pada volume besar.