Brochamento

Uma barra longa com dentes é puxada através ou ao longo da peça em um único curso

O brochamento corta uma forma inteira em um único curso: uma barra longa coberta de dentes, a brocha, é puxada ou empurrada através da peça. Cada dente é um pouco mais alto que o anterior, então cada um tira uma fatia fina. O rasgo de chaveta (um canal que prende uma polia ao seu eixo) em uma coroa de bicicleta ou em uma engrenagem de carro é normalmente brochado.

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

Brochamento de um rasgo de chaveta · vista lateral, detalhe dos dentes e furo acabado, 6 etapasOs números circulados correspondem às etapas abaixo. As alturas dos dentes no detalhe estão muito exageradas; na realidade cada degrau é mais fino que uma folha de papel.

Como funciona

Comece com um furo piloto. A peça já tem um furo liso, feito por furação ou mandrilamento. Ela se apoia na placa-guia (uma placa fixa da máquina) que recebe a força de tração.
Enfie a brocha. O piloto dianteiro (uma seção lisa de guia) desliza pelo furo, e o puxador agarra a ponta da brocha.
Puxe em um único curso. A máquina puxa a brocha a uma velocidade lenta e constante, normalmente alguns metros por minuto.
Cada dente corta uma camada fina. O avanço por dente (quanto cada dente é mais alto) é normalmente de alguns centésimos de milímetro. Os cavacos se enrolam nos vãos (os espaços entre os dentes) e caem depois do curso.
Os dentes de acabamento dão a medida. Os últimos dentes têm todos a mesma altura. Eles limpam a superfície e definem a medida final.
A forma está pronta. Depois de um curso, o rasgo de chaveta, o estriado (um anel de ranhuras) ou o sextavado está pronto, muitas vezes em segundos.

Dados-chave

Materiais: Aços, ferro fundido, alumínio, latão, ligas de níquel
Peças típicas: Rasgos de chaveta, cubos estriados, furos quadrados e sextavados, dentes de engrenagem, ranhuras em discos de turbina
Tamanho da peça: Furos de poucos milímetros a cerca de 300 mm; brochas de superfície podem ter mais de 1 m de comprimento
Precisão: Normalmente ±0,01–0,025 mm
Acabamento superficial: Normalmente Ra 0,8–3,2 µm (Ra = rugosidade média; 1 µm é um milésimo de milímetro)
Tamanho de lote adequado: De volume médio a muito alto; brochas padrão para rasgo de chaveta também servem a pequenas oficinas
Custo de ferramental e máquinas: Uma brocha sob medida custa de milhares a dezenas de milhares de dólares; as máquinas custam de dezenas a centenas de milhares. Um jogo manual para rasgo de chaveta com prensa de eixo custa algumas centenas
Velocidade: Segundos por peça para uma forma interna completa

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Muito rápido: desbaste e acabamento em um único curso
Faz formas difíceis de obter de outro modo, como estriados internos
Muito consistente de peça para peça
Bom acabamento e boa precisão sem operadores especializados

Limites

Cada brocha faz apenas uma forma e um tamanho
As brochas sob medida são caras e demoradas de fazer
O corte precisa passar direto, sem obstáculo no fim
A peça precisa ser resistente o bastante para suportar grandes forças de tração

Onde é usado

AutomotivoCubos estriados em caixas de câmbio, dentes de cremalheiras de direção, rasgos de chaveta em engrenagens
AeroespacialRanhuras em pinheiro que prendem as pás em discos de turbina
MáquinasRasgos de chaveta em polias, coroas e acoplamentos
Armas de fogoRaiamento no interior de canos (método tradicional)
Fixadores e ferramentasSoquetes sextavados e estrelados, feitos por brochamento rotativo (uma pequena brocha oscilante)

Como reconhecê-lo

Um rasgo, estriado ou polígono dentro de um furo, com paredes perfeitamente retas e paralelas de ponta a ponta.
Linhas finas e retas na direção do curso, nunca marcas circulares.
Em um soquete poligonal feito por brochamento rotativo, um fundo levemente arredondado onde o corte termina.

Compare com

Fresamento5.2também pode cortar um rasgo de chaveta, mas mais devagar, e só em superfícies externas ou extremidades abertas.Usinagem de engrenagens5.5o fresamento por geração e a plainagem geram os dentes de engrenagem; o brochamento copia uma forma interna de engrenagem em um único curso.Eletroerosão a fio6.5corta qualquer forma interna sem ferramental sob medida, mas leva de minutos a horas por peça.

Assista

ChrisandJimCIM · Uma explicação de sala de aula sobre o processo de brochamento

mrpete222 · Empurrando uma brocha de rasgo de chaveta por uma polia com uma prensa de eixo

Tool Room Engineers Faridabad · Uma brochadeira de superfície industrial trabalhando em um flange

Polygon Solutions Inc. · O brochamento rotativo cortando um estriado dentro de um soquete

Veja fotos reais

Wikipedia: Brochamento — fotos de brochas de superfície, um diagrama com legendas de uma brocha interna e a geometria da brocha rotativa
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Uma brocha é uma sequência inteira de cortes congelada em uma única ferramenta.
Cada dente é um pouco mais alto que o anterior, então a forma vai crescendo dente a dente em um único curso.
Ferramentas caras, peças baratíssimas: o brochamento compensa em volume.