¿Qué es el brochado? - Proceso, trabajo y tipos

¿Qué es un brochado?

El brochado es un proceso de mecanizado en el que una herramienta dentada, endurecida y afilada elimina material de una pieza de trabajo de forma uniforme, continua y precisa. El proceso de brochado utiliza una herramienta con dientes elevados de diferentes tamaños que cortan con precisión una cantidad específica de material con cada pasada sobre la pieza de trabajo.

En el brochado, la herramienta de corte múltiple se mueve mientras la pieza de trabajo permanece estática, o la pieza de trabajo se mueve mientras la herramienta está estática. En algunos casos, puede haber una rotación relativa entre la herramienta y la pieza de trabajo. El proceso de brochado puede ser interno a través del centro de la pieza de trabajo o externo a través de la superficie de la pieza de trabajo.

El brochado es un proceso de mecanizado que utiliza una herramienta dentada, llamada brocha, para eliminar el material. Hay dos tipos principales de brochado:lineal y rotativo. En el brochado lineal, que es el proceso más común, la brocha se ejecuta linealmente contra una superficie de la pieza de trabajo para efectuar el corte.

Las brochas lineales se utilizan en una máquina brochadora, que a veces también se abrevia como brocha. En el brochado giratorio, la brocha gira y se presiona contra la pieza de trabajo para cortar una forma simétrica.

Una brocha rotativa se utiliza en un torno o máquina de tornillo. En ambos procesos, el corte se realiza en una sola pasada de la brocha, lo que lo hace muy eficiente.

El brochado se utiliza cuando se requiere un mecanizado de precisión, especialmente para formas extrañas. Las superficies comúnmente mecanizadas incluyen orificios circulares y no circulares, ranuras, ranuras y superficies planas.

Las piezas de trabajo típicas incluyen fundiciones de tamaño pequeño a mediano, piezas forjadas, piezas de máquinas de tornillos y estampados. Aunque las brochas pueden ser costosas, generalmente se prefiere el brochado sobre otros procesos cuando se usa para lotes de producción de gran cantidad.

Las brochas tienen una forma similar a una sierra, excepto que la altura de los dientes aumenta con la longitud de la herramienta. Además, la brocha contiene tres secciones distintas:una para desbaste, otra para semiacabado y la última para acabado.

El brochado es un proceso de mecanizado inusual porque tiene el avance integrado en la herramienta. El perfil de la superficie mecanizada es siempre el inverso del perfil de la brocha. El aumento por diente (RPT), también conocido como paso o avance por diente, determina la cantidad de material eliminado y el tamaño de la viruta.

La brocha se puede mover en relación con la pieza de trabajo o viceversa. Debido a que todas las funciones están integradas en la brocha, no se requiere ningún movimiento complejo ni mano de obra calificada para usarla. Una brocha es efectivamente una colección de herramientas de corte de un solo punto dispuestas en secuencia, cortando una tras otra; su corte es análogo a varias pasadas de un moldeador.

¿Qué es el proceso de brochado?

El proceso de brochado varía dependiendo de si se utiliza brochado superficial o interno. El brochado de superficies es la operación más sencilla porque una superficie actúa sobre la otra.

Por ejemplo, la herramienta de brochado permanece estacionaria y la pieza de trabajo se mueve contra ella, o la pieza de trabajo está estacionaria y la brocha se mueve contra ella.

El brochado interno no es tan simple. Para el uso de una brocha interna, la pieza de trabajo debe asegurarse en su lugar con un soporte de trabajo, que también actúa como soporte para la brochadora. Luego, utilizando el elevador de la máquina, la brocha se baja hacia la pieza de trabajo.

Luego, el tirador de la máquina agarra el piloto de la brocha y luego, cuando el elevador suelta el seguidor, el tirador tira de la brocha completamente a través de la pieza. Finalmente, se retira la pieza de trabajo y la brocha vuelve a encajar en el elevador.

¿Cuáles son los usos del brochado?

Hay una gran cantidad de usos para las brochas. De hecho, es probable que haya visto tipos de brochado en herramientas manuales, electrodomésticos, plomería, diseño automotriz, equipos agrícolas y una variedad de otras aplicaciones militares e industriales.

Sin embargo, el uso principal del brochado es la producción de piezas de alto volumen que requieren cortes precisos, repetitivos y complejos. Si bien el proceso de brochado se puede usar para una variedad de aplicaciones, los mejores materiales para usar son aquellos con una dureza de entre 26 y 28 Rockwell C.

Sin embargo, muchas empresas de producción han tenido éxito al utilizar materiales con una dureza de hasta 32 Rockwell C.

¿Cómo cuidar tus brochas?

Cuando recibe una brocha nueva, es probable que sirva para al menos 8000 cortes. Sin embargo, si la brocha se cuida y se afila regularmente, puede aumentar la estimación original a casi 60 000 o más cortes.

Las brochas son piezas costosas, algunas cuestan aproximadamente $2000 o más, y aunque los 8000 cortes estimados podrían estar bien para operaciones más pequeñas, no todas las empresas pueden permitirse reemplazar estas herramientas con tanta frecuencia.

Por lo tanto, después de cortar 3000 piezas, podría valer la pena enviar sus brochas para que las afilen y reacondicionen para prolongar la utilidad de las brochas y reducir los costos generales de producción. Si ha notado que se requiere un aumento en la fuerza para cortar sus piezas, es posible que su brocha necesite un poco de afilado.

Tipos de Brochadoras

Estos son solo algunos tipos de brochadoras a tener en cuenta:

• Brochado horizontal
• Brochado vertical
• brochado interior
• Brochado externo
• Brochado rotativo
• Brochado lineal

1. Brochadora horizontal

Las brochadoras horizontales utilizan el método de extracción para brochar la pieza de trabajo y se utilizan para brochado interior y exterior. Una máquina horizontal tiene una cama, un piloto de brocha y un mecanismo de accionamiento.

Las brochas principales en una máquina horizontal son los chaveteros, las estrías, las ranuras, los orificios redondos y las formas interiores. Aunque las máquinas horizontales ocupan espacio en el piso, son perfectas para brochas largas y piezas de trabajo pesadas.

2. Brochadora vertical

Una brochadora vertical empuja o tira de la herramienta de brochado, siendo el brochado de empuje el tipo más común. El diseño y la configuración de las máquinas verticales les permiten realizar múltiples operaciones ya que es fácil pasar una pieza de trabajo de una máquina a otra.

Los tres tipos de máquinas verticales son push down, pull up y pull down. El diseño pull-up es el más popular. Las brochadoras verticales pueden funcionar con accionamiento hidráulico o electromecánico; hidráulica es la más popular y rentable.

3. Brochadora de superficies

Una máquina de brochado de superficies elimina el material de acceso de la superficie de una pieza de trabajo. La herramienta de corte pasa sobre la pieza de trabajo para producir superficies planas o contorneadas. La característica única de una máquina de brochado de superficies es que la herramienta de corte está unida a un pistón que se fuerza a lo largo de la pieza de trabajo.

El carnero puede moverse horizontal o verticalmente según el diseño de la máquina. Es posible que una brochadora de superficies tenga dos cilindros; esto se describe como brochado dúplex.

4. Brochadora continua

En el brochado continuo, la pieza de trabajo se mueve constantemente mientras la brocha se mantiene estacionaria. El movimiento puede ser recto, horizontal o circular.

Con el brochado continuo horizontal, las piezas de trabajo se cargan en un accesorio que está montado en una cadena. El brochado continuo se utiliza para cortar piezas similares al mismo tiempo.

5. Brochadora rotativa

El brochado rotatorio es diferente a las otras formas de brochado y se conoce como brochado oscilante. Es un método de precisión para producir formas poligonales internas interna o externamente. En el brochado rotatorio, la herramienta de corte se coloca en un ángulo de 1o con respecto a la línea central de la pieza de trabajo; esto hace que la brocha corte con un efecto de cincelado o festoneado.

El brochado rotativo se puede completar con un torno o una fresadora utilizando una máquina de husillo horizontal o vertical donde se permite que el husillo gire libremente. Las formas que se pueden crear con el brochado rotativo incluyen hexágonos, cuadrados, dientes dentados, chaveteros, espirales, ranuras, engranajes rectos, números y letras.

6. Brochadora giratoria

Las brochadoras giratorias se utilizan para cortes circulares, lineales y en espiral donde las superficies necesitan un alto acabado. La herramienta tiene múltiples insertos para eliminar material girando el cigüeñal entre centros. Los componentes de una brochadora giratoria son capaces de acabado o desbaste. El tipo de máquina determina la herramienta.

Las plaquitas de desbaste y sus segmentos dependen de los requisitos de la tasa de eliminación de material. Los segmentos de acabado tienen cartuchos ajustables, que son ideales para producir tolerancias estrechas.

7. Brochado CNC

Las máquinas de control numérico por computadora (CNC) se pueden utilizar para el proceso de brochado debido a los recientes desarrollos tecnológicos. Las piezas se pueden brochar utilizando procesos rotativos o lineales en un solo paso. Las empresas de brochado han diseñado herramientas, cuerpos de herramientas y portaherramientas que se pueden incluir en el proceso CNC.

El brochado CNC tiene herramientas de brochado de plaquitas intercambiables y portaherramientas. Los portaherramientas especiales permiten disponer de varios insertos especializados. Las brochas CNC incluyen rotativas o oscilantes, perforadas, de chavetero, acanaladas, poligonales y dentadas, por nombrar algunas.

Ventajas del brochado

• Tasa de producción muy alta superior a la de fresado, cepillado, mandrinado, etc.
• Alta precisión dimensional y de forma y acabado superficial del producto.
• Desbaste y acabado en un solo golpe de la misma fresa.
• Solo necesita un movimiento de corte, por lo que el diseño, la construcción, la operación y el control son más simples.
• Extremadamente adecuado y económico para la producción en masa.
• No se necesita experiencia.
• Cara acabada notable.
• Tiempo de ciclo corto con alta precisión.
• Se requiere poca habilidad para realizar una operación de brochado.
• El brochado se puede utilizar para el acabado de superficies internas o externas.
• En este proceso se puede obtener una tolerancia de +-0,0075 mm y un acabado superficial de unas 0,8 micras.
• El fluido de corte se puede aplicar fácilmente donde sea más efectivo porque una brocha tiende a atraer el fluido hacia el corte.

Desventajas del brochado

• Solo se pueden mecanizar superficies y agujeros pasantes.
• Usable solo para cortes ligeros.
• La velocidad de corte no puede ser alta.
• Los defectos o daños en la brocha afectan gravemente la calidad del producto.
• El diseño, la fabricación y la restauración de las brochas son difíciles y costosos.
• Se debe adquirir y utilizar una brocha separada siempre que cambie el tamaño, la forma y la geometría del trabajo.
• Económico solo cuando el volumen de producción es grande.
• No se puede brochar una pieza de trabajo muy grande.
• Alto costo de la herramienta.
• El brochado no se puede utilizar para eliminar una gran cantidad de material.
• Las piezas que se van a brochar deben poder soportar la rigidez y deben poder resistir las fuerzas que se establecen durante el corte.