Servicios de Brochado de Precisión: Mejorando la Exactitud en Talleres de Mecanizado

El brochado es un proceso de mecanizado que utiliza una herramienta de corte con dientes que aumentan de tamaño de adelante hacia atrás. En muchos casos, una superficie completa (o múltiples superficies) puede acabarse en un solo paso con brochado. La técnica se aplica con mayor frecuencia para acabar agujeros, estrías y superficies planas.

El brochado es un proceso de mecanizado relativamente nuevo, desarrollado en la década de 1850 con aplicaciones específicas para metales. Originalmente, el brochado se usaba para trabajar características internas, como chaveteros en poleas y engranajes. Durante el siglo XX, el brochado se desarrolló aún más para su uso en armas de fuego, y desarrollos subsiguientes han mejorado drásticamente las tolerancias y han hecho el brochado más versátil para talleres de mecanizado modernos.

Cómo Funciona el Brochado

La herramienta de corte utilizada en el brochado se llama "brocha". Esta herramienta de corte lineal y dentada se asemeja a una sierra en perfil, pero el ancho y la configuración de los dientes pueden variar significativamente. Los dientes de la brocha están diseñados con precisión para que cada diente sobresalga ligeramente más que el anterior. A medida que la brocha pasa a lo largo de la pieza, cada diente hace un pequeño corte en la superficie y aleja una viruta de la pieza. La diferencia de altura entre el primer diente y el último se llama "elevación" (rise), y representa la cantidad máxima de material que una brocha puede remover.

Herramientas de Corte Utilizadas para el Brochado

El proceso de brochado es relativamente simple, con una máquina brochadora moviendo la brocha linealmente a lo largo de la superficie de la pieza con fuerza suficiente para remover material. Las brochas en sí, sin embargo, son más complejas que muchas herramientas de corte. Las brochas a menudo se diseñan para trabajos específicos y pueden adoptar muchas formas y tamaños. Hay varias categorías de brochas que se relacionan con el trabajo a realizar y la máquina brochadora utilizada para suministrar la fuerza.

• Brocha de empuje (Push broach): herramienta diseñada para ser empujada por la máquina brochadora
• Brocha de tracción (Pull broach): herramienta diseñada para ser jalada por la máquina brochadora
• Brocha estacionaria (Stationary broach): herramienta diseñada para permanecer estacionaria mientras una máquina mueve la pieza

Dentro de estos subtipos, las brochas pueden variar en términos de configuración de dientes y sección transversal. Las brochas más simples, diseñadas para cortar una sola superficie, pueden ser rectangulares en sección transversal con un solo juego de dientes de corte. Debido a que las brochas a menudo cortan características internas, sus secciones transversales varían extensamente dependiendo del trabajo a realizar. La imagen en la parte superior de este artículo ilustra varios ejemplos de secciones transversales y configuraciones de dientes de brocha.

Además, las brochas en sí pueden fabricarse de varias maneras. Las brochas macizas son las más comunes y menos costosas de fabricar, y consisten en una brocha mecanizada a partir de una sola pieza de material. Otras brochas consisten en un eje fuerte con dientes de corte unidos alrededor del perímetro. Estos dientes pueden luego removerse, pero el eje puede reutilizarse con diferentes configuraciones de dientes. Las brochas grandes a menudo se ensamblan en secciones, para que algunas filas puedan separarse para afilar o reemplazar mientras otras filas permanecen instaladas en el eje.

Varios componentes de cada brocha sirven propósitos específicos. Las primeras filas de dientes en contactar con la pieza se conocen como "rompevirutas (chip breakers)", mientras que las últimas filas de dientes a menudo son "dientes de acabado (finishing teeth)". Los dientes intermedios se designan para varios propósitos, desde desbaste hasta semiacabado.

El siguiente diagrama, compartido bajo Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, ilustra los componentes de una brocha de tracción.

Tipos de Máquinas Brochadoras

El brochado simple puede realizarse con una prensa de arco (arbor press), pero operaciones más complejas requieren máquinas brochadoras dedicadas. Varias características de las brochas dependen de la máquina que se usará para moverlas a través de la pieza. Como se mencionó, algunas máquinas brochadoras jalan la herramienta de corte mientras otras la empujan. Las máquinas brochadoras tradicionales están orientadas verticalmente, moviendo la brocha en dirección ascendente o descendente. Otras están orientadas horizontalmente, y como a menudo sostienen las herramientas de corte en soportes, pueden acomodar longitudes mayores sin flexión significativa. Algunos tipos de máquinas brochadoras incluyen:

• Máquinas brochadoras verticales de tracción descendente: el extremo piloto de la brocha se une debajo de la pieza, con los rompevirutas encima. La máquina luego jala la brocha hacia abajo para que todos los dientes pasen a lo largo de la pieza.
• Máquinas brochadoras de superficie continua: las brochas son estacionarias y la pieza es jalada o empujada a través de los dientes en sucesión.
• Máquinas brochadoras rotativas: las piezas se sostienen en fijaciones en una mesa giratoria que las pasa a través de brochas estacionarias. Con la configuración adecuada, el brochado rotativo también puede realizarse en un torno.

Ventajas del Brochado

El brochado puede ser un proceso ideal para muchas aplicaciones de mecanizado CNC. Una ventaja clave del brochado es que los operadores de máquina pueden realizar operaciones de brochado con poca capacitación. Debido a que la complejidad está integrada en la herramienta misma, muy pocos parámetros requieren ajuste durante la producción. Quizás lo más importante, el brochado puede ahorrar tiempo porque el proceso de corte en sí es rápido y fácilmente repetible.

Comparado con el aserrado y el rectificado, sin embargo, el brochado a menudo actúa sobre las piezas con mayor fuerza. Los profesionales del mecanizado deben asegurar que el material de la pieza sea lo suficientemente fuerte para soportar las fuerzas involucradas en el brochado. Además, si se requiere brochado interno, se debe hacer un agujero en la pieza por fundición o taladrado antes de que el brochado sea posible.

En última instancia, la elección de utilizar brochado sobre otros procesos de mecanizado a menudo se reduce a tres factores: volumen, equipo y corte. En algunos casos se pueden usar diseños de brocha estándar, pero las brochas personalizadas son costosas de producir y por lo tanto requieren altos volúmenes de producción para ser económicamente viables. Las máquinas brochadoras no son tan comunes en talleres de mecanizado como fresadoras, tornos y taladros, por lo que otros procesos pueden usarse para evitar subcontratación o compra de nuevo equipo. Aun así, hay muchos casos en que el brochado es la única forma de cortar material en el patrón deseado. Incluso con ajustes de utillaje, fresadoras, tornos, taladros o mandrinadoras no pueden producir todas las características posibles con brochado.

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• Fresado
• Torneado
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• Aserrado
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