Αυλάκωση (Broaching)

Γενικά χαρακτηριστικά αυλάκωσης Η πρωτεύουσα κίνηση, η οποία είναι ευθύ-γραμμη, μπορεί να δοθεί είτε στο εργαλείο είτε στο κομμάτι. Κίνηση προώσεως δεν χρειάζεται στην κατερ-γασία αυτή. Με την αυλάκωση ή μπρόουτσιγκ (από την αγγλική της ονομασία) κατεργαζόμαστε εσωτε-ρικές ή εξωτερικές επιφάνειες σε κομμάτια μικρού σχετικά ή μέσου μεγέθους. Συνήθως δίνουμε διάφορες μορφές σε τρύπες, οι οποίες προηγουμένως θα πρέπει να ανοιχτούν µέ τρυπάνισμα ή εσωτερική τόρνευση . Συνήθως, το ΚΕ κινείται µέ χαμηλή ταχύτητα ωθούμενο ή ελκόμενο, ενώ το ΤΕ προσαρμόζεται σταθερά στην ΕΜ. Τα δόντια κόβουν προοδευτικά, όταν έρθει ή σειρά τους να κόψουν και όχι συγχρόνως όλα μαζί. Η μορφοποίηση της επιφάνειας ολοκληρώνεται, όταν και τα τελευταία (ψηλότερα) δόντια του ΚΕ περάσουν από αυτή, δηλαδή σε ένα ολόκληρο πέρασμα του. Η αυλάκωση ενδείκνυται µόνο για μαζική παραγωγή, λόγω του υψηλού κόστους του κοπτικού εργαλείου. Με την αυλάκωση επιτυγχάνεται μεγάλη ακρίβεια και πολύ καλή τραχύτητα επιφανείας μέσα σε αρκετά μικρό χρόνο κατεργασίας.

Το ΚΕ αυλάκωσης Το κοπτικό εργαλείο είναι εργαλείο µέ πολλές κύριες κόψεις (δόντια). Το ύψος των δοντιών από τον άξονα του εργαλείου μεγαλώνει προοδευτικά από το ένα άκρο προς το άλλο, μέχρις ότου τελικά φθάσει εκείνο, που απαιτείται για τη συγκεκριμένη μορφή, την οποία επιθυμούμε να δώσομε στην τρύπα ή στην εξωτερική επιφάνεια.

Εργαλειομηχανές αυλάκωσης Μηχανή για εσωτερική αυλάκωση οριζόντιου τύπου Οι μηχανές αυλακώσεων (broaching) είναι απλές, ισχυρές μηχανές που εξασφαλίζουν την ευθύγραμμη κίνηση του εργαλείου. Μηχανή για εξωτερική αυλάκωση

Μέθοδοι αυλάκωσης (Broaching methods) Διακρίνουμε δύο είδη αυλάκωσης : Εσωτερική και εξωτερική αυλάκωση (internal- and external broaching) Εσωτερική αυλάκωση Εξωτερική αυλάκωση Η ίδια κατεργασία κοπής γίνεται και για εξωτερική αυλάκωση, µε μόνη διαφορά ότι τα διαδοχικά δόντια του εργαλείου κόβουν στην εξωτερική επιφάνεια του κομματιού. Το KE αυλάκωσης φέρεται στο εσωτερικό του ΤΕ σε προϋπάρχουσα οπή. Η κίνηση του ΚΕ αφορά σε έλξη ή ώθηση των κόψεών του μέσα στο άνοιγμα αφαιρώντας κατάλληλα υλικό από το ΤΕ με ταυτόχρονη δράση πολλών εξ αυτών, αποδίδοντας έτσι κατάλληλο περίγραμμα στην οπή (π.χ. τετράγωνο, εξάγωνο, κλπ.) .

Εσωτερική αυλάκωση (Internal broaching) Η κατασκευή αυλακώσεων σε εσωτερικές οπές και συναντάται σε πληθώρα στοιχείων μηχανών: σφηναύλακες σε γρανάζια, τροχαλίες, συμπλέκτες κλπ, εσωτερικές οδοντώσεις γραναζιών, τετράγωνες, εξάγωνες πολυγωνικές οπές και μια σειρά άλλων μορφών. Σχηματισμός εσωτερικής spline μέσω εσωτερικής αυλάκωσης a – πριν την κατεργασία b,c – κατά την κατεργασία d – πέρας κατεργασίας

Εξωτερική αυλάκωση (External broaching)

Μεταβλητές κοπής κατά την αυλάκωση t βήμα (pitch) e οπίσθιο πάχος οδόντα (tooth back thickness) c ύψος οδόντα (tooth space depth) r ακτίνα καμπυλότητας επιφάνειας αποβλίττου (rake face radius) fz πρόωση ανά κοπτική ακμή (stepping of the cutting edges - feed per cutting edge) ap πλάτος αυλάκωσης (broach width)

Υπολογισμός δύναμης και ισχύος κοπής (Calculation of force and power) Γωνία τοποθέτησης κόψης, κ Ειδική ενέργεια κοπής, kc Πλάτος κοπής (αποβλίττου), b Πάχος κοπής (αποβλίττου), h

Αριθμός οδόντων που κόβουν ταυτόχρονα, ZE (Number of teeth in contact) Κύρια συνιστώσα της δύναμης κοπής ανά κόψη, Fcz (Major cutting force per cutting edge) Αριθμός οδόντων που κόβουν ταυτόχρονα, ZE (Number of teeth in contact) Συνολική κύρια συνιστώσα της δύναμης κοπής, Fc (Major cutting force) Βήμα οδόντωσης, t (Toothing pitch) Πρόκειται για την απόσταση μεταξύ κοπτικών ακμών. Επιλέγεται έτσι, ώστε να κόβουν ταυτόχρονα 2 τουλάχιστον οδόντες. Λαμβάνεται πρόνοια να μην κόβει ταυτό-χρονα μεγάλος αριθμός οδόντων (κίνδυνος υπέρβασης αντοχής ΚΕ ή της μηχανής αυλάκωσης). Συνιστάται τιμή t = 0,1-0,3 mm (για την αποφυγή κραδασμών).

Μήκος αυλάκωσης, l (broach length) To μήκος αυλάκωσης l αντιστοιχεί στο μήκος κατεργασίας μέσα στο ΤΕ. Σε ΤΕ με συνεχή οπή το l συμπίπτει με το μήκος της οπής, ενώ εάν το τοίχωμα της οπής φέρει ενδιάμεση εγκοπή το μήκος αυλάκωσης l αποτελείται από τα επιμέρους μήκη l1 και l2, βλ. Σχήμα. Ελάχιστο επιτρεπόμενο βήμα οδόντωσης tmin σύμφωνα με το διαθέσιμο φορτίο της μηχανής αυλάκωσης Ελάχιστο επιτρεπόμενο βήμα οδόντωσης σύμφωνα με το διαθέσιμο χώρο αποβλίττων.

Ελάχιστο επιτρεπόμενο βήμα οδόντωσης σύμφωνα με το επιτρεπόμενο φορτίο που μπορεί να φέρει η διατομή του ΚΕ αυλάκωσης. Ισχύς ΕΜ αυλάκωσης ή ισοδύναμα

Χρόνος κατεργασίας For broaching, the machining time is composed of the individual times for cutting motion and return stroke.

Κύκλος κατεργασίας στην εσωτερική αυλάκωση (Work cycle during internal broaching)

Διαδρομή κατεργασίας στην εξωτερική αυλάκωση (Working stroke during external broaching) External broaching – working principle 1 closing plate, 2 workpiece, 3 broaching tool