Qu’est-ce qu’une brocheuse ?
Une brocheuse est une machine-outil qui effectue des opérations de coupe à l’aide d’un outil appelé broche.
Une broche est un outil long et plein, doté d’un grand nombre d’arêtes de coupe disposées dans l’ordre des dimensions. En poussant et en tirant la broche vers la pièce à l’aide d’une force hydraulique ou autre, il est possible d’effectuer une série d’opérations sur une pièce, de l’ébauche à la finition.
Il s’agit d’une méthode d’usinage qui offre une excellente productivité et qui est largement utilisée dans la fabrication de pièces automobiles et dans la production en grande série de diverses pièces de machines. En revanche, elle n’est pas adaptée à la production de petits volumes, car les coûts d’équipement sont plus élevés que ceux des équipements d’usinage polyvalents.
Utilisations des brocheuses
L’usinage à l’aide de brocheuses est un processus nécessaire pour tailler des rainures de clavette dans les pièces de moteur et les engrenages. À ce titre, elles sont souvent utilisées dans la fabrication de pièces automobiles et aéronautiques. Il est particulièrement utilisé dans la fabrication de pignons, de cannelures et d’engrenages.
Le brochage peut être divisé en deux types : le brochage de surface, où la surface de la pièce est découpée selon une forme définie, et le brochage interne, où la pièce est percée d’un trou intérieur.
Le brochage implique d’autres opérations d’usinage telles que l’usinage de trous, l’usinage de rainures de clavette, l’usinage de cannelures, l’usinage hexagonal, l’usinage de trous hexagonaux, l’usinage carré et l’usinage de trous carrés. Une fois la pièce retirée, la brocheuse saisit la poignée arrière et retourne à l’origine de la machine, qui est alors prête pour l’usinage de la pièce suivante.
Principe de la brocheuse
Le brochage est réalisé par l’outil de brochage, de l’ébauche à la finition, en une seule opération d’emboutissage. La précision de l’usinage et la productivité du brochage dépendent de la conception et de la précision de la broche. De plus, les broches sont coûteuses et peu polyvalentes, car il s’agit d’outils dédiés aux spécifications de la pièce à usiner.
La profondeur de coupe par lame et les conditions de l’ébauche à la finition sont intégrées dans la conception du brochage. Le choix de l’huile de coupe appropriée est également important pour le brochage. L’utilisation d’huiles inadaptées peut réduire la précision de l’usinage et la durée de vie du brochage.
Types de brocheuses
1. Classification selon l’usinage
Les brocheuses peuvent être classées en fonction de l’usinage, comme les brocheuses internes, les brocheuses de surface et les brocheuses double face capables d’usiner les deux à la fois. Les brocheuses internes sont utilisées pour découper la surface intérieure du trou dans la pièce et la finir.
Les brocheuses de surface sont utilisées pour former des rainures sur la surface de la pièce. Les rainures de clavettes, les pignons, les cannelures et les engrenages peuvent être usinés de manière efficace et précise.
2. Classification par structure
Les brocheuses peuvent être classées en deux types d’un point de vue structurel : vertical et horizontal. Le type vertical est le plus courant car il présente une petite surface propriétaire et nécessite moins d’espace d’installation. Cependant, comme la broche pénètre dans la pièce lors de son extraction, la machine doit avoir une longueur au moins double de celle de la broche, ce qui en fait une machine verticale.
Les brocheuses horizontales, en revanche, sont souvent utilisées pour l’usinage des surfaces, car il n’y a pas de restrictions de hauteur et la broche peut être retirée avec une grande course. Il est également possible d’usiner des formes complexes.
3. Classification selon la méthode de déplacement de la broche
Les brocheuses peuvent être classées en deux catégories selon la méthode de déplacement de la broche : les brocheuses à traction et les brocheuses à poussée. La première est traitée en tirant la broche, tandis que la seconde est traitée en poussant la broche.
4. Classification selon le système d’entraînement
Les brocheuses peuvent être classées comme hydrauliques ou mécaniques, en fonction du système d’entraînement. Le type le plus courant est le type hydraulique, dans lequel la broche est entraînée par un cylindre hydraulique.
L’avantage de ce type de machine est qu’une force stable peut être appliquée au brochage, ce qui évite les chocs sur la lame et prolonge la durée de vie de l’outil.
Caractéristiques des brocheuses
Avantages
1. Productivité élevée
Un usinage complexe peut être réalisé en un seul processus. Par exemple, l’usinage de la surface interne d’un trou nécessite généralement trois processus : l’ébauche, la semi-finition et la finition, alors que le brochage permet de tout réaliser en un seul processus.
2. Haute reproductibilité du produit
Le brochage est une méthode d’usinage hautement reproductible qui permet de réaliser des opérations complexes avec une qualité uniforme et une production de masse ; la profondeur de coupe par lame et le volume de coupe global sont déterminés à l’avance lors de la conception du brochage, ce qui permet un usinage uniforme.
Un autre avantage est que le processus d’extraction de la broche ne nécessite pas un haut degré d’habileté.
3. Possibilité de réaliser des usinages impossibles à réaliser avec d’autres méthodes
Le brochage permet des usinages qui ne sont pas possibles avec d’autres méthodes. Par exemple, les formes hélicoïdales avec des coupes en spirale ne peuvent être produites que par brochage.
Les cannelures involues, dans lesquelles une coupe est effectuée à l’intérieur ou à l’extérieur d’une forme de barre pour les engrenages, ne peuvent également être fabriquées que par brochage.
Inconvénients
1. Économiquement désavantageux pour une petite quantité
Le brochage est coûteux et les brocheuses sont plus chères que les autres machines-outils. Il est donc économiquement désavantageux pour les petites séries.
2. L’usinage du fond n’est pas possible
Les broches sont utilisées en pénétrant dans la pièce, il est donc impossible d’usiner un fond non pénétrant.