브로칭(Broaching)

<구분>

• 절삭공정
  •  연삭가공
    • 정밀입자가공
      • 호닝(honing) 
      • 래핑(Lapping)
      • 슈퍼피니싱(super finishing) 
      • 액채 호닝 (Liquid honing)
      • 브로칭 (broaching) ★
      • 폴리싱 (polishing)
      • 버핑 (buffing)
      • 샌딩 (sanding)

<기출>

• 19-1-4 브로칭(broaching)가공 공정 계획 시 고려할 사항에 대하여 설명하시오.
• 16-1-6 브로칭(broaching) 가공의 장점 3가지와 단점 2가지를 설명하시오.

 

1. 개요

 

1) 브로칭(broaching) 정의

 다수의 날을 나열한 브로치(broach)라고 하는 공구를 이용, 가공물의 표면에 세게 눌러서 한번 통과시키는 동안 여러개가 달려있는 브로치의 각 절삭날에 의하여 공작물 표면에서 조금씩 칩을 제거하여 브로치의 단면 형상을 만드는 공법

브로치 1날당 절삭깊이

 

2) 브로칭의 종류 / 브로치의 종류 / 머신 종류 

(1) 브로칭작업 종류

• 내면 브로치 작업 : 둥근 구멍 안 키홈, 스플라인 홈, 다각형 구멍 
• 외면 브로치 작업 : 세그먼트기어 치형이나 홈, 그 밖에 특수한 모양의 면 가공 (기어는 보통 내스퍼기어나 내헬리컬기어 가공에만 사용됨) 

내면 브로치 가공 형상 예

브로치가공으로 제작한 내스퍼기어

(2) 브로치 종류

• 구조에 따라 구분 
  • 날과 로드가 일체형 브로치 (solid type)
  • 날을 박은 브로치 (Inserted type)
  • 조립형 브로치 (combined type)
• 작용에 따라 구분 
  • 인발식 브로치 (Pull broach) : 일반적으로 많이 사용. 작은 구멍이나 절삭량이 많은 구멍 가공시 사용
  • 압입식 브로치 (Push broach) 큰 구멍이나 절삭량이 적은 일감을 다듬 가공시 사용
• 모양과 용도에 따라 구분
  • 키홈 브로치
  • 원형 브로치
  • 각 브로치
  • 스플라인 브로치
  • 세레이션 브로치 

(3)  브로머신 종류

• 수평형 브로칭 머신 : 운전과 설치의 안정성이 직립형보다 좋으나 설치면적이 크다
• 수직형 브로칭 머신(직립형): 절삭유제 공급이 용이하며 일감의 고정방법이 간단하다 

수평형 브로칭머신

수직형 브로칭머신

 

3) 브로치 형상 

• 자루부 : 브로치를 기계에 고정
• 안내부 : 절삭위치로 유도하기 위한 부분
• 절삭부 : 절삭을 하는  부분으로 거친날, 중간날, 다듬질날로 구분됨 

브로치 형상

 

브로치 형상

2. 브로칭 특징

 

1) 장점

• 1회의 가공에 의해서 공작물을 여러가지 복잡한 형상으로 다듬질할 수 있음
• 제품의 치수정밀도가 높음
• 다듬질면이 양호하다 
• 대량생산이 가능하다 

2) 단점

• 브로치 제작이 어려움 : 각 제품에 따라 브로치를 만들어야 하며 설계, 제작에 시간이 걸린다
• 브로치 가격이 비쌈 : 일정량 이상의 대량생산에만 사용이 가능하다 

 

3. 브로칭 설계시 고려할 사항 

 

1) 브로치 재료

보통 고속도강 (H.S.S)로 제작하고 다듬질 치수를 더 정확히 할 때는 다듬질날에 초경합금을 붙임

 

2) 설계 고려 사항 

• 가공물의 재료 (주철, 강철, 알루미늄, 황동 등에 따라 브로치 종류, 절삭속도, 윤활 방식 변동) 
• 아래구멍의 가공 방법
• 다듬질 량
• 다듬질해야 할 가공물의 길이
• 소요의 정밀도
• 소요의 다듬질면 거칠기
• 사용하는 기계의 형식 (수평형, 수직형)
• 생산능률
• 브로치의 선택 (브로치 종류, 재질, 치수 등)
• 절삭 조건 (절삭 속도, 이송량, 절삭유 등)

3) 브로칭 가공 공정 계획시 고려할 사항 

• 상기 설계 고려사항 일체 
• 기계 및 설비 
  • 브로칭 머신 : 설치 공간의 여유에 따라 수직형 / 수평형 선택 
  • 고정 장치(공작물 고정 지그) : 고정 형식 선택
  • 안전장치 
• 생산량 : 생산량에 따라, 자동화 시스템 도입 여부 결정. 대량생산에만 유효 
• 비용 : 대량 생산에만 브로칭 가공이 유효하므로 생산량에 따른 비용 검토