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Auteur(s)
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Claude BELLAIS : Ancien chef de section Méthodes de Renault SA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Une brocheuse est une machine-outil procédant par enlèvement de métal, à mouvement cinématique simple, qui opère soit par traction, soit par poussée de l’outil appelé broche. La brocheuse peut comporter un seul ou plusieurs postes de travail. Le poste lui-même peut être équipé d’une broche unique : cas général en brochage intérieur, ou de tout un ensemble de broches rapportées sur un même train ou dans un pot, pour le brochage extérieur.
À l’origine le premier matériel mis en œuvre pour effectuer une opération de brochage-mandrinage consistait en un simple outil, conduit à l’intérieur de la pièce à usiner sous l’effet répété de coups de marteau donnés par l’opérateur. Le procédé se limitait à la seule réalisation de rainures de clavetage.
En 1873, le terme de brochage [broaching], apparaît pour la première fois lors du dépôt d’un brevet par Anson et Stephenson concernant un projet de machine à brocher.
En 1898, la première brocheuse est construite aux États-Unis par JN Lapointe. Elle est de conception horizontale, avec un mécanisme de traction de la broche assuré par un système de vis et écrou.
En 1921, la société The Oilgear Co met sur le marché la première brocheuse à traction hydraulique. Cette étape va être décisive, elle marque en effet le début d’un développement important des machines à brocher, d’abord aux États-Unis puis en Europe après la Seconde Guerre mondiale.
Les brocheuses sont regroupées au sein de deux grandes familles : l’une pour le brochage intérieur, l’autre pour le brochage extérieur. Dans chacune de ces catégories on trouve des machines horizontales et des machines verticales.
En ce qui concerne le procédé lui-même, le domaine d’application et la nature des opérations pouvant être réalisées, le lecteur intéressé pourra se reporter à l’article B 7 087 « Outils coupants. Brochage » du présent traité.
Nous tenons à remercier les Sociétés Varinelli et Aumat (représentées en France par Dismo) pour la documentation fournie.
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2. Machines pour le brochage extérieur
Ces machines ont connu un premier développement pendant la Seconde Guerre mondiale aux États-Unis. D’abord conçues pour des opérations simples, elles se sont ensuite étendues vers des opérations plus complexes pour des productions de moyennes et grandes séries. Aussi, a-t-on progressivement remplacé les opérations effectuées par fraisage par ces nouvelles techniques. Ce transfert de technologie a été facilité par les progrès obtenus sur les produits semi-ouvrés (Forges, Fonderies), amenant ceux-ci au plus près des formes et dimensions de finition.
2.1 Machines horizontales à broches fixes
Ce sont encore les plus utilisées en machines extérieures horizontales à commande électromécanique par chaînes. Elles sont de conception très massives (figure 3). Le mouvement est continu ; les montages porte-pièces sont régulièrement répartis en étant fixés sur les chaînes, celles-ci passant au travers d’un tunnel de brochage où sont regroupées les broches. Les pièces sont introduites à l’une des extrémités de la machine, puis sont évacuées à l’autre extrémité souvent par gravité, après être passées au travers du tunnel de brochage. Le retour des montages s’effectue dans la partie basse de la machine, pour se présenter de nouveau au poste de chargement, et ainsi de suite. Le bridage des pièces localisées dans les montages est obtenu par effet mécanique, sous l’action de coins actionnés par chocs donnés juste avant le passage en zone de brochage. Le débridage s’effectue par effet contraire à la sortie du tunnel. Tout au long de leur passage dans la partie supérieure de la machine, les montages tractés par les chaînes sont guidés dans des glissières. Pendant toutes ces opérations, un arrosage très abondant est nécessaire pour lubrifier broches et glissières, nettoyer les montages, enfin évacuer par gravité les copeaux d’usinage.
Les broches particulièrement nombreuses sur ce type de machine, sont prépositionnées hors machine sur un sommier, lui-même fixé sur un demi-tunnel, qui sera ensuite mis en place sur la machine. Ce processus facilite la mise en place des broches par l’opérateur,...
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