DE102005042410B4 - Tool and method for producing or post-processing a thread, in particular an internal thread - Google Patents
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Abstract
Werkzeug, ausgebildet als Zirkulargewindeformer, zur Erzeugung oder Nachbearbeitung eines Gewindes, insbesondere eines Innengewindes, umfassenda) wenigstens einen Trägerkörper (3), durch den eine Werkzeugachse (A) verläuft,b) wenigstens ein Gewindeformelement (20), dasb1) als vorgefertigtes und/oder separates Teil ausgebildet ist undb2) an dem Trägerkörper (3) mittels Befestigungsmitteln (5, 15) befestigt ist, sowieb3) ringförmig die Werkzeugachse (A) umläuft oderb4) scheibenförmig ausgebildet ist, wobei die Werkzeugachse (A) durch das Gewindeformelement (20) verläuft, undd) wobei jedes Gewindeformelement (20) wenigstens ein radial zur Werkzeugachse (A) nach außen vorstehendes Gewindeformprofil (10) aufweist zum spanlosen Erzeugen oder Nachbearbeiten des Gewindes durch Eindrücken des Gewindeformprofils (10) in eine Werkstückoberfläche bei einer Drehung des Trägerkörpers (3) mit dem oder den Gewindeformelement(en) (20) um die Werkzeugachse (A) und einer gleichzeitigen schraubenförmigen und/oder spiralförmigen Vorschubbewegung (VB, ZB) des Trägerkörpers (3) mit dem oder den Gewindeformelement(en) (20) um eine zur Werkzeugachse (A) parallele und von der Werkzeugachse (A) beabstandete zentrale Drehachse (M).Tool, designed as a circular thread former, for producing or reworking a thread, in particular an internal thread, comprisinga) at least one carrier body (3) through which a tool axis (A) passes, b) at least one thread forming element (20), whichb1) as prefabricated and / or or separate part is formed andb2) is fastened to the carrier body (3) by means of fastening means (5, 15), so that the annular axis of the tool axis (A) orb4) is disk-shaped, whereby the tool axis (A) is formed by the thread forming element (20). runs und und d) each thread forming element (20) at least one radially to the tool axis (A) outwardly projecting thread forming profile (10) for non-cutting generating or reworking the thread by pressing the thread forming profile (10) into a workpiece surface upon rotation of the carrier body (3 ) with the thread forming element (s) (20) about the tool axis (A) and a simultaneous sch screw-shaped and / or spiral feed movement (VB, ZB) of the carrier body (3) with the thread forming element (s) (20) about a tool axis (A) parallel and spaced from the tool axis (A) central axis of rotation (M).
Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug sowie ein Verfahren, jeweils zur Erzeugung oder Nachbearbeitung eines Gewindes, insbesondere eines Innengewindes.The invention relates to a tool and a method, each for generating or post-processing a thread, in particular an internal thread.
Zur Gewindeerzeugung oder Gewindenachbearbeitung sind sowohl spanabhebende als auch spanlose Verfahren und Gewindewerkzeuge bekannt. Spanabhebende Gewindeerzeugung beruht auf Materialabtrag des Materials des Werkstücks im Bereich des Gewindeganges. Spanlose Gewindeerzeugung beruht auf einer Umformung des Werkstücks und Erzeugung des Gewindeganges in dem Werkstück durch Druck. Gewindefurcher sind axial zu ihrer Werkzeugachse arbeitende Gewindewerkzeuge mit einem an einem Werkzeugschaft ausgebildeten Arbeitsbereich, der eine schraubenförmige die Werkzeugachse umlaufende Wirkfläche aufweist, mit der das Gewinde in das Werkstück eingedrückt wird, also mit einem entlang des Umfangs spiral- oder schraubenförmig umlaufenden Außengewinde oder Gewindeprofil, das die Gegenform zu dem zu erzeugenden Gewinde darstellt.For threading or threading machining both cutting and non-cutting methods and threading tools are known. Chip removal threading is based on material removal of the material of the workpiece in the area of the thread. Chipless threading is based on forming the workpiece and creating the thread in the workpiece by pressure. Gewindefurcher are working axially to their tool axis threading tools with a trained on a tool shank work area having a helical tool axis rotating the tool axis with which the thread is pressed into the workpiece, ie with a circumferentially spirally or helically encircling external thread or thread profile, which represents the counter-shape to the thread to be produced.
In der Regel weist ein Gewindefurcher einen annähernd polygonalen Querschnitt auf, so dass entlang des dann von einer exakt zylindrischen Schraubenlinie abweichenden Außengewindes des Arbeitbereichs zueinander versetzte weiter nach außen ragende und im Allgemeinen abgerundete Polygon-Eckbereiche, die auch als Drückstollen oder Furchzähne oder Formkeile bezeichnet werden, gebildet sind, die der Gewindesteigung des schraubenförmigen Gewindeprofils folgen. Durch diese Maßnahme werden bei der Umformung die Kontaktflächen und damit die Klemmkräfte verringert. Dabei sind für das Polygon mindestens drei Ecken oder Eckbereiche erforderlich, da sich die Gewindefurcher bei der Gewindeerzeugung am Rand der Bohrung oder dem Gewindeaußenrand abstützen müssen.In general, a Gewindefurcher has an approximately polygonal cross-section, so that along the then deviated from an exact cylindrical helical external thread of the working area offset further outwardly projecting and generally rounded polygonal corner regions, which are also referred to as press studs or furrows or mold wedges are formed, which follow the thread pitch of the helical thread profile. By this measure, the contact surfaces and thus the clamping forces are reduced during the forming. In this case, at least three corners or corner areas are required for the polygon, since the Gewindefurcher must support the thread generation at the edge of the hole or the outer edge of the thread.
Der Außendurchmesser oder der Querschnitt des Arbeitsbereichs eines Gewindefurchers nimmt in einem Anlauf- oder Einlaufbereich, der der eigentliche Formgebungsbereich ist, vom vorderen Ende des Werkzeugs nach hinten, zumeist konisch, zu und bleibt in einem anschließenden Kalibrier- und/oder Führungsbereich im Wesentlichen gleich. Dadurch wird der Gewindegang schrittweise durch die immer tiefer in das Werkstück eindrückenden Furchzähne des Anlaufbereichs erzeugt und durch die in ihrer Eindrücktiefe gleichbleibenden Furchzähne des Kalibrierbereichs gegebenenfalls noch nachgeglättet oder kalibriert.The outer diameter or the cross section of the working area of a thread rolling increases in a start-up or inlet region, which is the actual shaping area, from the front end of the tool to the rear, usually conical, and remains substantially the same in a subsequent calibration and / or guide region. As a result, the thread is gradually produced by the ever deeper penetrating into the workpiece trough teeth of the starting area and possibly even after-smoothed or calibrated by the constant in their indentation fangs of the calibration.
Zur Erzeugung eines Gewindes in einer bereits vorhandenen Bohrung wird der Gewindefurcher mit dem Arbeitsbereich voran mit einer linearen Vorschubbewegung axial zur Werkzeugachse, d.h. der Längsachse des Werkzeugschafts, und unter Drehung des Werkzeugs um diese Werkzeugachse in die Bohrung eingeführt. Dabei werden die Zähne bzw. Formkeile bzw. Drückstollen des Gewindes am Gewindefurcher in die Oberfläche des Werkstücks bzw. der Bohrung gedrückt. Der Werkstoff des Werkstücks wird dabei vorwiegend radial, also senkrecht zur Längsachse der Bohrung weggedrückt. Ein Teil des so verformten Materials wird verfestigt, ein anderer Teil in die Vertiefungen bzw. Rillen zwischen den Formkeilen bzw. Zähnen des Gewindefurchers gedrängt, wodurch schließlich ein Gewinde im Werkstück erzeugt wird.To create a thread in an already existing bore, the thread former is advanced with the work area with a linear feed motion axially of the tool axis, i. the longitudinal axis of the tool shaft, and introduced by rotation of the tool about this tool axis in the bore. In this case, the teeth or shaped wedges or pressing lugs of the thread are pressed against the thread groove in the surface of the workpiece or the bore. The material of the workpiece is thereby pressed away predominantly radially, ie perpendicular to the longitudinal axis of the bore. Part of the thus deformed material is solidified, another part is forced into the recesses or grooves between the die or teeth of the Gewindefurchers, whereby a thread is finally produced in the workpiece.
Diese bekannten Gewindefurcher werden im Folgenden auch als axiale Gewindeformer und das entsprechende Verfahren als axiales Gewindeformen bezeichnet. Bekannte Ausführungsbeispiele solcher (axialen) Gewindefurcher finden sich auch in
Die
Aus
Dieses Werkzeug wird nun bei dem Verfahren gemäß
Das Gewinde wird gemäß
Dieser Gewindeformer wird im Folgenden auch als Zirkulargewindeformer oder, unter Erweiterung der bislang üblichen Nomenklatur, als Zirkulargewindefurcher und das zugehörige Verfahren als Zirkulargewindeformen oder Zirkulargewindefurchen bezeichnet.This thread former is also referred to below as a circular thread former or, under extension of the hitherto customary nomenclature, as a circular thread binder and the associated method as circular thread forming or circular thread grooves.
Ein weiterer Zirkulargewindeformer ist nun auch aus der
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein neues Werkzeug und ein neues Verfahren zur Erzeugung eines Gewindes, insbesondere zur Erzeugung eines Innengewindes, anzugeben.It is an object of the invention to provide a new tool and a new method for producing a thread, in particular for producing an internal thread.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Werkzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 53 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Werkzeugs und des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 bzw. Anspruch 53 jeweils abhängigen Ansprüchen. This object is achieved in terms of the tool with the features of claim 1 and in terms of the method with the features of claim 53. Advantageous embodiments and further developments of the tool and the method according to the invention will become apparent from the claims dependent respectively from claim 1 and claim 53.
Das Werkzeug gemäß Anspruch 1, ausgebildet als Zirkulargewindeformer, ist zur Erzeugung oder Nachbearbeitung eines Gewindes, insbesondere eines Innengewindes, geeignet und bestimmt und umfasst wenigstens einen Trägerkörper (oder: Grundkörper, insbesondere Werkzeugschaft, Werkzeugkern), durch den eine Werkzeugachse (oder: Drehachse, vorzugsweise eine Hauptträgheitsachse) verläuft, und wenigstens ein vorgefertigtes und/oder separates Gewindeformelement (oder: Gewindeformteil, Gewindeformkörper), das an dem Trägerkörper und ggf. weiteren Gewindeformelementen mittels Befestigungsmitteln in einer zugehörigen Position befestigt ist, sowie entweder ringförmig die Werkzeugachse umläuft oder scheibenförmig ausgebildet ist, wobei die Werkzeugachse durch das Gewindeformelement verläuft. Jedes Gewindeformelement weist wenigstens ein radial zur Werkzeugachse nach außen vorstehendes (oder: vorrragendes) Gewindeformprofil auf zum spanlosen Erzeugen oder Nachbearbeiten des Gewindes durch Eindrücken (oder: Einformen) des Gewindeformprofils, insbesondere eines oder mehrerer Formkeile des Gewindeformprofils, in eine Werkstückoberfläche bei einer Zirkularformbewegung, also einer Drehung des Trägerkörpers mit dem oder den befestigten Gewindeformelement(en) um die Werkzeugachse und einer gleichzeitigen schraubenförmigen und/oder spiralförmigen Vorschubbewegung des Trägerkörpers mit dem oder den Gewindeformelement(en) um eine zur Werkzeugachse parallele und von der Werkzeugachse beabstandete zentrale Drehachse.The tool according to claim 1, designed as a circular thread former, is suitable for producing or reworking a thread, in particular an internal thread, and comprises at least one carrier body (or: base body, in particular tool shank, tool core), through which a tool axis (or: axis of rotation, preferably a main axis of inertia), and at least one prefabricated and / or separate thread forming element (or: thread forming part, thread forming body), which is fastened to the support body and optionally further thread forming elements by means of fastening means in an associated position, as well as either annularly rotates the tool axis or disc-shaped is, wherein the tool axis passes through the thread forming element. Each thread forming element has at least one radially outwardly projecting (or: projecting) thread forming profile for chipless production or reworking of the thread by impressing (or: molding) the thread forming profile, in particular one or more forming wedges of the thread forming profile, into a workpiece surface during a circular forming movement, that is to say a rotation of the carrier body with the attached thread forming element (s) about the tool axis and a simultaneous helical and / or spiral feed movement of the carrier body with the thread forming element (s) about a central axis of rotation parallel to the tool axis and spaced from the tool axis.
Das Verfahren gemäß Anspruch 53 ist ein Zirkulargewindeformen oder umfasst zumindest ein Zirkulargewindeformen zur Erzeugung oder Nachbearbeitung eines Gewindes. Bei dem Verfahren wird ein Werkzeug gemäß der Erfindung verwendet und einerseits um seine Werkzeugachse gedreht und andererseits mit einer axialen Vorschubbewegung entlang einer Vorschubrichtung parallel zur Werkzeugachse relativ zu einem Werkstück bewegt wird und zusätzlich zu der axialen Vorschubbewegung mit einer Zirkularbewegung bewegt, bei der die Werkzeugachse um eine zentrale Drehachse parallel zur Werkzeugachse rotiert wird. Bei dieser kombinierten Arbeitsbewegung wird das wenigstens eine Gewindeformprofil des Werkzeugs in Eingriff mit einer Werkstückoberfläche gebracht und spanlos das Gewinde erzeugt oder nachbearbeitet durch Eindrücken des Gewindeformprofils, insbesondere des oder der Formkeile(s), in die Werkstückoberfläche.The method according to claim 53 is a circular thread forming or comprises at least one circular thread forming for producing or post-processing a thread. In the method, a tool according to the invention is used and rotated on the one hand about its tool axis and on the other hand with an axial feed movement along a feed direction parallel to the tool axis relative to a workpiece is moved and moves in addition to the axial feed movement with a circular motion in which the tool axis to a central axis of rotation is rotated parallel to the tool axis. In this combined working movement, the at least one thread-forming profile of the tool is brought into engagement with a workpiece surface and the thread is produced or reworked without cutting by impressing the thread-forming profile, in particular of the molding wedge (s), into the workpiece surface.
Die Befestigungsmittel zum Befestigen der Gewindeformelemente an dem Trägerkörper und/oder untereinander oder aneinander können wenigstens eine materialschlüssige Verbindung, insbesondere eine Lötverbindung, und/oder wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung, insbesondere eine Verbindung über thermisches Aufschrumpfen, und/oder wenigstens eine formschlüssige Verbindung umfassen. Bevorzugte Ausführungsformen der Befestigungsmittel sind ineinander oder aneinander greifende Polygone und/oder gegeneinander wirkende Keilflächen. Besonders vorteilhaft sind Befestigungsmittel mit zusammenwirkenden Paaren von Vorsprung und korrespondierender Ausnehmung oder Öffnung, wobei die Eingriffsrichtung oder Eingriffswirkung wenigstens eines Vorsprung in die korrespondierende Ausnehmung oder Öffnung in einer Ausführungsform im Wesentlichen radial zur Werkzeugachse gerichtet ist, beispielsweise als Umfangsverzahnung oder nach Art einer Keilwelle, oder in einer anderen Ausführungsform im Wesentlichen axial oder parallel zur Werkzeugachse gerichtet ist, beispielsweise nach Art einer Hirth-Verzahnung oder sternförmigen Verrastung.The fastening means for attaching the thread forming elements to the carrier body and / or to one another or to one another may comprise at least one material-locking connection, in particular a solder connection, and / or at least one frictional connection, in particular a connection via thermal shrinking, and / or at least one positive connection. Preferred embodiments of the fastening means are interlocking polygons and / or opposing wedge surfaces. Particularly advantageous are fastening means with cooperating pairs of projection and corresponding recess or opening, wherein the engagement direction or engagement action of at least one projection in the corresponding recess or opening in one embodiment is directed substantially radially to the tool axis, for example as a circumferential or a spline, or is directed in another embodiment substantially axially or parallel to the tool axis, for example in the manner of a Hirth toothing or star-shaped locking.
Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise reversibel lösbar, insbesondere mittels wenigstens einer Schraubverbindung, die vorzugsweise wenigstens eine durch wenigstens ein Gewindeformelement, insbesondere durch eine zentrale, vorzugsweise koaxial zur Werkzeugachse verlaufende, Öffnung durchführbare oder durchgeführte Schraube und ein Gegengewinde an dem Trägerkörper zum Eindrehen der Schraube aufweist. Außerdem können die Befestigungsmittel auch mindestens ein Befestigungselement, insbesondere einen Klemmkeil, das am Trägerkörper über mindestens ein Verbindungsmittel, insbesondere eine Schraubverbindung, lösbar festlegbar oder lösbar festgelegt ist, umfassen, wobei wenigstens ein Gewindeformelement zwischen dem Trägerkörper und dem mindestens einen Befestigungselement und/oder zwischen wenigstens zwei Befestigungselementen formschlüssig und/oder kraftschlüssig und lösbar festlegbar oder festgelegt ist und vorzugsweise jedes Befestigungselement und jedes Verbindungsmittel jeweils außerhalb des Gewindeformelements angeordnet ist und jeweils weder das Gewindeformelement durchdringt noch von dem Gewindeformelement umschlossen wird.The fastening means are preferably reversibly detachable, in particular by means of at least one screw connection, which preferably has at least one screw which can be screwed through at least one thread forming element, in particular through a central opening, preferably coaxial with the tool axis, and a counter thread on the carrier body. In addition, the fastening means may also comprise at least one fastening element, in particular a clamping wedge, which is releasably fixed or releasably secured to the carrier body via at least one connecting means, in particular a screw connection, wherein at least one thread forming element between the carrier body and the at least one fastening element and / or between at least two fasteners positively and / or non-positively and releasably fixed or fixed and preferably each fastener and each connecting means is respectively disposed outside of the thread forming element and neither penetrates neither the thread forming element is still enclosed by the thread forming element.
In einer besonderen Ausführungsform erlauben die Befestigungsmittel eine Festlegung wenigstens eines, vorzugsweise jedes, Gewindeformelements in mehreren Drehpositionen um die Werkzeugachse. Dazu können insbesondere mehrere in verschiedenen Drehpositionen um die Werkzeugachse angeordnete Paarungen von Vorsprüngen und korrespondierenden Ausnehmungen oder Öffnungen vorgesehen sein, wie bei den bereits genannten Verzahnungstypen.In a particular embodiment, the attachment means permit attachment of at least one, preferably each, thread forming element in a plurality of rotational positions about the tool axis. For this purpose, in particular a plurality of projections arranged in different rotational positions about the tool axis and of projections be provided corresponding recesses or openings, as in the already mentioned gearing types.
Eine besonders robuste Ausführungsform der Befestigungsmittel umfasst wenigstens eine, vorzugsweise zentrale und/oder koaxial zur Werkzeugachse verlaufende, Öffnung im Gewindeformelement und einen zur Öffnung korrespondierenden Befestigungsschaft am Trägerkörper, der in die Offnung(en) des oder der Gewindeformelemente(s), vorzugsweise formschlüssig, einführbar oder eingeführt ist und/oder bündig mit einer Stirnfläche des oder des (vordersten) Gewindeformelements abschließt.A particularly robust embodiment of the fastening means comprises at least one, preferably central and / or coaxial to the tool axis, opening in the thread forming element and a corresponding opening to the opening attachment shaft on the carrier body in the opening (s) of the thread or the forming elements (s), preferably positively, is inserted or inserted and / or flush with an end face of the or the (foremost) thread forming element.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Gewindeformprofil im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse die Werkzeugachse in sich geschlossen und/oder in Form einer die Werkzeugachse umlaufenden im Wesentlichen ringförmigen Rille ausgebildet.In a particularly advantageous embodiment, at least one thread-forming profile is substantially perpendicular to the tool axis, the tool axis closed in itself and / or formed in the form of a circumferential axis of the tool substantially annular groove.
Besonders vorteilhaft ist ferner ein Werkzeug mit mehreren Gewindeformelementen oder mit wenigstens einem Gewindeformelement mit mehrere Gewindeformprofilen, wobei die Gewindeformprofile jeweils axial zur Werkzeugachse hintereinander angeordnet sind und gleichzeitig mit einer Arbeitsbewegung des Werkzeugs mehrere Gewindegänge erzeugen können. Wenigstens zwei Gewindeformelemente können dann miteinander über eines oder mehrere der Befestigungsmittel verbunden oder gekoppelt sein.Also particularly advantageous is a tool having a plurality of thread forming elements or at least one thread forming element with a plurality of thread forming profiles, wherein the thread forming profiles are each arranged axially to the tool axis one behind the other and simultaneously can produce a plurality of threads with a working movement of the tool. At least two thread forming elements may then be connected or coupled together via one or more of the attachment means.
Im Allgemeinen weist wenigstens ein Gewindeformprofil wenigstens einen Formkeil (oder: Drückstollen, Formzahn) auf, der radial zur Werkzeugachse weiter nach außen ragt als die unmittelbar benachbarten Bereiche des Gewindeformprofils. Die Formkeile von axial zueinander versetzten Gewindeformprofilen können nun in einer im Wesentlichen axialen, parallel zur Werkzeugachse verlaufenden Anordnung oder auch in einer im Wesentlichen die Werkzeugachse wenigstens teilweise, vorzugsweise schraubenförmig oder schräg, umlaufenden oder gedrallten Anordnung angeordnet sein.In general, at least one thread-forming profile has at least one molding wedge (or: pressing lug, forming tooth) which projects radially outward of the tool axis to the outside than the immediately adjacent regions of the thread-forming profile. The shaped wedges of axially offset thread forming profiles can now be arranged in a substantially axial arrangement running parallel to the tool axis or even in an essentially tool axis at least partially, preferably helically or obliquely, in a circumferential or twisted arrangement.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Gewindeformelement und/oder wenigstens ein Gewindeformprofil drehsymmetrisch bezüglich der Werkzeugachse mit einer n-zähligen Drehsymmetrie mit der natürlichen Zahl n größer oder gleich 1 ausgebildet oder angeordnet und/oder weist in einem Schnitt senkrecht zur Werkzeugachse eine von einem, vorzugsweise regulären, Polygon abgeleitete Form auf, wobei das Polygon vorzugsweise eine Eckenzahl von zwei oder drei oder vier oder fünf oder sechs aufweist und/oder Eckbereiche des wenigstens annähernd polygonalen Schnitts des Gewindeformelements oder Gewindeformprofils die Formkeile bilden.Preferably, at least one thread forming element and / or at least one thread forming profile is rotationally symmetrical with respect to the tool axis with an n-fold rotational symmetry with the natural number n greater than or equal to 1 or arranged and / or has in a section perpendicular to the tool axis one of a, preferably regular, Polygon derived form, wherein the polygon preferably has a corner number of two or three or four or five or six and / or corner portions of the at least approximately polygonal section of the thread forming element or thread forming profile form the mold wedges.
In einer Weiterbildung weist wenigstens ein Gewindeformelement oder wenigstens ein Gewindeformprofil mehrere in Drehrichtung um die Werkzeugachse versetzt zueinander versetzt angeordnete und, insbesondere durch Trennnuten, voneinander getrennte Teilbereiche auf, ist also in Umfangsrichtung segmentiert.In one development, at least one thread-forming element or at least one thread-forming profile has a plurality of subregions offset from one another in the direction of rotation about the tool axis and, in particular, separated by separating grooves, is thus segmented in the circumferential direction.
In einer vorteilhaften Weiterbildung nimmt der maximale radiale Abstand der axial hintereinander angeordneten Gewindeformprofile, insbesondere der Formkeile, von der Werkzeugachse entgegen einer axialen Vorschubrichtung und/oder von einem Ende des Werkzeugs weg gerichtet zumindest in einem Anlaufbereich des Werkzeugs zumindest abschnittsweise, vorzugsweise linear (Anlaufkegel), zu. Dadurch kann ein bis zum vollen Eingriff zunehmender radialer Eingriff bei dem axialen Vorschub entlang der Schrauben- oder Zirkularbewegung realisiert werden. Aber auch bei gleichen radialen Abständen der Gewindeformprofile kann der Eingriff zu Beginn von einem kleineren Wert zunehmend gestaltet werden durch eine Einfahrschleife oder Einfahrbewegung, bei der die radiale Zustellung des Werkzeugs zum Werkstück zum Werkstück entsprechend variiert wird, bis die eigentliche Schraubenbewegung mit konstanter radialer Zustellung erreicht wird.In an advantageous development, the maximum radial distance of the axially successively arranged thread forming profiles, in particular of the shaped wedges, from the tool axis against an axial feed direction and / or directed away from one end of the tool at least partially in a starting region of the tool, preferably linear (starting cone) , too. As a result, an increasing radial engagement to the full engagement in the axial feed along the screw or circular motion can be realized. But even with the same radial distances of the thread forming profiles, the engagement can be made increasingly smaller at the beginning by a Einfahrschleife or retraction, in which the radial delivery of the tool to the workpiece is varied according to the workpiece until the actual screw movement reaches a constant radial delivery becomes.
Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung ist ein modularer oder baukastenartiger Aufbau des Zirkulargewindeformers möglich, bei dem mit dem gleichen Trägerkörper durch die individuell gestaltbaren und montierbaren Gewindeformelement und Gewindeformprofile die Zahl und/oder Form der Formkeile bei wenigstens zwei Gewindeformprofilen unterschiedlich gewählt werden kann. Dies eröffnet eine Fülle unterschiedlicher, für den Anwendungsfall maßgeschneiderter Ausführungsformen.By means of the measures according to the invention, a modular or modular design of the circular thread former is possible, in which the number and / or shape of the shaped wedges can be chosen differently for at least two thread forming profiles with the same carrier body through the individually configurable and mountable thread forming element and thread forming profiles. This opens up a wealth of different, customized for the application embodiments.
So kann das Werkzeug wenigstens zwei Sätze von Gewindeformelementen, insbesondere mit unterschiedlichen axialen und/oder radialen Abmessungen und/oder unterschiedlichen Gewindeformprofilen, zum Erzeugen oder Nachbearbeiten von Gewinden unterschiedlicher Gewindesteigungen und/oder Gewindetiefen und/oder Gewindedurchmesser und/oder Gewindegangquerschnitte und/oder Gewindeoberflächengüten aufweisen.Thus, the tool can have at least two sets of thread forming elements, in particular with different axial and / or radial dimensions and / or different thread forming profiles, for producing or reworking threads of different thread pitches and / or thread depths and / or thread diameters and / or thread cross sections and / or thread surface qualities ,
Das Werkzeug ist vorzugsweise ausschließlich spanlos arbeitend oder ein reines Formwerkzeug, weist also keinen spanabhebenden Bereich und/oder keine Schneide auf.The tool is preferably exclusively work without cutting or a pure mold, thus has no cutting area and / or no cutting edge.
In einer besonderen Weiterbildung des Werkzeugs als Kombinationswerkzeug ist jedoch wenigstens ein zusätzlicher spanabhebender Bereich vorgesehen, insbesondere zum Erzeugen einer Werkstückoberfläche oder eines Vorgewindes für das Gewinde, das von dem oder den Gewindeformprofil(en) erzeugt oder nachbearbeitet wird oder zum Erzeugen eines, insbesondere gegenüber einem Gewindekern, vergrößerten, insbesondere gestuften oder angefasten, Eingangsbereichs oder Mündungsbereich des Gewindes und/oder zum Nachschneiden oder Egalisieren des Gewindekerns des von dem oder den Gewindeformprofil(en) erzeugten Gewindes.In a particular embodiment of the tool as a combination tool, however, at least one additional cutting area provided, in particular for producing a workpiece surface or a Vorgewindes for the thread, which is produced or reworked by the or the thread profile (s) or for producing a, in particular with respect to a thread core, enlarged, in particular stepped or chamfered, entrance area or mouth region of the thread and / or for trimming or leveling the thread core of the thread produced by the thread forming profile (s).
Wenigstens ein zusätzlicher spanabhebender Bereich ist wenigstens teilweise an einer Stirnseite oder einem freien Ende des Werkzeugs angeordnet und/oder ein Bohrer und/oder ein Fräser und/oder weist wenigstens eine stirnseitige Schneide an einer Stirnseite oder einem freien Ende des Werkzeugs und/oder wenigstens eine umfangsseitige Schneide an einem Umfangsbereich des Werkzeugs aufAt least one additional cutting area is arranged at least partially on a front side or a free end of the tool and / or a drill and / or a milling cutter and / or has at least one frontal cutting edge on a front side or a free end of the tool and / or at least one circumferential cutting edge on a peripheral region of the tool
Wenigstens ein zusätzlicher spanabhebender Bereich und wenigstens ein Gewindeformbereich sind vorzugsweise axial zur Werkzeugachse hintereinander in einer vorgegebenen Reihenfolge angeordnet.At least one additional cutting area and at least one thread forming area are preferably arranged one behind the other in a predetermined order axially of the tool axis.
Ferner kann das Werkzeug Nuten und/oder Kanäle zur Führung eines fluiden Mediums, insbesondere eines Kühl- und/oder Schmiermittels aufweisen, wobei die Nuten und/oder Kanäle vorzugsweise am Umfang des Werkzeugs und/oder im Innern des Werkzeugs und/oder im Gewindeformelement verlaufen und/oder münden, insbesondere zumindest mit einer Hauptrichtung parallel zur Werkzeugachse und/oder gerade oder gedrallt oder schraubenförmig um die Werkzeugachse und/oder in Längsrichtung des Werkzeugs.Furthermore, the tool can have grooves and / or channels for guiding a fluid medium, in particular a coolant and / or lubricant, wherein the grooves and / or channels preferably extend on the circumference of the tool and / or in the interior of the tool and / or in the thread forming element and / or open, in particular at least with a main direction parallel to the tool axis and / or straight or twisted or helical about the tool axis and / or in the longitudinal direction of the tool.
Der Trägerkörper ist in der Regel ein Werkzeugschaft oder Werkzeugkern, der mit seinem vom Werkstück oder freien Ende abgewandten Ende im Spannfutter einer Werkzeugmaschine aufgenommen und drehbar gehalten wird.The carrier body is usually a tool shank or tool core, which is received with its end remote from the workpiece or free end in the chuck of a machine tool and held rotatably.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren
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1 ein ringförmiges Gewindeformelement mit vier Formkeilen für einen Zirkulargewindeformer in einer perspektivischen Darstellung, -
2 ein Teilausschnitt eines Zirkulargewindeformers mit einem Gewindeformelement gemäß1 in einer perspektivischen Darstellung, -
3 ein weiterer Zirkulargewindeformer mit mehreren hintereinander angeordneten Gewindeformelementen gemäß1 in einer perspektivischen Darstellung, -
4 ein Längsschnitt durch den Zirkulargewindeformer gemäß der in3 mit IV-IV bezeichneten Schnittebene, -
5 ein ringförmiges Gewindeformelement mit vier Formkeilen und Kreuzschlitzen zur formschlüssigen Verbindung in einer perspektivischen Ansicht, -
6 das Gewindeformelement gemäß5 mit einer flachen Stirnseite in einer um 180° gedrehten perspektivischen Ansicht, -
7 ein Teil eines Zirkulargewindeformers mit einem mit einer Schraube befestigten Gewindeformelement gemäß5 und6 in einer perspektivischen Ansicht, -
8 ein Gewindeformelement mit gekreuzten Vorsprüngen zur formschlüssigen Verbindung mit einem Element gemäß5 in einer perspektivischen Ansicht und -
9 das Gewindeformelement gemäß8 mit gekreuzten Nuten an der anderen Stirnseite in einer um 180° gedrehten perspektivischen Ansicht, -
10 ein Zirkulargewindeformer mit einer mit einer Schraube montierten Gewindeformanordnung mit fünf am Außenprofil analog wie in5 und6 und8 und9 aufgebauten Gewindeformelementen in einer perspektivischen Ansicht. -
11 ein Zirkulargewindeformer mit einem Gewindeformelement mit nur einem Formkeil in einer perspektivischen Ansicht, -
12 ein Zirkulargewindeformer mit mehreren Gewindeformelementen mit jeweils nur einem Formkeil, wobei die Formkeile in einer linearen Anordnung angeordnet sind, in einer perspektivischen Ansicht, -
13 ein Zirkulargewindeformer mit mehreren Gewindeformelementen mit nur einem Formkeil, wobei die Formkeile in einer schraubenförmigen Anordnung zueinander versetzt sind, in einer perspektivischen Darstellung, -
14 ein Zirkulargewindeformer mit mehreren Gewindeformelementen mit jeweils einem Gewindeformkeil, wobei die Formkeile um 90° zueinander versetzt sind, in einer perspektivischen Ansicht und -
15 ein Zirkulargewindeformer mit mehreren Gewindeformelementen mit jeweils zwei um 180° zueinander versetzten Formkeilen, in einer perspektivischen Ansicht,
-
1 an annular thread forming element with four mold wedges for a circular thread former in a perspective view, -
2 a partial section of a circular thread former with a thread forming element according to1 in a perspective view, -
3 another circular thread former with a plurality of successively arranged thread forming elements according to1 in a perspective view, -
4 a longitudinal section through the circular thread former according to the in3 sectional plane designated IV-IV, -
5 an annular thread forming element with four shaped wedges and Phillips for positive connection in a perspective view, -
6 the thread forming element according to5 with a flat face in a 180 ° rotated perspective view, -
7 a part of a Zirkulargewindeformers with a fastened with a screw thread forming element according to5 and6 in a perspective view, -
8th a thread forming element with crossed projections for positive connection with an element according to5 in a perspective view and -
9 the thread forming element according to8th with crossed grooves on the other end in a perspective view rotated by 180 °, -
10 a circular thread former with a screw-mounted thread forming arrangement with five on the outer profile analogous to in5 and6 and8th and9 constructed thread forming elements in a perspective view. -
11 a circular thread former having a thread forming element with only one forming wedge in a perspective view, -
12 a circular thread former having a plurality of thread forming elements each having only one forming wedge, wherein the forming wedges are arranged in a linear arrangement, in a perspective view, -
13 a circular thread former having a plurality of thread forming elements with only one forming wedge, wherein the forming wedges are offset in a helical arrangement to each other, in a perspective view, -
14 a circular thread former having a plurality of thread forming elements, each with a thread forming wedge, wherein the mold wedges are offset by 90 ° to each other, in a perspective view and -
15 a circular thread former with a plurality of thread forming elements, each with two 180 ° offset from each other wedge molds, in a perspective view,
Einander entsprechende Teile und Größen sind in den
Die Befestigung des Gewindeformelements 20 an dem Befestigungsschaft
Das Gewindeformprofil
Zur Erzeugung des Gewindes wird mit dem Werkzeug
Wie im Längsschnitt der
In
Eine Ausführungsform mit einem nur mit einem Formkeil
In
In
Ferner können zusätzliche Verschleißschutzschichten auf das Werkzeug oder dessen Arbeitsbereichen aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Werkzeugschaft aus einem Werkzeugstahl, insbesondere einem Schnellarbeitsstahl gefertigt ist. Das kann beispielsweise ein Hochleistungsschnellstahl (HSS-Stahl) oder ein cobaltlegierter Hochleistungsschnellstahl (HSS-E-Stahl) sein. Die Arbeitsbereiche sind vorzugsweise aus Hartmetall oder aus einer Hartmetalllegierung, insbesondere P-Stahl oder K-Stahl oder Cermet, oder aus Sinterhartmetall oder aus einer Schneidkeramik, insbesondere aus Wolframkarbid oder Titannitrid oder Titankarbid oder Titankarbonitrid oder Aluminiumoxid, polykristallinem Bornitrid (PKB) oder aus polykristallinem Diamant (PKD) gefertigt.Furthermore, additional wear protection layers can be applied to the tool or its working areas. It is particularly advantageous if the tool shank is made of a tool steel, in particular a high-speed steel. This can be, for example, a high-speed steel (HSS steel) or a cobalt-alloyed high-speed steel (HSS-E steel). The working areas are preferably made of hard metal or of a hard metal alloy, in particular P-steel or K-steel or cermet, or sintered hard metal or a cutting ceramic, in particular tungsten carbide or titanium nitride or titanium carbide or titanium carbonitride or aluminum oxide, polycrystalline boron nitride (PKB) or polycrystalline Diamond (PCD) made.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Gewindewerkzeugthread tools
- 33
- Schaftshaft
- 55
- Befestigungsschaftmounting shaft
- 1010
- GewindeformprofilThread-forming profile
- 11 bis 1411 to 14
- Formkeilform wedges
- 1515
- Öffnungopening
- 1818
- Schraubescrew
- 20 bis 2520 to 25
- GewindeformelementTapping element
- 2727
- Stirnflächeface
- 3030
- Stirnflächeface
- 41 bis 4841 to 48
- GewindeformelementTapping element
- 5050
- Öffnungopening
- 6060
- GewindeformprofilThread-forming profile
- 6161
- Formkeilform wedges
- 63, 6463, 64
- Profilabschnittprofile section
- 7070
- GewindeformprofilThread-forming profile
- 71, 7271, 72
- Formkeilform wedges
- 73, 7473, 74
- Profilabschnittprofile section
- 8080
- GewindeformelementTapping element
- 80A bis 80D80A to 80D
- Formkeilform wedges
- 81 bis 8481 to 84
- GewindeformelementTapping element
- 81A bis 81D81A to 81D
- Formkeilform wedges
- 91 bis 9891 to 98
- GewindeformelementTapping element
- 181, 182181, 182
- Stirnseitefront
- 183, 184183, 184
- Nutgroove
- 185185
- Öffnungopening
- 186186
- Ausnehmungrecess
- 281, 282281, 282
- Stirnseitefront
- 283, 284283, 284
- Vorsprunghead Start
- 285285
- Öffnungopening
- AA
- Werkzeugachsetool axis
- r1 bis r5r1 to r5
- Außenradiusouter radius
- aa
- Abstanddistance
- drdr
- Radiusdifferenzradius difference
- VBVB
- Vorschubbewegungfeed motion
- RBRB
- Rotationsbewegungrotational motion
- ZBFor example,
- Zirkularbewegungcircular movement
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-
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- 2005-09-06 DE DE102005042410.4A patent/DE102005042410B4/en not_active Expired - Fee Related
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R016 | Response to examination communication | ||
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