CN104114309A - 用于在工件上无屑制造或精加工螺纹的刀具，特别是冷成型丝锥或螺纹成型丝锥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在工件中或工件上无屑制造或精加工螺纹的工具(1)，特别涉及冷成型丝锥或螺纹成型丝锥，包括至少一个成型区(5)，其围绕刀具轴线(A)是可旋转的或旋转以无屑制造或精加工螺纹，特别是内螺纹，其中成型区(5)具有多个压力支柱(7、7a、7b、7c)，其从刀具轴线(A)朝向外部径向突出或伸出以通过将压力支柱(7、7a、7b、7c)按压到工件表面中来制造或精加工螺纹，其中压力支柱(7、7a、7b、7c)相继地沿以大体螺旋形方式围绕刀具轴线(A)的成形曲线(6)布置且其中成形曲线(6)的螺距大体对应于要制造或精加工的螺纹的螺距。本发明特征在于：在压力支柱中的第一个(7a)和沿成形曲线(6)跟随第一压力支柱(7a)的第二压力支柱(7b)之间的螺旋角(t1)不同于第二压力支柱(7b)和沿着成形曲线(6)跟随第二压力支柱(7b)的第三压力支柱(7c)之间的螺旋角(t2)。

Description

用于在工件上无屑制造或精加工螺纹的刀具,特别是冷成型丝锥或螺纹成型丝锥

本发明涉及用于在工件上无屑制造或精加工螺纹的刀具，尤其涉及冷成型丝锥或螺纹成型丝锥。

在这些刀具中，通过工件的成型来制造螺纹而不需要移除切屑(因为所谓的按压刃带，也称为成型楔形部或牙)通过使用压力来产生工件的冷成型。这些刀具的优点是，作为表面的变形和相关联的压紧的结果，材料的硬度在螺纹牙型区域中增加并且因此获得比在切屑成型螺纹制造中更耐磨的螺纹。

已知的冷成型丝锥，特别是用于内螺纹制造的冷成型丝锥包括柄部和工作区。柄部通常是圆柱形构造并且通过在螺纹制造设备的夹头中的背对工件的其端部被容纳和保持。工作区特别是成型区定位在冷成型丝锥的位于柄部对面的那侧上。

成型区设置有成形曲线，成形曲线围绕外周成螺旋形地延伸并且按压刃带沿着成形曲线配置为隆起部。

在已知的冷成型丝锥中，沿着成形曲线互相跟随的两个按压刃带之间的分离角对于所有的按压刃带同样大。在到垂直于刀具轴线的表面上的投影中，除了径向偏差外，沿着成形曲线的按压刃带的尖端之间的假想直线连接线形成大体上等边的n个边的多边形，其中提供了成形曲线围绕刀具轴线的每个旋转的n个按压刃带。每个第n个按压刃带沿着平行于刀具轴线的直线布置，其中沿着直线布置的按压刃带形成所谓的按压带。

本发明的目的是限定用于螺纹的无屑制造的新颖刀具，特别是新颖的冷成型丝锥或螺纹成型丝锥。

该目的借助权利要求1来实现。在从属权力要求中限定了有利的实施方式和改进。

根据本发明的刀具包括至少一个成型区，该至少一个成型区围绕刀具轴线是可旋转的或旋转，以用于无屑制造或精加工螺纹，特别是内螺纹。成型区具有多个按压刃带，其远离刀具轴线径向向外伸出或突出，以用于通过将按压刃带按压到工件表面中来制造或精加工螺纹。按压刃带沿着成形曲线相继地布置，该成形曲线围绕刀具轴线大体上成螺旋形地(或呈螺线型地)延伸。成形曲线的螺距大体上对应于要制造或精加工的螺纹的螺距。

根据本发明，提供了，按压刃带中的第一按压刃带和沿着成形曲线跟随该第一按压刃带的第二按压刃带之间的分离角不同于第二按压刃带和沿着成形曲线跟随第二按压刃带的第三按压刃带之间的分离角。分离角在本文中在各自的按压刃带到垂直于刀具轴线的平面中的投影中限定。两个按压刃带之间的分离角的顶点位于刀具轴线上，并且其两个臂穿过两个所考虑的按压刃带的尖端，其中按压刃带的尖端理解为：按压刃带上的具有距刀具轴线的最大距离的点。

因为该刀具在工件的加工中通过按压刃带的创造性的布置被精确引导，因此根据本发明的刀具的优点在于良好的粗略成型特点和用该刀具制造的螺纹的高精度。

本发明的一个实施方式提供了在沿着成形曲线彼此交替的相继的按压刃带之间的两个不同的分离角。

根据本发明的一个改进，两个不同分离角之间的差异的量在2°和45°之间，特别地在5°和15°之间。

另外的实施方式提供了在沿着成形曲线互相跟随的按压刃带之间的至少三个相继的分离角不同，特别地相差至少2°，优选地相差至少5°。

沿着成形曲线互相跟随的按压刃带之间的一系列相继的不同的分离角还可以沿着成形曲线连续地重复。

根据本发明的一个变型，成形曲线围绕刀具轴线的每转具有相同数目的n个按压刃带，并且各自的第n个按压刃带沿着成形曲线布置在还包含刀具轴线的平面中。各自的第n个按压刃带的尖端因此位于平行于刀具轴线的直线上，沿着该直线布置的该按压刃带形成按压带。因此，n个按压带围绕刀具的外周分布，其中在按压带之间的分离角对应于在其各自的按压刃带之间的以上详述的分离角。可选择地或另外地，根据本发明的相应的改进刀具还可以特征在于：成形曲线围绕刀具轴线的一转的相继的按压刃带之间的相继的分离角形成沿着成形曲线连续地重复的一系列分离角。可选择地或另外地，根据本发明的相应的改进刀具还可以被这一事实限定：除了径向偏差以外，轴向相互相邻的按压刃带布置在平行于刀具轴线的直线上和/或布置在还包含刀具轴线的平面中。

根据本发明的另外的变型，然而，按压刃带还可以沿着成形曲线随机分布，使得不存在重复的一系列相继的分离角，其中每个分离角位于2°和178°之间，特别地位于10°和170°之间，优选地位于20°和120°之间。在这种情况下，刀具不具有如在以上描述的变型的基础上所解释的按压带。这种随机分布导致在外周上的按压刃带之间的不均匀分布，没有从成形曲线的一转到另一转的重复布置。

在说明性实施方式的描述的基础上并且参考所附的附图，本发明将在以下更详细地解释，包括关于另外的特征和优点。

图1示出了已知的冷成型丝锥的透视图，

图2示出了另一个已知的冷成型丝锥的透视图，

图3示出了根据本发明的刀具的说明性实施方式在与刀具的进给方向相反的视图方向上在垂直于刀具轴线的平面中的投影，以及

图4到图6示出了根据本发明的刀具的各个说明性实施方式的成型区的部分的展开图。

在附图中用相同的附图标记表示相互对应的部分和大小。

图1示出了冷成型丝锥1，其本身是已知的，并且其包含刀柄2和两个工作区，即成形区3和校准区4。成形区3和校准区4形成冷成型丝锥1的成型区5。同时构成冷成型丝锥1的旋转轴线的刀具轴线A穿过冷成型丝锥1的中部平行于冷成型丝锥1的纵向范围延伸。冷成型丝锥1的进给方向V平行于刀具轴线A延伸并且在图1中用箭头方向指示。冷成型丝锥1用于无屑地制造内螺纹。

刀柄2可以是例如圆柱形结构并且在插入夹头中的侧上通常带有用于传送攻丝扭矩的方形部(本文没有表示)。在这种情况下，刀柄2固定地连接到相邻的成型区5，特别地，刀柄2和成型区5一体地构造。在到垂直于刀具轴线A的表面上的投影中，成型区5具有拥有近似三角形形状的多边形形状，该近似三角形形状具有圆角和在圆角之间的圆拱形连接线。

在成型区5中，许多按压刃带7沿着成形曲线6在刀具芯部上配置为成形螺纹。成形曲线6成螺旋形地或盘旋地(即，具有螺距)围绕刀具轴线A延伸。按压刃带7分别具有在其自由外端部处的尖端8(又称为：头部)。按压刃带7布置为沿着成形曲线6偏移并且因此由于成形曲线6的螺距而轴向地沿着刀具轴线A偏移。

在表示的情况下，成形曲线6围绕刀具轴线A的每转(即，每个盘绕)包括三个按压刃带7。沿着成形曲线直接地互相跟随的按压刃带7的所有各自的第三按压刃带7以其尖端8在还包含刀具轴线A的平面中来布置。代替三个按压刃带7，在可选择的实施方式中，冷成型丝锥还可以每个螺纹圈具有数个按压刃带7，例如具有四个或五个或六个或七个或八个或九个或十个按压刃带7。

如果冷成型丝锥1现在以进给方向V引入孔中，然后成形区3的按压刃带7在孔的内壁中形成螺纹。沿着成形曲线6互相跟随的按压刃带7刺入工件表面中，直到成形区3的最后的按压刃带7形成在其完全的深度和宽度中的螺纹。当冷成型丝锥1在进给方向V上进一步旋转移动时，校准区4的跟随的按压刃带7校准制造的螺纹并且使制造的螺纹(螺纹圈数或螺纹槽)平滑。就它们的尺寸和形状而言，校准区4中的按压刃带7因此精确地定制要制造的螺纹。

图2示出了冷成型丝锥1的另一个已知的说明性实施方式的一部分的示意性透视表示。表示了刀具轴线A和进给方向V。成型区5再次具有沿着成形曲线6布置的按压刃带7。可以分别看到按压刃带7的尖端8。在该说明性实施方式中，成形曲线6的每转有七个按压刃带围绕刀具轴线A布置。在到垂直于刀具轴线A的表面上的投影中，除了径向偏差(特别是关于按压刃带7的靠近刀具尖端的径向偏差)之外，沿着成形曲线6的按压刃带7的尖端8之间的假想直线连接线形成大体上等边的七边形。按压刃带7布置成使得各自的每个第七个按压刃带7位于还包含刀具轴线A的平面中。换言之，除了径向偏差外，各自的第七个按压刃带7大体上沿着线(直线)布置。在沿着成形曲线6围绕刀具1的一转的情况下，可以记录七个按压刃带7。

在图1和图2中示出的已知的冷成型丝锥1中，按压刃带布置成围绕成型区5的外周均匀分布，也就是说，在到垂直于刀具轴线A的表面上的投影中，除了径向偏差外，在沿着成形曲线6的按压刃带7的尖端8之间的假想直线连接线形成大体上等边的n边多边形，其中提供了成形曲线6围绕刀具轴线A的每转的n个按压刃带。换言之：分别沿着成形曲线6彼此跟随的按压刃带之间的分离角对于所有的按压刃带同样大。

本文展现了与根据本发明的刀具1的主要差异，如图3到图6所示。在这些说明性实施方式中，第一个按压刃带7a和沿着成形曲线6跟随该第一个按压刃带7a的第二个按压刃带7b之间的分离角t1不同于第二按压刃带7b和沿着成形曲线6跟随第二按压刃带7b的第三按压刃带7c之间的分离角t2。

图3在投影表示中说明了这一点。根据本发明的说明性实施方式的刀具1到垂直于刀具轴线的平面中的投影在与刀具的进给方向的相反的视图方向上示出。可看到三个按压刃带7a、7b、7c，其沿着成形曲线互相跟随并且其尖端8分别作为最远的突出的径向隆起部是可见的。在这些尖端8之间，表示了分离角t1和t2，其中第一按压刃带7a的尖端8和第二按压刃带7b的尖端8之间的分离角t1大于第二按压刃带7b的尖端8和第三按压刃带7c的尖端8之间的分离角t2。在图3示出的示例中，特定的刀具1具有成形曲线6的每转的八个按压刃带。

图4到图6图示了在根据本发明的刀具的各个说明性实施方式的成型区的部分的展开图示的基础上的按压刃带7的布置。分离角t1、t2……示意性地用双箭头表示。为了说明展开图示的方向，分别记录了刀具的进给方向V。可以分别看到按压刃带7沿着其布置的成形曲线6。在图4到图6中记录了成形曲线6的螺距P。在展开图示中，从图示的左侧延伸到图示的右侧的线对应于成形曲线围绕刀具轴线A的一转。因为在图4和图5中，按压刃带7布置在表示的展开图的左边缘上，因此这些按压刃带7也出现在右边缘上。为了图示这分别涉及已经在左边缘上表示的按压刃带，在右边缘上的这些按压刃带以阴影线表示示出。由此变得清楚的是，在图4和图5中所示的说明性实施方式中，提供了成形曲线6的每转的八个按压刃带。当然，具有更少或更多数目的按压刃带的可比较的实施方式当然是可能的。

图4示出了按压刃带7沿着成形曲线6的布置，其中在相继的按压刃带7之间的两个不同的分离角t1和t2沿着成形曲线6彼此交替。按压刃带7布置成使得各自的每个第八个按压刃带位于还包括刀具轴线A的平面中。换言之，各自的八个按压刃带7大体上沿着直线9布置。这些线或直线9也称为按压带。

图5示出了按压刃带7沿着成形曲线6的布置，其中在成形曲线6围绕刀具轴线A的一转的相继的按压刃带7之间的所有的分离角t1、t2…t8彼此不相同。然而，在根据图4的示例中，按压刃带7布置成使得各自的每个第八个按压刃带7位于还包含刀具轴线A的平面中，也就是说，各自的第八个按压刃带7大体上沿着直线9布置，并且因此作为直线按压带。因此获得了沿着成形曲线6彼此跟随的按压刃带7之间的一系列相继的不同的分离角t1、t2、…t8，该系列沿着成形曲线6连续地重复。

不同于图4和图5，图6示出了一种说明性实施方式，其中按压刃带7沿着成形曲线6随机分布，使得不存在重复的一系列相继的分离角。按压刃带7根据某些边界条件沿着成形曲线随机布置，在没有系统方法出现的情况下分离角相应地不同。然而，在图6中关于该布置的边界条件明显的是，应该获得尽可能均匀的成型区外周覆盖以得到在成型期间产生的力的均匀分布，并且因此确保直线进给。在表示的示例中，按压刃带布置成使得成形曲线6的每转提供至少比方说八加/减一个按压刃带7。这意味着分离角位于预定的范围内，例如在10°和170°之间。不同于根据图4和图5中的示例，在根据图6中的示例中，按压刃带7不形成平行于刀具轴线A的直线按压带。

当然，类似于根据图4到图6的示例的刀具构造是可能的，包括具有成形曲线围绕刀具轴线的每转的不同数目的按压刃带，例如每转具有三个或四个或五个或六个或七个或九个或十个挤压刃带。此外，可提供挤压刃带的径向偏移，特别是在刀具的端面方向上的径向偏移。

引用列表

1  材料加工刀具、冷成型丝锥

2  刀柄

3  成形区

4  校准区

5  成型区

6  成形曲线

7、7a、7b、7c 按压刃带

8  按压刃带的尖端

9  直线按压带

A  刀具轴线

P  螺距

t1,t2,… 按压刃带之间的分离角

V  进给方向

Claims (9)

1.一种刀具(1)，其用于在工件中或工件上无屑地制造或精加工螺纹，所述刀具(1)特别是冷成型丝锥或螺纹成型丝锥，

包括至少一个成型区(5)，所述成型区(5)围绕刀具轴线(A)是可旋转的或旋转，用于无屑地制造或精加工螺纹，特别是内螺纹，其中所述成型区(5)具有多个按压刃带(7、7a、7b、7c)，所述多个按压刃带远离所述刀具轴线(A)径向向外伸出或突出，以用于通过将所述按压刃带(7、7a、7b、7c)按压到工件表面中来制造或精加工螺纹，

其中所述按压刃带(7、7a、7b、7c)沿着成形曲线(6)相继地布置，所述成形曲线(6)围绕所述刀具轴线(A)大体上成螺旋形地延伸，并且

其中所述成形曲线(6)的螺距大体上对应于要制造或精加工的螺纹的螺距，

其特征在于

所述按压刃带中的第一按压刃带(7a)和沿着所述成形曲线(6)跟随该第一按压刃带(7a)的第二按压刃带(7b)之间的分离角(t1)不同于所述第二按压刃带(7b)和沿着所述成形曲线(6)跟随所述第二按压刃带(7b)的第三按压刃带(7c)之间的分离角(t2)。

2.根据权利要求1所述的刀具，

其特征在于

在相继的按压刃带(7a、7b、7c)之间的两个不同的分离角(t1、t2)沿着所述成形曲线(6)互相交替。

3.根据权利要求1或2所述的刀具，

其特征在于

两个不同的分离角(t1、t2)之间的差异的量位于在2°和45°之间，特别地位于5°和15°之间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，

其特征在于

沿着所述成形曲线(6)彼此跟随的按压刃带(7)之间的至少三个相继的分离角(t1、t2、t3…)不同，特别地相差至少2°，优选地相差至少5°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，

其特征在于

沿着所述成形曲线(6)彼此跟随的按压刃带(7)之间的一系列相继的不同的分离角(t1、t2…)沿着所述成形曲线(6)连续地重复。

6.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，

其特征在于

所述成形曲线(6)围绕所述刀具轴线(A)的每转具有相同数目的n个按压刃带(7)，并且各自的第n个按压刃带(7)在还包含所述刀具轴线(A)的平面中沿着所述成形曲线(6)布置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，

其特征在于

在所述成形曲线(6)围绕所述刀具轴线(A)的一转的相继的按压刃带(7)之间的相继的分离角(t1、t2…)形成沿着所述成形曲线(6)连续地重复的一系列分离角(t1、t2…)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，

其特征在于

除了径向偏差外，互相轴向相邻的按压刃带(7)布置在平行于所述刀具轴线(A)的直线(9)上和/或布置在还包含所述刀具轴线(A)的平面中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，

其特征在于

所述按压刃带(7)沿着所述成形曲线(6)随机分布，使得不存在重复的一系列相继的分离角(t1、t2…)，其中每个分离角(t1、t2…)位于2°和178°之间，特别地位于10°和170°之间，优选地位于20°和120°之间。