CN114728357A

CN114728357A - 用于生成螺纹的方法和具有传动单元的装置

Info

Publication number: CN114728357A
Application number: CN202080079280.3A
Authority: CN
Inventors: 彼得·利巴尔德; 迪特马尔·艾克特; 托马斯·芬克
Original assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Current assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-07-08
Also published as: DE102019124707B4; DE102019124707A1; KR20220054443A; WO2021048389A1; EP4028193A1; CA3154117A1; JP2022553497A; JP7488888B2; MX2022003086A; BR112022004582A2; US20220324044A1

Abstract

提出了用于在工件中生成具有预定螺纹螺距的螺纹的方法。

Description

用于生成螺纹的方法和具有传动单元的装置

本发明涉及一种用于生成螺纹的方法和用于执行该方法的装置。

螺纹具有螺纹螺距恒定的螺旋线形或螺旋形的螺纹道(Gewindegang)，并且可以生成为内螺纹或外螺纹。为了生成内螺纹，通常首先在工件中生成芯孔(或：芯钻孔)，该芯孔可以是盲孔或也可以是通孔，然后在芯孔的内壁中生成螺纹道。其中有生成的螺纹的芯孔也称为螺纹孔。

由发行方为EMUGE-FRANKEN，出版方为Publicis Corporate Publishing，出版年份为2004(ISBN 3-89578-232-7)出版的Gewindetechnik und

(螺纹与铣削技术)手册(以下简称“EMUGE手册”)给出了使用中的螺纹生成工具和工作方法的概述。EMUGE手册中第8章(第281页)和第10章(第357至359页)给出了关于螺纹生成的CNC机床程序设计的基本原理。已知生成螺纹的切削方法和非切削方法以及攻丝工具。切削的螺纹生成基于去除在螺纹道区域中的工件的材料。非切削的螺纹生成基于工件的变形和通过压力在工件中生成螺纹道。

切削螺纹生成件包括轴向工作的丝锥(参见EMUGE手册第8章，第181至298页)和圆形地工作的螺纹铣刀(参见EMUGE手册第10章，第325至372页)。非切削螺纹生成工具包括轴向工作的成型丝锥(参见EMUGE手册第9章，第299至324页)和圆形地工作的圆形成型丝锥。

现在还已知组合工具，通过该组合工具在一个工作步骤中使用同一个工具在工件的实心材料中生成螺纹孔，即无需预先钻芯孔。这些组合工具包括在前端部处的生成芯孔的钻孔区域和用于在由钻孔区域生成的芯孔中生成螺纹的轴向邻接的螺纹生成区域，并且在下文中也被称为组合式钻孔和螺纹生成工具。这种组合工具例如从文献DE 1 818 609U1、DE 2 323 316 A1、DE 32 41 382 A1、DE 10 2005 022 503 A1和DE 10 2016 008 478A1已知。

从DE 10 2005 022 503 A1已知在用于生成螺纹孔的组合工具中同时工作的钻孔区域和螺纹生成区域的不同组合，此外还已知在工具中轴向工作的钻孔区域和轴向工作的螺纹开槽区域的组合。

从DE 10 2016 008 478 A1已知一种组合工具，该组合工具被称为一次完成式攻丝工具(Einschuss-Gewindebohr-Werkzeug)，并且利用该组合工具在共同的工具行程中执行芯孔钻孔和内螺纹切削。进行攻丝行程，然后进行反向的反转行程。在攻丝行程中，一方面主切削刃生成芯孔，另一方面螺纹成形部(Gewindeprofil)在芯孔的内壁上生成内螺纹，直至达到可用的额定螺纹深度。攻丝行程在攻丝进给时以攻丝工具的与之同步的转速执行。在随后反向的反转行程中，攻丝工具沿反转方向从螺纹孔中引出，更确切地说，以相反的反转进给和因此同步的反转转速引出。由此，确保了攻丝工具的螺纹成形部在内螺纹的螺纹道中无负载地运动。在攻丝行程之后不直接进行反转行程，而是先进行槽成型步骤或槽成型行程，其中形成邻近内螺纹的没有螺纹螺距的环槽且攻丝工具的螺纹成形部可以无负载地转动。攻丝工具运动超过用于攻丝行程的目标螺纹深度，直到达到目标钻孔深度，而且以彼此不同步并且不同于攻丝进给和攻丝转速的槽成型进给和槽成型转速运动。以这种方式，攻丝转速可以降低到0，而不会由于过大的切削负载而导致工具破损或螺纹成形部断裂。环槽在槽成型行程期间借助于攻丝工具上的主切削刃和螺纹成形部的螺纹切削齿生成。当达到目标钻孔深度时，槽成型进给降低到0。同时，槽成型转速也降低到0，以实现反转行程所需的旋转方向反转。在反转行程开始时，如此操控已知的攻丝工具，使得螺纹切削齿可以无负载地移动到螺纹出口，该螺纹出口通入到环槽中。然而，在DE 10 2016 008 478A1中没有公开如何做到这一点。随后，攻丝工具沿与攻丝方向相反的反转方向从螺纹孔中引出，更确切地说是以反转进给以及与之同步的反转转速引出，由此螺纹切削刃可以在不去除材料的情况下从螺纹孔中旋出。

EP 2 361 712 A2公开了一种用于在数控机床上利用螺纹生成工具生成螺纹的方法和用于特别是数控机床的相应的联接装置，其中螺纹生成工具由机床主轴(Werkzeugspindel)旋转并且同时根据螺纹螺距在轴向方向上进给，以便在工件的孔中生成螺纹。为了提高螺纹生成的工作速度，该发明提出，借助于有效布置在机床主轴和螺纹生成工具之间的齿轮传动机构(ü bersetzungsgetriebe)，螺纹生成工具的旋转速度相对于机床主轴的旋转速度被转换成高速。由此，在机床控制的同步能力方面的性能给定的情况下，实现了更短的螺纹生成周期。因此，还可以改善该方法的经济性，因为在使用中的各个机床的同步极限下可以不费力地进行改变。工具被夹紧在夹持卡头(Spannzangen)中并且夹持卡头被容纳在夹持卡头容纳部中，该夹持卡头容纳部通过滚珠轴承相对于齿轮传动机构的壳体可转动地支承。机床主轴通过滚针轴承相对于壳体可旋转地被支承，并且在壳体内连接到内环，三个齿轮通过轴承螺栓布置在内环的圆周上。这三个齿轮在内侧啮合内齿轮，该内齿轮抗旋转地与夹持卡头容纳部联接。这三个齿轮在外侧啮合到外环的内侧面上的齿圈中，该外环与壳体连接并且因此无法旋转。内环在其外侧上通过轴承可旋转地支承在外环内，并且在其内侧上通过相应的轴承相对于夹持卡头容纳部的端部区域的外侧可旋转地支承。齿轮和齿圈形成齿轮传动机构，并且通过它们的齿限定传动机构的传动比。

以这种方式构造的联接装置由本申请人以名称

制造和销售(参见https://speedsynchro.com)。机床主轴的转速对应于螺纹生成工具的转速和传动比4.412的商，轴向进给对应于螺纹螺距和传动比4.412的乘积。这包括借助弹性体元件的轴向最小长度补偿，本申请人称之为

以补偿在螺纹工艺中出现的轴向力，特别是在折返点(Umkehrpunkt)处出现的轴向力。

现在，本发明的任务在于，给出一种用于在工件中生成螺纹的新方法。

在根据本发明的一个实施方式中，提供了一种用于在工件中生成具有预定螺纹螺距的螺纹的方法，

a)其中，使用用于生成螺纹的工具，

a1)其中，工具包括至少一个螺纹生成区域，

a2)其中，螺纹生成区域以待生成的螺纹的预定螺纹螺距和预定螺旋方向围绕穿过工具的工具轴线延伸，

b)其中，工具在第一工作阶段期间在工作运动中运动到工件中，

b1)其中，工作运动包括以预定旋转方向围绕工具的工具轴线的旋转运动和根据螺纹生成区域的螺纹螺距与旋转运动同步的、工具在相对于工具轴线的轴向正向方向上的轴向进给运动，使得工具围绕工具轴线的一整圈旋转对应于工具按预定螺纹螺距的轴向进给，

b2)其中，螺纹生成区域在第一工作阶段期间在工作运动中在工件中生成以预定螺纹螺距延伸的螺纹道，

c)其中，工具在第一工作阶段之后的第二工作阶段期间在制动运动(Abbremsbewegung)中继续在工件中运动直至折返点，

c1)其中，工具关于一整圈旋转的轴向进给至少在部分制动运动期间，优选在整个制动运动期间在量值上小于螺纹螺距，并且在折返点处为零，并且

c2)其中，工具的螺纹生成区域在制动运动期间在工件中生成至少一个特别是闭合的或环形的周向槽。

因此，在第二工作阶段中的制动运动期间，通常在工件中生成环槽或周向槽或底切(Freistich)，因此，第二工作阶段中的过程除了被称为制动过程或运动之外也可以被称为周向槽生成或环槽生成或底切运动，在纯切削工具的情况下也可以被称为自由切削运动(Freischneidbewegung)。

在根据本发明的一个实施方式中，现在可以规定：

-在工作运动期间，工具的旋转运动的(实际)转速在其时间曲线中经过第一平台期，其中转速恒定保持在预定的(或：编程的或在控制程序中给定的)最大转速上，以及

-在制动运动期间，工具的旋转运动的(实际)转速在其时间曲线中经过第二平台期，其中转速恒定保持在相同预定的最大转速上，

-其中，工具的旋转运动的预定的最大转速被选择成使得在螺纹生成区域处实现至少57m/min，特别是至少85m/min的路径速度，这在螺纹直径为6mm时对应于至少3000U/min，特别是至少4500U/min的最大转速。

在根据本发明的优选与前述实施方式组合的实施方式中规定：

-在工作运动中和在制动运动中，工具由机床驱动器驱动，并且在机床驱动器和工具之间连接(或：联接)有用于旋转运动的具有预定的或可预定的传动比的传动单元，特别是齿轮传动机构单元，

-其中，传动比对应于机床驱动器的转速与工具的转速的商，并且最大为1:3，使得工具转动的转速至少是机床驱动器的三倍，

-其中，在机床驱动器的编程中，对机床驱动器的旋转运动的最大转速进行编程，该最大转速对应于传动比和工具的旋转运动的预定的最大转速的乘积。

根据本发明的另外的设计方案和改进方案从相应的从属权利要求得出。

根据本发明的要求保护的特征组合和主题不限于权利要求的选择的措辞和选择的引用关系。相反，权利要求类别(例如，工具)的任何特征也可以在另一权利要求类别(例如，方法)中要求保护。此外，权利要求中的任何特征也可以与它们的引用关系无关地与权利要求中的一个或更多个其他特征的任何组合来要求保护。此外，说明书或附图中描述或公开的任何特征本身可以独立地或独立于其所处的上下文单独地或与权利要求书或说明书或附图中描述或公开的一个或更多个其他特征任意组合地要求保护。

在一个实施方式中，在转速的第一平台期的时间区间和转速的第二平台期的时间区间之间，存在转速下降到低于最大转速的中间时间区间。

在一个实施方式中，中间时间区间的区间长度与第二平台期的时间区间的区间长度之比在0.5至2.4的范围内。

在一个实施方式中，第二平台期的区间长度被选择为在0.01s至0.25s，特别是0.02s至0.13s的范围内，和/或在一个实施方式中，中间时间区间的区间长度被选择为在0.05s与0.15s之间，特别是在0.06s与0.10s之间。

在一个实施方式中，在第一工作阶段或工作运动开始时或者在工具在工件中的切入点处就已经达到最大转速。

在一个实施方式中，在螺纹生成区域处达到的最大路径速度被选择为在57m/min至189m/min，特别是85m/min至132m/min的范围内。

在一个实施方式中，传动比I通常被选择为在1:3与1:10之间，特别是在1:4与1:8之间，优选在1:4与1:5之间。

螺纹生成区域通常具有与待生成的螺纹的螺纹轮廓相对应的有效轮廓。

在一个实施方式中，螺纹生成区域优选在工具的前部区域中具有至少一个攻丝齿，优选地具有两个攻丝齿。

优选地，在一个实施方式中，在前部区域中设置攻丝齿或将攻丝齿设置为前攻丝齿，该攻丝齿具有攻丝齿轮廓，该攻丝齿轮廓具有前攻丝齿轮廓侧壁和后攻丝齿轮廓侧壁，并且该攻丝齿具有在前攻丝齿侧壁上直接连接到前攻丝齿轮廓侧壁上的前侧壁自由面

和在后攻丝齿侧壁上直接连接到后攻丝齿轮廓侧壁上的后侧壁自由面。前侧壁自由面相对于前攻丝齿侧壁包络向后分开或向后偏移，该前攻丝齿侧壁包络沿着或平行于螺旋线并且穿过前攻丝齿轮廓侧壁延伸。现在，后侧壁自由面相对于垂直于工具轴线指向的并且延伸穿过攻丝齿轮廓或后攻丝齿轮廓侧壁的最远点的后横向平面向前偏移或分开。螺旋线相对于后横向平面向后倾斜了螺纹螺距角。

通过攻丝齿的这种分开，避免或至少大大减少了在工作运动期间和制动运动期间攻丝齿在工件表面上(不仅在其前攻丝齿自由面上而且在其后攻丝齿自由面上)的摩擦。

在这方面，在此和下文中，“前”或“前部”应理解为沿着正向运动的方向或螺纹生成区域的螺旋方向，并且“后”或“后部”应理解为沿着相反的方向，即与正向运动的方向相反或沿着反向运动的方向或与螺纹生成区域的螺旋方向相反。

在实施方式中，前侧壁自由面相对于前攻丝齿侧壁包络倾斜或向后偏移一前侧壁后角(Flankenfreiwinkel)，该前侧壁后角通常处于0°和10°之间的区间中，特别是0°和2°之间的区间中。在有利的实施方式中，后侧壁自由面相对于后横向平面倾斜或向后偏移一角度，该角度通常处于0°和6°之间的区间中，特别是2°和5°之间的区间中，和/或相对于沿着或平行于螺旋线延伸的后攻丝齿侧壁包络倾斜或向后偏移一后侧壁后角，该后侧壁后角大于螺纹螺距角并且通常处于螺纹螺距角与6°之间的区间中，特别是4°和5°之间的区间中。

侧壁自由面可以螺旋状地(即，线性展开地)延伸或也可以采取(不同的)弯曲形状，特别是至少部分地朝向彼此更明显地逐渐变细或者朝向彼此没那么明显地逐渐变细。在这样的实施方式中，相应的侧壁后角可以限定侧壁自由面不(向外)超过的边界线或边界面。

在另一实施方式中，螺纹生成区域，特别是在其后部区域中或作为最后面的攻丝齿，具有至少一个攻丝和拉削齿(Gewinde-und

)。攻丝和拉削齿在沿螺旋方向观察的前侧区域中具有攻丝齿元件，该攻丝齿元件具有攻丝齿轮廓作为用于生成或再加工螺纹的有效轮廓。此外，攻丝和拉削齿在螺旋方向观察的后面区域中具有用于在反转运动时拉削所生成的螺纹的拉削元件，其中，拉削元件具有作为有效轮廓的拉削轮廓，该拉削轮廓优选对应于所生成的螺纹的螺纹轮廓和/或对应于其前侧区域上的攻丝齿轮廓。

优选地，该拉削元件具有拉削刃，该拉削刃具有拉削轮廓，该拉削轮廓与攻丝齿元件的攻丝齿轮廓相对应，特别地具有与所述攻丝齿轮廓相同的有效轮廓或至少在拉削轮廓的拉削廓侧壁上具有相同的有效轮廓。此外，在一种有利的实施方式中，拉削元件具有与螺旋方向相反观察被布置在拉削刃之后的、以开槽方式工作的拉削面，其中拉削刃和拉削面的有效轮廓与拉削元件的整个拉削轮廓重叠。优选地，拉削面径向向外沿螺旋方向观察上升并且可以过渡到特别具有恒定轮廓或不具有自由面的齿脊(Zahnsteg)中，其中特别地，拉削面和/或齿脊的拉削轮廓头部小于拉削刃的拉削轮廓头部。

攻丝和拉削齿的齿侧壁可以至少主要地或完全地沿着相关的前攻丝齿侧壁包络或后攻丝齿侧壁包络延伸或在没有自由面的情况下延伸。

在工具的一种特别有利的实施方式中，螺纹生成区域不仅具有至少一个如所述的攻丝齿而且还具有至少一个攻丝和拉削齿，其中攻丝和拉削齿在螺旋方向上观察是螺纹生成区域的最后一个齿并且因此是在反转运动时的第一齿。

在另一实施方式中，至少一个攻丝齿或攻丝和拉削齿在其在螺旋方向上的前侧区域中或在攻丝齿元件中具有螺纹切削刃，并且优选也具有在螺旋方向上观察布置在螺纹切削刃后面的螺纹开槽面，用于生成具有良好表面质量的表面，其中螺纹切削刃和螺纹开槽面的有效轮廓在前侧区域上叠加成优选与螺纹轮廓相对应的攻丝齿轮廓。

螺纹开槽面可以径向向外与螺旋方向相反地上升并且优选地过渡到一个或多个齿脊中，齿脊特别地用作校准区域和/或具有恒定的轮廓或没有自由面。现在，螺纹开槽面和/或齿脊的攻丝齿轮廓头部可以小于螺纹切削刃的攻丝齿轮廓头部。

在一个有利的实施方式中，工具还包括用于生成芯孔的至少一个钻孔区域。钻孔区域被布置在比螺纹生成区域更靠前的区域中，特别是前端部或自由端部处的区域中。钻孔区域和螺纹生成区域彼此刚性地运动联接，和/或被紧固或构造在共同的工具载体或工具柄上。优选地，在工作运动期间，工具的钻孔区域在工件中生成芯孔，并且螺纹生成区域在该芯孔的表面中生成以预定螺纹螺距延伸的螺纹道。螺纹生成区域通常比钻孔区域相对于工具轴线更径向向外突出。由此，可以在工具没有径向进给的情况下生成螺纹，并且在反转时可以再次移出钻孔区域，而不会破坏穿过芯孔的螺纹。

优选地，制动运动包括旋转方向与工作运动相同的旋转运动。

通常，制动过程或第二工作阶段在轴向进给与第一工作阶段的螺纹螺距相对应的情况下开始。制动过程应理解为从初始螺纹螺距制动直到在末端或折返点处为零，而不必包括在整个旋转角区间内根据旋转角(制动加速度)的轴向进给的减少，特别是减少到低于螺纹螺距的值。相反，相对于旋转角的轴向进给为零或者甚至暂时为负(即，其方向反转了)的旋转角区间也是可行的。

在一个优选的实施方式中，在制动运动期间，根据预先存储的工具的轴向进给和旋转角之间的明确相关性，特别是函数或函数序列，根据工具的旋转运动的旋转角来控制轴向进给运动。

定义轴向进给(或：轴向穿入深度)和旋转角之间的相关性的函数可以具有连续的定义域和值域，或者也可以具有离散的定义域和值域，该离散的定义域或值域具有预先存储的或预先测定的离散的值对或值表。

在一个实施方式中，旋转运动在折返点处的旋转速度也是零，和/或在制动运动期间工具的总轴向进给或相加的轴向进给被选择或设定在螺纹螺距的0.1倍至2倍之间。

在一个优选的实施方式中，在制动运动期间，在多个连续的制动步骤中选择或设定工具的轴向进给和旋转角之间彼此不同的相关性，特别是函数。

在一个特别有利的实施方式中，在多个(特别是所有)制动步骤期间，针对轴向穿入深度或轴向进给选择旋转角的线性函数，和/或(编程的)螺距，即轴向穿入深度或轴向进给根据旋转角的导数，在每个制动步骤中是恒定的，并且螺距从一个制动步骤到随后的制动步骤在量值上是减小的。

该实施方式可以特别简单地实施，其方式是针对工作运动应用用于螺纹工艺的NC控制(例如，G33路径条件(Wegbedingung))，以及螺纹的螺纹螺距，并且在多个制动步骤中同样使用优选相同的用于螺纹工艺的NC控制(例如，G33路径条件)，以及相应恒定的螺距作为螺纹螺距参数。

在一个实施方式中，在多个(特别是所有)制动步骤期间，轴向穿入深度或轴向进给是旋转角的样条函数(Spline-Funktion)，特别是立方样条函数。

在一个实施方式中，连续的制动步骤的不同函数是连续的，并且在可微分函数的情况下优选是连续可微分的。

在一个实施方式中，特别是在平整步骤期间，在制动运动期间的轴向进给在旋转角子间隔中为零，和/或在旋转角子间隔中沿与工作运动的正向方向相反的反向方向进行轴向进给。

在一个实施方式中，在到达折返点之后开始工具的反转运动，通过该反转运动将工具从工件中移出，其中反转运动首先包括第一反转阶段，通过该第一反转阶段将工具的螺纹生成区域引导回到所生成的螺纹的螺纹道中，然后是第二反转阶段，在该第二反转阶段期间，将螺纹生成区域穿过螺纹道从工件向外引导。

优选地，反转运动以与工作运动和制动运动对称的运动曲线进行，其中旋转方向和进给反向。

在一个有利的实施方式中，由预先存储的工具的轴向进给和旋转角之间的明确相关性，特别是函数或函数序列，控制第一反转阶段中的反转运动，该第一反转阶段中的反转运动在量值上与第二工作阶段期间的制动运动相同，仅在旋转方向和进给方向上相反，如有必要则省略或缩短平整步骤。

在一个实施方式中，工具的攻丝和拉削齿现在在反转运动期间利用其拉削元件在螺纹之前或从螺纹中清除异物，特别是切屑或切屑根，并且特别也能够使工件表面，特别是在螺纹中的工件表面平滑，和/或特别地在拉削过程中与螺纹道内壁不会产生中间间隙，切屑可能会卡在该中间间隙中。

下面将基于实施例进一步阐述本发明。在此，还参考了分别示意性示出的以下附图：

图1示出了在生成螺纹孔时组合式钻孔和螺纹生成工具，

图2至图10示出了使用特别是根据图1的组合式钻孔和螺纹生成工具生成螺纹孔的方法或周期的连续步骤，

图11示出了使用特别是根据图1的组合式钻孔和螺纹生成工具生成的螺纹孔，或使用生成螺纹孔的方法或周期，特别是根据图2至图10的方法生成的螺纹孔，

图12示出了基于随旋转角而变化的轴向穿入深度的曲线图对螺纹孔生成周期的控制，

图13示出了在图12中示出的曲线图在作为制动过程的前进运动中的端部区段，

图14示出了在图12中示出的曲线图在作为加速过程的后退运动中的端部区段，

图15示出了在驱动单元和工具之间没有传动单元的随时间而变化的穿入深度和转速的示意图，

图16示出了根据本发明在驱动单元和工具之间具有传动单元的随时间而变化的穿入深度和转速的示意图，

图17示出了具有传动单元的工具联接单元的实施方式的纵截面，该传动单元用于将组合式钻孔和螺纹生成工具与驱动单元联接，

图18示出了钻孔和螺纹生成工具的攻丝和拉削齿的前透视图，以及

图19示出了图18的攻丝和拉削齿的后透视图。

在图1至图19中，彼此对应的部件和尺寸设有相同的附图标记。

下面根据图1至图11阐述根据本发明的工具和方法的第一实施例。

在图1中以及图2至图10中示出的工具2用于在工件6中生成螺纹孔5。工具2是组合式工具，并且既在工件中生成具有预定螺纹芯孔直径的芯孔，又在芯孔中生成内螺纹，即内螺纹在芯孔的周壁或内壁中的螺纹道50。为此，工具在工作运动或工作行程或螺纹生成运动中运动到工件6中，该工作运动或工作行程或螺纹生成运动由围绕工具轴线的旋转运动和沿着工具轴线的轴向进给运动组成。

图11示出了具有螺纹道50和螺纹轮廓55的螺纹孔5的实施例，该螺纹孔可以利用根据本发明的方法或工具(例如，根据图1的工具)制造。

具有螺纹螺距P和直径D的螺纹道50的螺纹螺距角δ是相对于垂直于工具轴线A指向的横向平面E测量的，并且可根据以下关系式计算：

P＝π·D tan·δ

例如，螺纹螺距角δ的典型值介于1°和5°之间。

工具2一方面可围绕延伸穿过工具2的工具轴线A转动或旋转运动，另一方面可沿着工具轴线A或轴向相对于工具轴线A轴向运动或平移运动。这两种运动优选地通过控制单元，特别是机床控制器彼此协调或同步，同时工具2在工件6的表面60上穿入并在工件6中直达孔深度LT。在生成螺纹孔5期间，工具轴线A相对于工件6保持位置固定或位置恒定。螺纹孔5的螺纹中心轴线M在此过程期间与工具轴线A同轴或与工具轴线A重合。

优选地，借助于在轴向相对于工具轴线A延伸或构造的工具柄部21处的联接区域，工具2可通过未示出的旋转驱动器，特别是机床和/或驱动主轴或机床主轴，在正向旋转方向VD和相反的反向旋转方向RD上围绕其工具轴线A被驱动旋转或旋转运动。此外，工具2可以在轴向正向运动VB或轴向反向运动RB中轴向地相对于工具轴线A运动，特别是借助于轴向驱动器轴向地相对于工具轴线A运动，该轴向驱动器又可以设置在机床中和/或驱动主轴或机床主轴中。

在工具2的背离柄部21的联接区域的自由端部区域处设置有工作区域20。工作区域20包括在工具2的前端部处的钻孔区域3，和螺纹生成区域4，该螺纹生成区域4轴向地相对于工具轴线A相对于钻孔区域3向后偏移或朝向柄部21偏移。

钻孔区域3包括端侧的钻孔(主)切削刃31和32，该切削刃可以布置成倾斜地，特别是锥状地轴向向前延伸，并且可以会聚在钻头尖端33中，特别是会聚在朝向钻头尖端33逐渐变细的锥体中。该端侧的钻孔切削刃31和32被构造成沿正向旋转方向VD切削，在所示实施例中为右切削，并且在正向运动VB同时沿正向旋转方向VD旋转运动时，切削地去除轴向位于工具2前方的工件6的材料。

此外，通常在轴向方向上相对短地构造的钻孔区域3优选地还包括在其外壁上的引导区域(未详细示出)，该引导区域可以用于在所生成的钻孔中自主引导工具2，并且为此贴靠在芯孔壁上或者仅与芯孔壁稍微间隔开。对于引导区域可替代地或附加地，也可以设置周向切削刃或护套切削刃，该周向切削刃或护套切削刃通过切削地去除工件6的相对于工具轴线A径向向外连接的区域切削地加工或制备芯孔的护套壁。这些护套切削刃可以用于实现护套壁或芯孔内壁的足够的表面质量，并且特别地主要平行于工具轴线A或相对于工具轴线A略微向后倾斜(为了减小摩擦)，在距工具轴线A的径向间距d/2处延伸，该径向间距对应于芯孔内径的一半。引导区域31或者周向切削刃或护套切削刃可以直接紧邻端侧的钻孔切削刃31和32构造和/或布置，或者也可以在轴向上与钻孔切削刃31和32稍微偏移。

钻孔区域3具有外径或钻孔直径d，并且因此在工件6中生成具有该内径d的钻孔或芯孔。钻孔切削刃31和32也可以被称为芯孔切削刃，因为它们生成了螺纹孔5的芯孔。在此，钻孔切削刃或芯孔切削刃31和32的相对于工具轴线A径向最外的尺寸确定芯孔内径d。在根据图11的螺纹孔5中的无螺纹的下部或最内部的钻孔子区域56还具有由钻孔区域3构造的形状。

在钻孔区域3或者钻孔切削刃或芯孔切削刃31和32之后或者在与轴向正向运动VB相反的方向上轴向偏移地布置，工具2还包括螺纹生成区域4，该螺纹生成区域沿着螺旋线(或：螺旋形(Helix)、螺纹道)延伸或构造，其螺距对应于螺纹螺距P并且其螺旋方向对应于待生成的内螺纹或螺纹道50的螺旋方向。在这个意义上，螺旋线在技术上不应理解为纯数学的一维线，而是横向于数学线也具有一定的延展，该延展对应于螺纹生成区域4的相应的尺寸。否则，在数学上就不得不谈论一组彼此平行延伸的螺旋线或可能的螺旋带或双螺旋带。螺纹生成区域4作为右旋螺纹或左旋螺纹的螺旋方向对应于轴向的正向运动VB和正向旋转运动VD的叠加。

螺纹生成区域4通常相对于工具轴线A进一步径向向外突出，或者比钻孔区域3具有更大的距工具轴线A的径向向外间距，或者具有比钻孔区域3的外径d更大的外径D。

螺纹生成区域4包括一个或更多个(即，数量n大于或等于1)攻丝齿，攻丝齿被构造成切削和/或成型。优选地，n＝2。每个攻丝齿沿着螺旋线延伸地构造或定向或布置。每个攻丝齿具有作为有效轮廓的攻丝齿轮廓，该攻丝齿轮廓通常是或代表攻丝齿在沿着螺旋线的投影(Projektion)中的最外尺寸或外部轮廓，并且在螺纹生成运动中(通过切割或通过成型或压入)重现(abbilden)在工件中。如果螺纹生成区域4包括多个(n>1)攻丝齿，则这些攻丝齿至少大致沿着螺旋线(或沿轴向方向)彼此偏移地布置。这种沿着螺旋线的布置还包括攻丝齿相对于理想线稍微横向偏移的实施方式，例如以便在螺纹轮廓侧壁(Gewindeprofilflanke)上使用不同的处理实现有效螺纹轮廓或者将有效螺纹轮廓不同地分布或叠加到整个螺纹轮廓上。关于攻丝齿的这种布置重要的仅仅在于，攻丝齿的布置在工作运动时重现到工件中具有相同螺纹螺距P的螺纹道上。

在图1中示出的实施例中设置有两个攻丝齿41和42，这些攻丝齿例如彼此轴向偏移螺纹螺距P的一半或通常情况下偏移螺纹螺距P的1/n，即在角方向上偏移了半圈或180°。攻丝齿(特别是41和42)比钻孔切削刃或芯孔切削刃30和31从工具轴线A更径向向外突出，螺纹生成区域4和螺纹道50以及螺纹孔5的外径用D表示。特别地，螺纹生成齿的最外尺寸与芯孔切削刃的最外径向尺寸之间的径向差对应于待生成的内螺纹的螺纹轮廓的轮廓深度，或者换言之，对应于螺纹根部的半径D/2与芯孔的半径d/2之间的差。

内螺纹的螺纹轮廓(即，螺纹道50的横截面)是由攻丝齿(例如41和42)的各个有效轮廓组合或叠加的有效螺纹轮廓在完全穿过工件时产生的。

轴向投影到工具轴线A上测量的有效螺纹轮廓的螺纹轮廓宽度用c表示，并且对应于螺纹轮廓侧壁的最大间距。轴向投影到工具轴线A上测量的、螺纹道50的两个连续的螺纹轮廓之间的轴向间距是螺纹间隙b。在此，螺纹间隙b和螺纹宽度c的总和对应于螺纹螺距P。

攻丝齿41和42通常通过分离槽25彼此分离，该分离槽特别地形成切屑槽或者也形成冷却剂槽和/或润滑剂槽。分离槽25在钻孔区域3中开始并且穿过螺纹生成区域4，特别地直达柄部区域中并且优选以恒定的或可变的扭转角扭转地延伸，该扭转角典型地介于0°至50°的区间中，特别地介于20°至35°的区间中。

在一个有利的实施方式中，利用工具2或根据本发明的另一工具执行以下方法：

在第一工作阶段或螺纹生成阶段期间，利用工具2借助于钻孔区域3生成芯孔，并且轴向地紧随其后并至少部分同时地借助于螺纹生成区域4在芯孔壁中生成螺纹道50。在该第一工作阶段中，沿着工具轴线A的轴向进给速度v与用于围绕工具轴线A的旋转运动的旋转速度如此协调和同步，使得在旋转一整圈时，轴向进给对应于螺纹螺距P。在该第一工作阶段中，从工件表面60测量的在工具轴线A方向上的轴向穿入深度(或：轴向进给)T对应于螺纹深度T_G。变量T对应于常见的NC机床控制中的z轴。

在紧随第一工作阶段之后的第二工作阶段中，在制动过程中(或：在制动运动中)，工具2在旋转角区间内被制动，使得在360°的旋转角下(即，在旋转一整圈的情况下)，工具2的轴向进给V小于螺纹螺距P，直至减小到零。通常，制动过程或第二工作阶段在与360°的旋转角相关的轴向进给时开始，该轴向进给对应于第一工作阶段的螺纹螺距P，即V＝P，然后将每360°旋转角的轴向进给减小到螺纹螺距P以下的值，即V<P。制动过程可理解为从初始螺纹螺距V＝P起制动直至结束或折返点处为零(即V＝0)，并且不必在整个旋转角区间内包含取决于旋转角(制动加速度)的轴向进给V的减小。相反，也可以实现这样的旋转角区间，其中轴向进给相对于旋转角为零，或者甚至暂时为负，即其方向反转了。在一优选的实施方式中，该制动过程在限定的子步骤中进行，如下文还将更详细地阐述。

在第二工作阶段中的这种制动运动导致了螺纹生成区域4现在以实际上非典型或非功能的方式在芯孔壁中生成至少一个环绕的槽或环槽或周向槽(或：底切)。因此，在第二工作阶段中的过程除了被称为制动过程之外也可以被称为周向槽生成或环槽生成或底切运动，在纯切削工具的情况下也可以被称为自由切削运动。

在图1中示出了螺纹生成齿41和42，这些螺纹生成齿具有相同的外半径D/2并且优选地具有相同的有效螺纹轮廓，该有效螺纹轮廓已经对应于螺纹道50的端部轮廓。根据图1的工具的螺纹生成齿41和42在第二工作阶段中生成周向槽53，该周向槽具有连续的外径D和轴向长度a，该轴向长度由在第二工作阶段中的制动运动直至折返点的整个轴向进给得出。

另一方面，在图11中示出了两个周向槽51和52，其中，第一周向槽51具有介于芯孔直径d和螺纹外径D之间的外径d'，而第二周向槽52具有对应于螺纹外径D的外径。

这样的周向槽51和52可以在第二工作阶段期间例如利用如图1中所示的两个偏移了P/2的螺纹生成齿41和42生成，该螺纹生成齿41和42修改如下：图1中的第一螺纹生成齿41可以仅具有外半径d'/2，因此可以是切削齿(Anschnittzahn)或开槽齿(Anfurchzahn)，该切削齿或开槽齿不会在直至完全的轮廓深度或直至最终的螺纹底部生成螺纹道50，而第二螺纹生成齿42已经具有完全的外径D，即生成完全的螺纹轮廓深度(全齿)。

因此，在该实施例中，周向槽由两个部分槽组成，即由第一螺纹生成齿41生成的直径较小的第一周向槽51和由第二螺纹生成齿42生成的以全直径D构成的第二周向槽52。

这些实施方式仅是示例性的。对于不同数量或分布的螺纹生成齿(未示出)，相应地生成不同的周向槽。

如果希望在轴向方向上连续地或不间断地生成周向槽，例如图11中的周向槽51和52或图1中的周向槽53，则旋转一整圈或360°的轴向进给V相对于P特别减小至少b/n，以便闭合或不再生成螺纹间隙b，其中n是螺纹生成区域4中的螺纹生成齿的数量。

底切运动或制动运动(例如，通过适当地选择运动参数或通过附加的轴向平整运动(Egalisierbewegung))也可以这样实施，使得螺纹轮廓的外宽度，特别是侧壁，在周向槽中不再可见或消失，和/或周向槽仅具有圆柱形的形状。这样可以改善或实现所生成的工件螺纹的可旋穿性(Durchschraubbarkeit)。

在图1至图11中示出的实施例中，n＝2，具有两个螺纹生成齿41和42或两个周向槽51和52，因此，在制动过程中，轴向进给V优选地设定为小于P-b/2。于是，螺纹生成齿(在此为41和42)的有效螺纹轮廓在运动期间叠加时不再生成螺纹，而是生成至少一个连续的周向槽，该周向槽连续地具有与相关联的螺纹生成齿在第二工作阶段中的制动运动时在其相应的路径上的外径相对应的外径。

在前方处，通过工具2的钻孔区域3，在螺纹孔5的底部保留有钻孔子区域56，钻孔区域3的形状在钻孔时重现到该钻孔子区域上。在第二工作阶段之后，螺纹孔5的总深度或孔深度或整个轴向尺寸用T_L表示，并且基本上对应于以下项的总和：作为在第一工作阶段中的轴向进给的螺纹深度T_G和作为在第二工作阶段中的轴向进给的轴向槽长度a以及剩下的由钻孔区域3生成的钻孔子区域56的轴向深度。

当达到螺纹孔5的总深度或孔深度T_L时，工具2停止并且到达折返点UP。现在，在折返点UP处，立即开始反转运动或反向运动RB，利用该反转运动或反向运动RB，工具2首先在第一反转阶段中通过周向槽51、52、53向后运动直至螺纹道50，然后在第二反转阶段中，通过螺纹或螺纹道50从螺纹孔5向外运动，然后从工件6中移出或抽出。由于直径较小，螺纹在反转运动时也不会被钻孔区域3损坏。下面将对第一反转阶段的优选构造进一步详细说明。

在反向运动RB的第二反转阶段中，工具2的轴向进给和旋转运动再次根据螺纹螺距P彼此同步，以便不会损坏螺纹，只是轴向进给的方向在反向运动RB的箭头方向上与正向运动或工作运动VB的箭头方向互换或相反，并且旋转运动的旋转方向同样反转，即现在设定反向旋转方向VR而不是正向旋转方向VD。

具有螺纹道50的螺纹的螺纹轴线或中心轴线用M表示，并且在整个工作运动期间(即在第一工作阶段和第二工作阶段两者中)以及在反转运动期间(即在第一反转阶段和第二反转阶段两者中)与工具2的工具轴线A重合或与其同轴。

图12基于示意图示出了过程(或：方法)或控制顺序的实施例，其可用于在工件中(即，在工件的实心材料中，而无需预先钻出芯孔)生成螺纹孔，例如根据图11的螺纹孔。

为了根据本发明生成螺纹孔，除了根据本发明的工具，例如根据图1的工具之外，还可以使用如从开篇提到的DE 10 2016 008 478 A1中已知的组合式钻孔和攻丝工具或者如从开篇提到的DE 10 2005 022 503 A1中已知的组合式钻孔和螺纹车削工具。

在根据图12的函数

的曲线图中，在没有一般性限制的情况下，在一个实施例中特别地示出了螺纹孔的生成，即根据本发明的完整的螺纹孔生成周期，特别是具有第一工作阶段、第二工作阶段、折返点、第一反转阶段和第二反转阶段的螺纹孔生成周期，例如已经根据图1至图10所描述的。

在图12的示意图中，在竖轴或纵坐标上绘制了穿入深度(或：竖坐标或轴向坐标)T作为沿轴向方向(即沿工具轴线A和与工具轴线A同轴的螺纹中心轴线M)延伸以及测量的轴向进给的坐标(以mm为单位)。穿入深度T的值从最上面示出的值向下减小直至最低值，该最上面示出的值特别地对应于工件6的工件表面60上的轴向进入位置(该进入位置也在图2中示出)，即作为负值向下绘制。在图1的示例中，数值范围例如从作为上限值的T＝0mm走向至作为下限值的例如T＝-17mm，但根据所需的螺纹长度和工具结构，当然也可以有其他值。

在水平轴或横坐标上绘制了工具2围绕其工具轴线A的旋转运动的(合计的)旋转角(以度[°]为单位)。旋转角

从进入点EP＝(0，0)处的轴向进入位置T＝0mm的进入旋转角或初始旋转角

开始，并且向右变成正值，直至横坐标上的最后的进入值

旋转角

在正向旋转运动VB中或在正向旋转方向上增大至正值，并且在反向旋转运动RD中或在与正向旋转方向相反的反向旋转方向上减小。在此，±360°对应于工具2围绕其工具轴线A的一整圈旋转。

函数

描述了轴向坐标(或：工件6的深度)T中的轴向进给运动与坐标

中的旋转运动的依赖关系或同步性，并且通常存储在控制器(例如，机床的数字控制器或CC控制器)，特别是以预先测定和存储的数值表的形式或者也作为用于相应的计算的函数存储。根据CNC技术中常见的命名法，T坐标对应于Z轴(主轴轴线)，其中正方向通常从工件延伸到工具，例如在图1中的坐标T所示。

根据图12，函数

的曲线图

首先沿着对于丝锥或成型丝锥而言典型的并且对应于螺纹道的生成的线性区段，即直线的形式，从起点

和T＝0mm延伸到

和

处的螺纹终点，在该螺纹终点处螺纹道或实际螺纹生成结束，并且在所示示例中在不限制一般性的情况下，该螺纹终点为-16mm。

因此，在该区段中的线性函数

的表示从

到

并且从T＝T(0)，特别是0mm到

特别是-16mm：

其中P为螺纹螺距。

该范围内的螺距或导数

是恒定的，并且对应于P/360°的数值。因此，对于螺纹螺距意味着：

由于在图12的选定示例中，对应于输入的角度值

的螺纹深度的值T＝-10mm，因此直线的斜率为-1mm/360°并且因此螺纹螺距P＝1mm。由于与旋转同步的、沿穿入深度T或螺纹中心线M的轴向进给，工具2的所有部件在360°的一整圈旋转过程中都移动了螺纹螺距P。

函数

的线性区段对应于常见的同步的丝锥或成型丝锥运动学，并且可以例如作为已经固定编程的路径条件(地址字母G或G函数)存储在CNC控制器中，例如，作为G33，特别是G331和G332存储，其中螺纹螺距P作为与Z轴平行的插值参数输入，通常在CNC命名法中的地址字母K下。在该线性区段中进行螺纹生成过程，特别是用于在第一工作阶段中生成螺纹道50，其中特别是在图3至图6中示出了随着穿入深度T增加而不同的位置或区段，结果是生成作为穿入深度T的区间长度(特别是从T＝0至T₀，在区间长度或转动角度

的转动角度范围

内，特别是从

至

)的螺纹深度为T_G的螺纹。在图12的示例中，螺纹生成过程(第一工作阶段)从

进行至

并且从相应的穿入深度T＝0mm进行至T＝-16mm。图12中介于

和

之间的直线的斜率对应于工具2的轴向进给速度，该轴向进给速度根据螺纹螺距P同步到旋转角

旋转角

与时间t的时间相关性以及穿入深度T(t)与时间t的时间相关性原则上可以在螺纹生成过程期间(也在宽范围内)变化。但是优选地，旋转速度

和轴向进给速度dT/dt在工作运动VB期间都是恒定的。因此，当旋转速度

改变时，轴向进给速度dT/dt，即穿入深度T根据时间t的导数也必须相应地调整，从而保持轴向进给Z根据关系式Z＝P/360°同步得以保留。这是在机床控制或NC控制中借助于轴向工作的攻丝工具(例如，丝锥或成型丝锥)生成螺纹时实施的众所周知的运动学。

在螺纹生成过程(第一工作阶段)之后，特别是在第二工作阶段中，在旋转角值

和

之间的旋转角范围

和相关联的穿入深度范围ΔT中进行制动过程或制动运动AB，该穿入深度范围在图18的示例中从

至

在制动运动AB结束时到达折返点UP，在该折返点UP处，工具2的旋转运动和轴向进给运动都短暂地停止。在折返点UP处达到最大旋转角范围

其中

并且达到用于生成螺纹孔的最大穿入深度T_L。

在制动过程或制动运动AB期间，轴向进给速度根据旋转角而减小，对应于函数

的所示曲线的斜率，并且更确切地说，根据如下的相关性或函数而减小，该相关性或函数优选是严格单调的(斜率总是下降)或单调的(斜率下降并且在一些区段中也可能为零)，但在一些子区段中也可能再次略微上升。优选地，斜率在预定数量为n的各个定义的、编程的或存储的子步骤或制动步骤S_i中连续地减小，其中总数或数量n是n>1的自然数，通常200>n>2，特别是20>n>5，并且其中i是制动步骤S_i的计数指数并且介于1和n之间，即1≤i≤n。

在每个子步骤或制动步骤S_i中，优选地通过以下方式设定或编程与攻丝过程的控制相对应的轴向进给T(或进给速度dT/dt)和旋转角

(或旋转速度

)的同步，即给每个制动步骤S_i分配或编程相关联的预定函数

该函数在相关联的旋转角区间

内具有相关联的值区间[T_i-1,T_i]，其中1≤i≤n。

函数

优选是线性的，即曲线图(理想化)是直线。

在此，编程的或存储的斜率从每个制动步骤S_i到下一个制动步骤S_i+1逐步地或相继地减小，即，

斜率分别对应于一螺距参数。

在一个有利的实施方式中，在CNC控制器中将该螺距参数编程作为螺纹螺距，即特别存储为沿着z轴或G33(特别是G331和G332)路径条件中的螺纹轴线M的插值参数。由此，可以使用已经在控制编程中预定的路径条件或G函数，并且只需相继改变或重新编程螺纹螺距的输入参数。

因此，在每个制动步骤S_i中，相关联的螺距参数如下编程或设定：

其中：

P_i+1<P_i

对于所有i，1≤i≤n。此外：

P_i<P

即在第二工作阶段中或在制动运动AB期间的螺距小于在第一工作阶段期间的螺纹螺距P。但特别地，在不限制一般性的情况下，可以是P_i＝P(n-i)/n。通常，最后一个值P_n仍然大于0，即使它是值P_i中的最小值。

例如P_i的值可以这样选择，使得可以从螺纹螺距运动开始可以连续地继续运动到自由切削区域中。特别地，应尽可能保持工具的速度。由此，例如可以制定不同的条件，这些条件可以映射到近似函数中。

其中，在每个制动步骤S_i中，对于所有i(1≤i≤n)，关系式如下：

对于

边界条件为

和

在第二工作阶段中的制动运动AB的旋转角范围

通常选择得小于在第一工作阶段中的螺纹生成的旋转角范围

特别是

并且优选是

特别地，这可以取决于可用的螺纹长度有多大。另一影响因素是底切的预期功能。如果除了纯粹的制动之外还希望有进一步的旋转以切下碎屑，则可以再次增加旋转(参见下面的图21和图22)

第二工作阶段中的制动运动AB的穿入深度范围(或：最大穿入深度)ΔT通常选择为小于第一工作阶段中的螺纹生成的穿入深度范围或螺纹长度T_G，特别是ΔT<0.5T_G，优选是ΔT<0.2T_G。

特别地，制动运动AB的穿入深度范围ΔT可以选择为等于P。为了保持螺纹孔深度更小，也可以使用小于P的穿入深度范围ΔT，例如0.5P，甚至0.25P。出于切削加工的原因，选择更大的底切高度或更大的穿入深度范围ΔT也可能是有利的，特别是高达2P并且在特殊情况下还更大。

在旋转角范围

和相关联的穿入深度范围ΔT中的制动运动AB的实施例中，示例性地并且不限制一般性地选择n＝10，因此设置有具有相关联的螺距参数P₁至P₁₀的十个制动步骤S₁至S₁₀。旋转角范围

相应地被划分成n＝10个旋转角区间

并且与这些区间相关联的是相应的穿入深度区间[T₀,T₁]，[T₁,T₂]，…，[T_i-1,T_i]，[T_i,T_i+1]，…，[T₉,T₁₀]，穿入深度范围ΔT被划分成这些穿入深度区间，该穿入深度范围在图12的示例中从

到

和/或对应于螺纹螺距-P＝-1mm。每个区间对应一个子步骤S_i。

现在，为每个制动步骤S_i的这些区间中的每个区间分配一相关联的螺距参数P_i，特别是作为CNC控制的螺纹螺距或插值参数，即为两个区间

和[T₀,T₁]分配螺距P₁，为区间对

和[T₁,T₂]分配螺距P₂，以此类推直至为最后一个区间对

和[T₉,T₁₀]分配螺距P₁₀。

如此选择螺距值P₁至P₁₀，使得对于i＝1至i＝n，特别是n＝10，P_i+1≤P_i。在每个子区段或制动步骤S_i中，螺纹螺距P₁至P₁₀保持不变，从而得到函数

的曲线图的基本上直线的子区段，在该子区段中进行同步的“螺纹运动”，即轴向进给速度对应于P_i/360°的商。

优选地，对于1≤i≤n(在此，例如n＝10)的所有i，在制动步骤S_i中的穿入深度区间选择为大小相同，使得区间的长度T₁–T₀＝T₂–T₁＝T_i-T_i-1＝T_i+1–T_i＝T_n–T_n-1相同或等距，即：

T_i-T_i-1＝ΔT/n

由于在该实施例中，每个子区段或子区间中的轴向进给选择为恒定的，因为T_i+1–T_i对于所有i来说是相同的或等距的，因此在螺距P_i变小并且因此轴向进给速度减小的情况下，在制动步骤S_i中的旋转角范围

内得到增大的旋转角区间

即旋转角间距

小于旋转角间距

并且旋转角间距

大于角间距

旋转角值之间的最后的子区段

覆盖最大的角间距或角范围。这对应于连续的并且在每个子区段或制动步骤S_i中减速的制动过程。

在制动运动AB期间，选择或者控制或编程旋转速度

和轴向进给速度dT/dt的时间相关性，使得工具2在折返点

或

停止，即在

或T＝T_n或者在

或者T＝T₁₀时

并且dT/dt＝0。在图7中还示出了在折返点UP处的工具2。根据时间t将旋转速度

和轴向进给速度dT/dt降低到0，可以例如在制动运动AB期间连续进行，或者例如仅在最后的制动步骤S_n或S₁₀中进行。

从驱动系统(特别是控制器和机床驱动器)的惯性和运动部件的质量惯性来看，制动步骤S₁至S₁₀中或在制动运动AB中的曲线图在物理上实际上不是完全线性的，而是有些弧线形。然而，以理想化形式呈现或存储在制动运动本身的编程中，所描述的线性函数或彼此串接的线性区段的序列在各个制动步骤S_i(例如，S₁到S₁₀)具有逐渐减小的斜率，即逐渐减小的恒定进给速度。

在开始移出运动或反转运动之前，可以在必要时执行中间步骤，例如清洁过程。在此，例如可以通过进一步转动工具来去除切屑根部残留物，或者可以从周向槽清洁螺纹尖端的残留物，以便获得更加清洁的圆柱区域。然后，可以更容易地拧入螺丝。

现在在一个实施方式中，如特别在图12中所示出的，在达到折返点UP之后，开始反转运动或反向运动RB，该反转运动或反向运动首先在第一反转阶段中包括加速运动BB直至接入到螺纹道50中，这例如在图8中示出，并且在第二反转阶段中包括反向运动RB，在该反向运动中，工具2通过螺纹道50同步地向外抽出，这例如在图9中示出。在一个有利的实施方式中，根据图12的控制曲线或函数现在可以以相反的顺序和/或与折返点UP对称的方式使用或运行。

对于反向运动RB或BB，旋转运动从正向旋转方向VD反转到反向旋转方向RD，即旋转角

从

或者

起，优选地在折返点UP处，减小或沿负方向转回，直至最终再次达到初始值

并且工具2从工件6中离开。现在，优选采用的不变的相关性或函数

导致随着旋转角减小，穿入深度T在量值上变小，即，从折返点UP处的T＝T_n或T＝T₁₀又减小到在进入点EP处

的T＝0，该进入点EP因此同时也是离开点。特别地，第一反转阶段对应于第二工作阶段，以及第二反转阶段对应第一工作阶段。

特别地，第二工作阶段的实施方式也可以以相反的顺序应用于第一反转阶段。因此，在第一反转阶段中，从折返点UP开始，相同的相关性或函数

可以以相反的顺序用于与制动运动AB相反的加速运动BB。

然而，也可以使用其他函数

和子步骤，这些函数和子步骤优选地返回到制动运动AB开始或第一工作阶段结束的点

使得工具可以通过螺纹道50到达返回的正确接入点。

优选地，从最终角度值

或

起以相反的顺序首先执行加速阶段作为具有加速运动BB的第一反转阶段，该加速运动具有相同的增量步长。然而，这些步骤现在是加速步骤S_j，其中n+1≤j≤2n(n＝10)，从S₁₁开始直至S₂₀。每个加速步骤S_j都被分配了相关联的旋转角区间

其中如果设置i+j＝n，则第一反转阶段的

简单地对应于第二工作阶段的

螺距参数也保持不变，仅以相反的顺序，即对于根据图12的控制曲线的子区段而言螺距参数从右向左从P₁₀经过P₉、P₈直至P₁，直至达到深度值T₀。在角度值

之后，假设新的角度值

并且区间

对应于区间[T₁₀,T₉]，螺纹螺距为P₁₀，并且随后的角度区间

对应于穿入深度区间[T₉，T₈]，螺纹螺距为P₉等等，直至最后一区段

对应于[T₁,T₀]，螺纹螺距为P₁。

随后，在图12的相反方向上，曲线的线性区段从

运行直至

对应于穿入深度T从T₀到T＝0。现在，与图12中的直线的斜率相对应的轴向进给速度在反向运动中又是方向相反的P/360°。由此，工具被反向引导通过在正向运动中生成的螺纹，而不会损坏在螺纹中生成的螺纹道。因此，反向运动以与正向运动完全相同的方式同步，仅具有相反的旋转方向，使得角度

的值又从角度

向后减小直至

并且即使是轴向进给速度相反，现在从数学上看螺纹深度从T＝T₀增大到T＝0。

在两个反转阶段中的反向运动RB中使用与在两个工作阶段中的正向运动VB相同的控制曲线或函数

具有如下优点：一方面可以位置精确地或运动精确地控制工具2，特别是当工具2接入到螺纹道50中时处于正确的位置，并且这样反转期间的力可以保持得非常低和/或能够实现高的返回速度或移出速度。

在实施所描述的

的相关性或函数的实施方式中，穿入深度T的值被用作测量的输入参数或通过控制或编程预定的输入参数，并且旋转角

的相关值借助于相关联的螺距参数P和P_i从相关性中得出。

因此，可以选择用于攻丝或滚压螺纹(Gewindefurchen)的NC程序，特别是使用G33(特别是G331和G332)路径条件，其中要输入螺纹螺距，并且现在可以给出穿入深度的值的序列或集合，在该序列或集合中切换到新的螺纹螺距参数，其中螺纹螺距参数一直保持到穿入深度的下一个值。

图13现在以图12的示意图的右下方区域中旋转角范围

和相关的穿入深度范围ΔT的放大视图示出了制动运动AB的一个实施例。在图13中示例性地且不限制一般性地选择n＝10，因此绘制了具有相关的螺距参数P₁至P₁₀的十个制动步骤S₁至S₁₀。

旋转角范围

相应地被划分成n＝10个旋转角区间

到

和/或对应于螺纹螺距-P＝-1mm。每个区间对应一个子步骤S_i。

不同于图12，在图13中绘制了从

开始的微分旋转角。如果要在图13中为

在旋转角轴上输入与在图12中相同的值，则在水平轴上的所有值必须与值

相加，该值

在图12中例如为5800°。制动运动AB在旋转角值

和相关的穿入深度值T₀处开始并且在最终旋转角值

和相关的穿入深度值T₁₀处结束。

现在，为每个制动步骤S_i的这些区间中的每个区间分配相关联的螺距参数P_i，特别是作为CNC控制器的螺纹螺距或插值参数，即为两个区间

和[T₀，T₁]分配螺距P₁，为区间对

和[T₁,T₂]分配螺距P₂，以此类推直至为最后一个区间对

和[T₉,T₁₀]分配螺距P₁₀。

如此选择螺距值P₁至P₁₀，使得对于图13中的i＝1至i＝10或图12中的n而言P_i+1≤P_i。在每个子区段或制动步骤S_i中，螺纹螺距P₁至P₁₀保持不变，从而得到函数

在图13的示出的实施例中，对于1≤i≤n(在此，例如n＝10)的所有i，在制动步骤S_i中的穿入深度区间选择为大小相同，使得区间的长度T₁–T₀＝T₂–T₁＝T_i-T_i-1＝T_i+1–T_i＝T_n–T_n-1相同或等距，即：

T_i-T_i-1＝ΔT/n

在图13所示的实施例中，选择为-1mm/10＝-0.1mm。

由于在图13的实施例中，每个子区段或子区间中的轴向进给选择为恒定的，因为T_i+1–T_i对于所有i是相同的或等距的，因此在螺距P_i变小并且因此轴向进给速度减小的情况下，在制动步骤S_i中的旋转角范围

内得到增大的旋转角区间

即，旋转角间距

小于旋转角间距

并且旋转角间距

大于角间距

旋转角值之间的最后的子区段

在制动运动AB期间，选择或者控制或编程旋转速度

和轴向进给速度dt/dt的时间相关性，使得工具2在折返点

或

停止，即在

或T＝T_n或者在

或T＝T₁₀时

并且dT/dt＝0。

根据时间t将旋转速度

图13的制动步骤S₁至S₁₀中的曲线图实际上不是完全线性的，而是有些弧线形，在物理上源自驱动系统(特别是控制器(包括其用于平滑过渡的插值程序)和机床驱动器)的惯性和运动部件的质量惯性。然而，以理想化呈现或存储在制动运动本身的编程中，所描述的线性函数或彼此串接的线性区段的序列在各个制动步骤S_i(例如，S₁到S₁₀)中具有逐渐减小的斜率，即逐渐减小的恒定进给速度。

在图14中示出了一个实施例，在第一反转阶段中，从折返点UP开始，相同的相关性或函数

可以以相反的顺序用于与(例如根据图12和图13的)制动运动AB相反的加速运动BB。

然而，也可以使用与图5中不同的函数

使得工具可以通过螺纹道50返回到达正确接入点。

优选地，从最终角度值

或

起以相反的顺序首先执行加速阶段作为具有加速运动BB的第一反转阶段，该加速运动具有相同的增量步长。然而，这些步骤现在是加速步骤S_j，其中n+1≤j≤2n(n＝10)，在图14中从S₁₁开始直至S₂₀。

每个加速步骤S_j都被分配了相关联的旋转角区间

其中如果设置i+j＝n，则第一反转阶段的

简单地对应于第二工作阶段的

螺距参数也保持不变，仅以相反的顺序，即在图5中，对于根据图13的控制曲线的子区段而言螺距参数从右向左从P₁₀经过P₉、P₈直至P₁，直至达到深度值T₀。根据图14，在角度值

之后，假设新的角度值

并且区间

对应于穿入深度区间[T₉,T₈]，螺纹螺距为P₉等等，直至最后一区段

对应于[T₁,T₀]，螺纹螺距为P₁。

随后，在图12的相反方向上，曲线的线性区段从

运行直至

对应于穿入深度T从T₀到T＝0。现在，与图1中的直线的斜率相对应的轴向进给速度在反向运动中又是方向相反的P/360°。由此，工具被反向引导通过在正向运动中生成的螺纹，而在螺纹中不会损坏所生成的螺纹道。因此，反向运动以与正向运动完全相同的方式同步，仅具有相反的旋转方向，使得角度

的值又从角度

向后减小直至

在实施所描述的

的相关值借助于相关联的螺距参数P和P_i从相关性中得出。

因此，可以选择用于攻丝或滚压螺纹的CNC程序，特别是使用G33(特别是G331和G332)路径条件，其中要输入螺纹螺距，并且现在可以给出穿入深度的值的序列或集合，在该序列或集合中切换到新的螺纹螺距参数，其中螺纹螺距参数一直保持到穿入深度的下一个值。

例如，序列可以是：

工作运动：

·在穿入深度T＝0时，选择螺纹螺距参数P，并保持该螺纹螺距参数P直到T＝T₀。设定转速或旋转速度。

·当T＝T₀时，切换到螺纹螺距参数P₁，并保持该螺纹螺距参数P₁直到T＝T₁。

·当T＝T_i时，切换到螺纹螺距参数P_i+1，并保持该螺纹螺距参数P_i+1直到T＝T_i+1，其中对于所有i，1≤i≤n。

·在T＝T_n时，将旋转速度或转速降低到0。

并且优选地，对于

反转运动：

·在T＝T_n时，以设定的转速或旋转速度反转轴向进给运动和旋转运动，并以螺纹螺距参数P_n在相反的方向上再次开始，并保持该参数直到

T＝T_n-1。

·当T＝T_j时，切换到螺纹螺距参数P_j，并保持该螺纹螺距参数P_j直到T＝T_j-1，对所有j作为递减索引，1≤j≤n-1。

·当T＝T₀时，选择螺纹螺距参数P，并保持该螺纹螺距参数P直到T＝0。

即使第二工作阶段中的工作运动和/或第一反转阶段中的反转运动(其特别地对应于线性插值)的这种实施方式，由于其在现有机床程序中的简单实现而具有优势，根据本发明，在所有实施方式中也可以为T和

之间的相关性提供其它相关性或函数或插值或者其组合。

在所描述的线性插值中，线性曲线区段或曲线区段连续地彼此相连，即每个区间的起点

对应于前一个区间的终点，并且在第一个区间中对应于螺纹生成线性曲线的终点

这些连接点也被称为网格点(Stützstelle)。

在所有实施方式或插值中，也可以选择曲线区段来代替线性区段，该曲线区段以连续可微分地方式彼此相连(或：链接，相互连接)。这意味着，不仅每个区间的起点与前一个区间的终点一致，即在区间之间的连接点处连续地过渡，而且曲线区段或其函数在这些连接点中也是可微分的并且其导数具有相同的值。由此，在各个制动步骤或区间中在曲线之间实现了平滑的或连续可微分的过渡，这对于运动过程有利。另外，旋转角

从第一工作阶段中的螺纹生成运动过渡到第二工作阶段中的制动运动AB，或者然后相应地优选也从第一反转阶段过渡到第二反转阶段，优选是连续可微分的，或选择具有相同的螺距。

适用于这种连续可微分的插值的函数的示例是高于1阶的多项式，特别是三阶多项式，例如三次样条函数。这里可以应用样条插值。使用3阶多项式作为样条函数：

其中，在样条插值中常见的边界条件下，例如可以建立直到三阶导数也连续的函数。

此外，也可以使用连续的，特别是严格单调的或单调递减的函数用于制动过程或至少大部分制动步骤S_i，例如指数函数或对数函数。例如，可以应用以下指数函数：

其中，fd是侧壁直径，x是连续的自然数。

特别地，所描述的理论曲线或函数可以通过相应数量的各个NC控制数据组来映射。

在实施所描述的

的相关性或函数的另一实施方式中，旋转角的值

被用作测量的输入参数或通过控制或编程预定的输入参数，并且穿入深度T的相关值借助于螺距参数P和P_i从相关性中得出。

在第三变型中，也可以将时间预设为输入参数，并且旋转角

和穿入深度T(t)的值借助于螺距参数P和P_i根据与时间t的相关性和彼此的相关性得出。

在一个实施方式中，控制或同步可以在开环的调节或控制回路中进行，而无需测量过程变量，即，穿入深度和旋转角。在此，借助于值表或通过根据所存储的公式进行计算，将穿入深度值分配给每个旋转角值，并且相应地操控旋转驱动器和轴向驱动器。

在另一实施例中，也可以测量两个过程变量(穿入深度和旋转角)中的至少一个，并且可以将测量值反馈到控制器中，以便在闭环的控制回路中实现例如根据图12中所示的目标曲线的调节。旋转角

通常在驱动器(特别是驱动主轴)的区域中借助于旋转角传感器或测量与旋转角有明确相关性的物理变量来确定。然而，原则上也可以直接在工具2上测量旋转角。穿入深度T可以通过轴向位置传感器来测量，并且在此通常也可以在驱动器上，特别是驱动主轴上测量，或者在一个特定的实施方式中也可以在工具或工件本身上测量。

在另外的实施方式中，可以在第二工作阶段中附加地进行平整步骤或恒定的循环步骤，在此期间，穿入深度

或者至少不实施沿正向方向的进一步的进给运动。优选地，旋转运动的旋转方向在平整步骤期间保持相同，即不反转。

在一个实施方式中，当在旋转角

处达到最大穿入深度ΔT时，随后步骤S_n的相应的值

保持恒定，直至在折返点UP处的旋转角

即

在另一实施方式中，已经在相应值

的旋转角

下达到最大穿入深度ΔT。现在，随后步骤S_n-1的值

再次减小直至旋转角

即轴向进给方向相反，并且穿入深度减小到值

因此，工具以轻微的反转进给在周向槽中移动。这种沿负T方向远离孔底部的限定的运动可以是有利的，以便在可旋穿性方面进一步改善底切或周向槽。从旋转角

起，随后步骤S_n的相应的值

保持恒定直至折返点UP处的旋转角

即

但是，特别是在已经(基本上)生成了周向槽的情况下，也可以在平整过程中进行工具的相对大的和/或快速的返回运动和/或轴向往复运动，该返回运动和/或轴向往复运动也可以每360°具有一轴向进给，该轴向进给甚至大于螺纹螺距P。因此，在步骤S_n中工具及其攻丝齿在圆形路径或圆柱形路径上无螺距地旋转，或者甚至在步骤S_n-1中以正螺距在工件中再次向外小幅度地旋转。该运动特别地用于使周向槽平整并且清洁工件的表面，尽可能完全地排空所生成的螺纹孔中的切屑材料，并在必要时消除因先前加工力而产生的工件和工具之间的应力。因此，作为制动运动AB的最后步骤的步骤S_n以及倒数第二步骤S_n-1也可以被称为平整步骤。平整步骤S_n的总旋转角

或平整步骤S_n和S_n-1的总旋转角

可以在宽的范围内自由选择，例如介于180°和2000°之间，并且通常会选择为比前一个单调下降区段(过渡区域)的旋转角

或者

大，例如大3倍。在反转运动RB中，在第一反转阶段中例如也可以部分或完全取消平整步骤。

通过根据本发明的措施，可以在过渡到自由切削部(Freischnitt)(周向槽)的过渡部中以及在自由切削部本身中实现有利的运动过程。工具的工作速度可以尽可能高且保持不变(稳定)地运行。机床(包括控制器)可以以高度动态的方式映射运动。此外，在自由切削部或周向槽中可以生成可旋穿(durchschraubbar)的几何形状。

如果考虑机床的传动比，则可以看出物理上在系统中存在质量惯性以及在驱动器和控制系统中存在惯性。为了保持在螺纹以外的速度在底切(即，周向槽)中也较高，特别是通过z轴(变量T)和旋转轴线(变量

)的连续运动路径使机床能够优选以高的路径速度实现该运动。这导致有效的工具齿和工具切削刃的高且稳定的速度。这又有利于均匀的切削加工。

为了对机床进行编程，可以将理论运动路径传输到相应的NC组中。这里可能会出现轻微的偏差或近似(以例如复合的螺旋运动的形式)。

在诸如本申请的螺纹生产工艺的技术实施中，还要确定穿入深度T＝T(t)和旋转角

或转速或频率n＝n(t)与时间t的时间相关性。由此，确定在工件上产生的路径速度v(t)(周向速度、加工速度、进给速度、切削速度)，即轨迹上切线方向上的速度。

根据矢量关系v＝r×ω，路径速度v(t)一方面取决于半径r以及因此取决于螺纹孔直径和旋转速度

并且因此对于较大的半径r在相同的转速n下，路径速度v(t)更大，即例如在M8螺纹(r＝4mm)的情况下的路径速度v(t)大于在M6螺纹(r＝3mm)的情况下的路径速度v(t)。

对于根据本发明的同时进行钻孔和螺纹加工的本申请的工具和工艺，现在设置钻孔区域3和螺纹生成区域4的统一的路径速度v(t)，并且工具和路径速度必须最佳地相互协调。特别地，必须确保以足够的质量生成螺纹孔，同时有足够的工具使用寿命。在此，避免过大的加速度和由此产生的作用于工具的力也是重要的。这对于钻孔区域3特别重要，该钻孔区域在许多初次试验中被破坏甚至被弄断。

因此理想地，在工艺期间应尽可能长地或在尽可能长的时间段内达到或保持至少近似恒定的最大路径速度v_max。这特别适用于制动运动或底切运动AB。

就工具的性能和几何形状而言，工具通常被优化到该最大值v_max。该最大路径速度v_max对应于至少近似恒定的最大转速n_max，然而如已经描述的，该最大转速取决于工具的半径或直径。

根据EMUGE手册第170至177页，应根据工件材料和钻头材料(VHM或HSS)选择不同的切削速度进行钻芯孔，例如：对于指定的麻花钻，在非硬化的钢和铸铁中切削速度为90m/min至100m/min，在铝合金中最高可达150m/min(min表示分钟，即60s)。根据EMUGE手册第282至283页，还应根据工件材料和丝锥材料(VHM或HSS)选择不同的切削速度进行攻丝，例如：对于指定的不同丝锥类型，在非硬化钢中切削速度为40m/min至100m/min，在铸铁中为5m/min至80m/min，以及在铝合金中为10m/min至60m/min。

根据现有技术的这些建议，麻花钻和丝锥在相同材料中的切削速度值有时会有很大差异。然而，在根据本发明的组合式工具中，仅在半径上略有不同的钻孔切削刃和攻丝齿的切削速度或路径速度必须实际上相同。此外，EMUGE手册的丝锥和麻花钻的几何形状不能转移到根据本发明的组合式工具和工艺上，因为组合式工具的钻孔区域3和螺纹生成区域4的轴向长度必须选择得比根据EMUGE手册的单个工具明显更短。否则，由于集成的钻孔工艺和集成的底切工艺，将没有足够的轴向长度留给实际的螺纹。这些轴向缩短的钻孔区域和攻丝区域也可以在根据DE 10 2016 008 478A1的已知的攻丝工具中了解到。

因此，必须为上述组合式工具和相关螺纹孔生成工艺的优化找到良好合适的路径速度。在此，一方面需要尽可能高的加工速度或尽可能低的周期时间，另一方面又必须能够由工具和控制器控制速度，即必须在经济和技术要求之间找到折衷作为优化。

发明人进行了试验和研究，并在具有现代高质量机床程序控制西门子840D的现代高质量生产机床GROB G552中使用了基本上根据图1构造的具有著名工具制造商EMUGE的质量的各种工具原型。

经过发明人的广泛试验和研究，最终发现路径速度v_max的值为57m/min至189m/min的值区间，特别是85m/min至132m/min的值区间是特别有利的，特别是在铝材料中如此。从这些路径速度范围中，针对最大转速大致导出以下以U/min(1/min＝1/60Hz)为单位的优选的转速范围。

在M6螺纹(直径6mm)的情况下，工具的最大转速n_max介于3000U/min和10000U/min之间，优选地介于4500U/min和7000U/min之间。在另一螺纹直径的情况下，转速或转速范围根据6mm与该另一螺纹直径的比而变化，即例如在M8而不是M6的情况下，变化的系数为6/8＝0.75。因此，在M8螺纹(直径8mm)的情况下，工具的最大转速n_max例如介于2250U/min和7500U/min之间，优选介于3375U/min和5250U/min之间。

如前所述，从技术上讲主要的设定目标或工艺条件不仅是在螺纹生成期间(即在具有工作运动VB的第一工作阶段期间)，而且特别是在底切运动期间(即在具有制动运动AB的第二工作阶段期间)，是尽可能长的持续时间，以达到或保持期望的路径速度，从而达到或保持尽可能恒定的最大转速。换句话说，这意味着在工作运动(包括第二工作阶段(底切运动))期间的尽可能长的时间段内，应确保在转速n(t)的与时间相关的函数中有最大转速的尽可能长的平台期。因此，该过程可以尽可能长时间地以对于工具而言最佳的最大转速运行，并且可以避免作用于工具的过高的力和加速度。

此外，在另一设定目标或工艺条件中，进入工件时在预定的安全距离下应已经达到最大转速。

现在出人意料地发现，在所提到的4000U/min至6000U/min的优选的最大转速下，特别是对于M6和M8而言，即使利用这种高端机床设备在底切运动中也不能实现恒定的最大转速，因此也不能实现恒定的最大路径速度，这导致了使用寿命缩短，有时甚至导致工具断裂。轮廓误差(Schleppfehler)(即轴位置的额定值与实际值之间的偏移量)在机床中随着转速的增加而变大。可以通过提高Kv系数来抵消该误差，Kv系数表示轮廓误差闭合的速度。然而，Kv系数的增加是有限制的，否则机床的调节系统将变得不稳定、出现超调、以及机床开始振动。

在一种实施方式中，本发明基于以下考虑：在机床的主轴和工具之间中间连接或布置有传动单元，该传动单元以至少1:3的预定传动比将作为驱动器或驱动轴的机床主轴的转速转换为带有工具的从动件或从动轴上的更高的转速，进而转换为工具本身的更高的转速。在此，机床主轴上的转速等于传动比与工具转速的乘积。通过该措施，出人意料地不仅在第一工作阶段(螺纹生成)期间而且在第二工作阶段(底切或环槽生成)期间都能够实现具有最大转速的充分的转速平台期。

传动比一般选择成介于1:3和1:10之间，特别是介于1:4和1:8之间，优选是介于1:4和1:5之间。事实证明，较高的传动比并没有带来显著的进一步改进。

如果机床控制器即使没有传动单元同样也实现所述目标，则这样的实施方案同样落入本发明的实现及其保护范围之内。

在根据图15和图16的实施例中，具有和没有传动单元的区别显著可见。在图17中示出了所使用的传动单元的实施例。

根据本发明，图15的螺纹生成周期实施有机床的机床驱动器或主轴与工具之间的传动单元。传动单元的传动比对应于驱动器(在此为机床驱动器或机床主轴)的转速或旋转速度与从动件(在此为工具2或其工具保持器)的转速或旋转速度的比，该比被选择为小于1，即转动速度变快。在图16所示的示例中，通过使用申请人的根据本发明修改的

选择了传动比约为4.4的传动单元。主轴的最大转速设置为1020 1/min＝17 1/s＝17Hz，对应于工具的转速为4500 1/min＝75 1/s＝75Hz。

图16的螺纹生成周期实施为没有机床的机床主轴与工具之间的传动单元，也就是说，主轴的转速与工具的转速相对应。主轴的最大转速设置为4500 1/min＝75 1/s＝75Hz。

在图15和图16中，一方面示出了根据经验测定的穿入深度T＝T(t)或z轴坐标以及转速n＝n(t)在进入点EP和折返点UP之间以及又重新返回的整个螺纹生成周期内随时间t变化的时间相关性或控制。穿入深度

作为时间t的函数基于所选择的相关性

得出，该相关性

已经详细描述过。转速n(t)与角速度

相关联，该角速度对应于旋转角

的旋转角一阶时间导数，如下

角速度ω或转速n(t)和轴向速度v(t)再次同步，特别根据图12所示的实施方式。

作为转速n(t)，在图15中绘制了时间上的两个不同的转速，一方面是工具2的转速n_W(t)，另一方面是机床主轴的转速n_S(t)。

这两个转速n_W(t)和n_S(t)通过传动单元的传动比彼此建立联系，

I＝n_S(t)/n_W(t)

即驱动转速n_S(t)与从动转速n_W(t)的商。传动比I通常选择为小于1/3或1:3，在当前图16的实施例中，传动单元的传动比I大约为I＝1/4.4。

另一方面，在图16中，仅绘制了一个随时间的转速作为转速n(t)，即工具2的转速n_W(t)，因为由于缺少传动单元，工具2的转速n_W(t)和机床主轴的转速n_S(t)是相等的，即n_S(t)＝n_W(t)。

在图15和图16中，在时间t的时间轴上绘制了十一个时间点t₀至t₁₀。

最早的时间点t₀对应于进入点EP处的螺纹生成周期的开始。进入点EP位于工件表面上的T(t₀)处，并且与T＝0mm之间间隔有安全距离，在此例如是-2mm，在该安全距离处开始沿z轴运动。在时间点t₀开始工作运动VB的第一工作阶段，在该第一工作阶段中生成螺纹。在这里，穿入深度T(t)与旋转角

或转速n(t)通过螺纹螺距同步，如在图12中示出的那样。例如图5和图6落入该时间区间中，其中螺纹生成区域4生成螺纹道50。

在时间点t₂，第一工作阶段结束并且过渡到第二工作阶段，即底切运动或制动运动AB。在此，在T(t₂)处达到螺纹深度T_G，该螺纹深度在当前示例中例如约为11mm。

在时间点t₂和时间点t₅之间的第二工作阶段中，进行制动运动或底切运动AB，该制动运动或底切运动AB在折返点UP处结束。穿入深度T(t)增加了穿入深度范围ΔT＝T(t₅)-T(t₂)(增加明显变慢)直至在折返点UP处的下限值T(t₅)(在量值上)，该下限值在所示的示例中为-14mm。在这里达到螺纹孔深度T_L。因此，从时间点t₂开始直至对应于折返点UP的时间点t₅，进行制动过程或用于生成周向槽或底切的底切运动，特别是图1和图10中的53以及图11中的51和52，特别是根据图12和图13的制动运动AB和/或具有根据本发明的在穿入深度

与旋转角

(不要与图15和图16中的曲线T(t)混淆)之间的预定相关性的制动运动。在制动过程期间，在根据图12的实施方式中，穿入深度改变了ΔT并且旋转角改变了

具体地，可以通过编程的螺纹指令G331以0.9mm-0.05mm的螺纹螺距范围(螺纹本身具有P＝1mm)再次设置间距分别为0.1mm的螺纹螺距P_i的变化。机床内部例程通常将输入的命令插值成每个轴的连续曲线。由于螺距在底切运动中减小，特别是钻孔底部中的切屑根减小，直至该切屑根对反向运动不再构成障碍。

在折返点UP处，穿入深度T(t)达到其最深且在量值上最大的值T_L，并且旋转角

同样达到其最大或最远的值

轴向速度v(t)＝dT/dt和转速

在折返点UP处瞬时值分别为零，也就是说，工具2在此瞬时停止，例如在图7中示出的那样。

从时间点t₅处的折返点UP开始，工具2的反转运动RB开始，该反转运动又分为具有加速运动BB的位于时间点t₅和t₈之间的第一反转阶段和位于时间点t₈和t₁₀之间的第二反转阶段。在时间点t₁₀再次到达工件表面并且T(t₁₀)＝T(t₀)，在本示例中为-2mm。在图15和图16中所示的实施例中，在不限制一般性的情况下，进给运动VB和反转运动RB的控制基本上相对于折返点UP对称，即穿入深度T＝T(t)的曲线图相对于延伸穿过折返点UP的时间点t₅的垂直对称轴基本上轴向对称或镜像对称，并且转速n_W(t)和n_S(t)的曲线基本上分别相对于折返点UP处的点(t₅，0)点对称。

在图15和图16的实施例中，选择穿入深度

与旋转角

随着根据图12以及图13和图14的底切运动AB中变化的螺纹螺距参数的相关性或同步性。

如在图15和图16中可以立即看到的，尽管在机床控制器中编程的工具上的最大转速n_max理论上是相同的，在此为4500U/min，但转速n_W(t)的实际时间曲线显著不同。这将在下文中更详细地解释。

在根据本发明的具有根据图15的传动单元的实施方案中，机床控制器根据预定的最大旋转加速度从T＝0mm的时间点起提高转速n_W(t)，并且在进入点EP的时间点t₀前不久已经达到机床主轴的转速的最大值n_s.max和工具的转速的相应传动的最大值。现在，工具的转速的该最大值达到或对应于工具的理论上编程的最大转速n_max，在此为完全的4500U/min，对应于主轴的n_s.max＝I_nmax＝1020U/min。

现在，该最大转速n_max在具有时间点t₀和t₁之间的时间间隔Δt₁的平台期内保持恒定，即在间隔长度Δt₁的t₀和t₁之间的时间间隔中，n_W(t)＝n_max或相应的n_S(t)＝n_S,max。

在时间点t₄，转速n_W(t)又减小直到最小转速n_min下的局部最小值，这已经处于制动运动AB之内，即在时间点t₂之后不久。

最大转速n_max和最小转速n_min之间的转速差用Δn表示，即Δn＝n_max-n_min并且不应超过0.8n_max。Δn取决于所使用的机床和机床控制器。

现在，在由于控制底切运动而达到最小转速n_min之后，转速n_W(t)立即又上升并且在时间点t₃又第二次达到最大转速n_max，该最大转速在具有时间点t₃和t₄之间的时间间隔Δt₃的第二平台期内保持恒定，即n_W(t)＝n_max或相应地在间隔长度Δt₃的t₃和t₄之间的时间间隔中n_S(t)＝n_S,max。

在传动比I的其他值中，特别是在I＝3至8的值范围中，并且在最大转速n_max的其他值中，特别是在3000至10000U/min的值范围中，甚至在不同的组合中，转速n_W(t)的时间曲线本质上是一样的。特别地，中间时间间隔为Δt₂的两个平台期Δt₁和Δt₃也会出现。

第二平台期的间隔长度Δt₃的绝对值取决于传动比I和最大转速n_max，也取决于机床控制器。特别地，第二平台期的间隔长度Δt₃可以选择在0.01s至0.25s的范围内，特别是在0.02s至0.13s的范围内。

从时间点t₄起，转速n_W(t)在时间点t₅的折返点UP处减小到0。

时间点t₁和t₃之间的中间时间间隔Δt₂(位于两个平台期(即最大转速n_max的时间段Δt₁和Δt₃)之间)也与机床相关，并且通常不应避免，但应保持尽可能短。

特别地，对于不同传动比I和最大转速n_max，中间时间间隔Δt₂的间隔长度的绝对值介于0.05s和0.15s之间，优选地介于0.06s和0.10s之间，因此通常不像在Δt₃中那样变化那么大。

这里感兴趣的是平台期之间的时间间隔Δt₂与第二平台期的时间间隔Δt₃的比Δt₂/Δt₃，因为第一平台期的时间间隔Δt₂也取决于螺纹长度。通常，对于不同的传动比I和最大转速n_max，比Δt₂/Δt₃在0.3至3.4的范围内，特别是在0.5至2.4的范围内。

如图15所示，转速n_W(t)在时间点t₁和t₅之间的工作运动期间的曲线在时间点t₅和t₁₀之间的反转运动中以在折返点UP处点镜像的方式重复，在该反转运动中具有最大转速n_max的两个平台期，即时间点t₆和t₇之间的平台期Δt₃和时间点t₉和t₁₀之间的平台期Δt₁以及位于其间的在时间点t₇和t₉之间具有量值上的转速最小值n_min的较低转速的区域。

在根据图16的没有传动单元的实施方案中，机床控制器根据预定的最大旋转加速度从T＝0mm的时间点起提高转速n_W(t)，经过进入点EP的时间点t₀直至时间点t₁，直到在该时间点t₁处达到局部和全局最大值，但没有平台期，即没有转速保持在其最大值的时间间隔。相反，转速n_W(t)的最大值立即又离开，即转速n_W(t)从时间点t₁起又立即下降。此外，转速n_W(t)的实际达到的最大值低于编程的最大转速n_max。

在时间点t₃，转速n_W(t)达到局部最小值n_min，该局部最小值已经处于制动运动AB内，即在时间点t₂之后不久。现在，由于控制底切运动，转速n_W(t)再次上升并且在时间点t₄处达到第二局部最大值，并且此后在时间点t₅在折返点UP处才下降至0。在时间点t₄的最大值小于时间点t₁的最大值，而且呈点状，即这里也没有形成转速恒定的平台期。

转速n_W(t)在时间点t₁和t₅之间的工作运动期间的曲线在时间点t₅和t₁₀之间的反转运动中以在折返点UP处点镜像的方式重复，在时间点t₆和t₉处有两个量值最大值并且在时间点t₈处具有位于其间的量值最小值n_min。在反转运动中也未达到量值最大转速n_max，并且未设定期望的转速平台期。

在两个实施例中，转速的上升沿或坡度通常通过机床主轴的最大旋转加速度限制或确定。

在如根据图15的具有传动单元的实施例中，与如根据图16的没有传动单元的实施方案相比，发现了螺纹质量、机床磨损、工具负载以及由此可能还有工具使用寿命的方面的改进。

现在，在图17中示出了根据本发明的第一实施方式的工具联接装置。所示的实施例是通过修改申请人的

卡盘或例如在EP 2 361 712 A1中公开的卡盘而创建的。与已知的卡盘不同，刚性联接在没有借助弹性体进行长度补偿的情况下实现，以便不危及在折返点UP附近执行的控制步骤的精度。

工具联接装置被设置用于将工具2联接到驱动单元上，特别是联接到机床的机床主轴上，并且包括从动轴12、壳体100、驱动轴107和适配器91以及在驱动轴107和从动轴12之间的传动单元16，该适配器可以与未示出的机床主轴或(旋转)驱动单元联接。

工具2保持在夹持卡头10中，该夹持卡头又保持在从动轴(或：夹头)12的构造在一侧上的容纳部中。为了保持工具2，夹持卡头10借助于拧到从动轴12的螺纹上的锁紧螺母11被向内挤压或夹紧。当然，也可以提供另一种保持装置，例如快速更换式插入件或收缩卡盘(Schrumpffutter)代替夹持卡头。

从动轴12在用于夹持卡头10的容纳部之后，作为连贯的或一件式的主体进一步穿过壳体100的开口延伸到壳体100中，直至驱动轴107的布置在壳体100内部的近似环形的容纳区域117的内部空间中。驱动轴107除了容纳区域117之外还包括空心轴127，空心轴127朝向容纳区域117扩宽并且与容纳区域117可拆卸地连接，例如通过连接螺钉，可以看到其中一个附图标记为67的连接螺钉。在从动轴12的空心轴127的端部处可拆卸地固定有适配器91，该适配器具有用于容纳和联接机床的未示出的机床主轴(或：驱动单元)的容纳室92。适配器91可以适配机床主轴的各种形状。通过该具有可更换的适配器91的模块化系统，联接装置可以通过使用不同的适配器联接到不同的机床主轴上。壳体100中的两个开口通过在驱动轴12或从动轴107周围带有密封件的封闭件来封闭。

从动轴12连同通过夹持卡头10以抗旋转的方式保持在其上的工具2以及带有适配器91的驱动轴107分别可以在正向旋转方向VD(或未示出的反向旋转方向)上围绕中心轴线ZA旋转。机床主轴以及因此与其抗旋转地联接的适配器91和具有容纳区域117的驱动轴107现在分别以机床主轴的驱动转速或机床转速n_S转动，并且从动轴12连同通过夹持卡头10抗旋转地保持在其上的工具2分别以从动转速或工具转速n_W围绕中心轴线ZA转动。

现在，布置在壳体100内的传动单元16连接在驱动轴107和从动轴12之间。在旋转方向相同的情况下，传动单元16根据传动单元16的传动比I将机床转速n_S转换成工具转速n_W。在图17所示的实施例中，传动单元16构造有传动机构，特别是行星传动机构。传动单元16的传动机构包括中央齿轮64、在壳体100上的具有内齿部68的外传动环108以及布置在齿轮64和内齿部68之间的分别利用其外齿部啮合到内齿轮64的外齿部中和啮合到内齿部68中的中间齿轮，例如三个齿轮(其中两个齿轮61和62在图17中可见)。中央齿轮64布置在壳体100的中间区域中并且与从动轴12抗旋转地连接。齿轮61和62通过相关联的轴销可转动地支承在驱动轴107的容纳区域117上，其中仅可见用于齿轮61的轴销65。传动机构中的齿部确定传动比I。但也可以设置用于传动单元16的另一传动机构代替这种行星传动机构，例如摩擦传动机构或其他齿轮传动机构。

因此，从动轴12优选作为一件式的刚性主体延伸穿过传动单元16的传动机构，并且现在在两侧分别通过滚动轴承(特别是滚珠轴承)可转动地支承，即通过滚动轴承96B在朝向工具2的一侧相对于壳体100或在壳体100中可转动地支承，并且在朝向适配器91的另一侧上通过滚动轴承96A相对于驱动轴107或在驱动轴107中可转动地支承。由此，实现了具有对于根据本发明的工艺有利的优异的旋转特性的非常刚性和稳定的结构。驱动轴107优选在其容纳区域117中在两侧上并且相对靠近传动单元16的传动机构分别借助于在朝向适配器91的一侧上的另外的滚动轴承97A和在朝向工具2的一侧上的滚动轴承97B可转动地支承在壳体100处或壳体中。

为了吸收由传动单元16的传动机构由于作用＝反作用(actio＝reactio)而生成的转矩，提供了上文图17所示的与壳体100固定连接的转矩吸收或转矩固定装置。在沿着平行于中心轴线ZA的轴线B的轴向布置中，旋转固定单元9包括固定螺栓103和连接部件104，该固定螺栓103在引导部件118中被引导，该连接部件104用于连接至非旋转的固定参考系统，例如机床框架或机床壳体。在所示的非连接状态下，连接部件104是自由的，并且被支撑在与壳体100连接的引导部件118上的弹簧119沿着轴线B向前挤压。由此，锁定元件105接入到驱动轴107上的空心轴127外侧的外部环106中的锁定容纳部(锁定槽)109中。在引导部件118的端部上的卡环129形成抵抗弹簧119的弹簧力的固定件。另外，在未示出的连接状态下，连接部件104沿着轴线B向后抵压弹簧119，并且锁定元件105移出锁定容纳部109，由此准备好操作。

此外，存在内部的冷却剂和/或润滑剂供应系统，该冷却剂和/或润滑剂供应系统沿着中心轴线ZA从适配器91穿过转移管99延伸到从动轴中的内部通道13中直至工具2。

优选地，根据本发明的工具联接装置的实施方式被设置用于根据本发明的工具和根据本发明的方法，但也可以与此无关地用于其他的转动的工具或方法。

图18和图19示出了攻丝和拉削齿8的实施例，其可以用作根据本发明的工具2的最后的攻丝齿或在最尾部的攻丝齿。

攻丝和拉削齿8以第一功能或主功能设置，用于完全生成或完成或再加工螺纹道或螺纹道的螺纹轮廓。为此，攻丝和拉削齿8在其沿进给方向或正向方向或沿螺旋方向W观察布置在前方的前侧区域上包括螺纹切削刃85，该螺纹切削刃具有攻丝齿轮廓GP，该攻丝齿轮廓具有攻丝齿轮廓头部K、前攻丝齿轮廓侧壁F1和后攻丝齿轮廓侧壁F2。在所示的实施例中，攻丝齿轮廓GP是梯形的。然而，利用该工具在所有实施方式中可以呈现和生成任意的，特别是所有已知的螺纹轮廓。在实施方式中，整个攻丝齿轮廓GP以切削方式生成，因此螺纹切削刃85形成整个螺纹轮廓。在未示出的实施方式中，攻丝和拉削齿8也可以在螺纹生成时仅以成形或非切屑方式仅利用至少一个开槽元件工作。

在实施方式中，例如如图18中所示，螺纹轮廓GP的通常下部部分以切削方式生成，因此螺纹切削刃85形成螺纹轮廓的该部分，并且其余的螺纹轮廓通过压入或开槽非切屑地生成。为此，攻丝和拉削齿8在这样的实施方式中在螺纹切削刃85后面在齿背处包括开槽区域，该开槽区域从螺纹切削刃85开始向外增大，例如呈特别平坦的开槽面84的形式向外增大，该开槽面在一开槽斜率下升高直至特别是平坦的或位于圆柱面上的齿脊83。该齿脊83形成用于该螺纹开槽区域的校准区域并且优选地形成最终的攻丝齿轮廓头部K'或形成工件中的螺纹道的最终的螺纹底部。齿脊83的攻丝齿轮廓头部K'的宽度小于螺纹切削刃85的攻丝齿轮廓头部K的宽度，攻丝齿轮廓侧壁F1和F2通过开槽面延伸至攻丝齿轮廓头部K'。所生成的攻丝齿轮廓GP'在螺纹开槽面84的端部处或在螺纹开槽面84与齿脊83之间的过渡区域处实现。

在任何情况下，在攻丝和拉削齿8的前侧区域中都设置有攻丝齿元件，该攻丝齿元件重现攻丝齿轮廓GP，无论是单独通过螺纹切削刃85，通过螺纹切削刃85与螺纹开槽面84的组合，还是单独通过开槽元件。

此外，攻丝和拉削齿8也在第二功能中设置为拉削齿或用于在第二反转阶段中在反向运动RB期间并且也在第一反转阶段中拉削位于已经生成的螺纹道或环槽中的切屑或切屑根或其它残留物。为此目的，攻丝和拉削齿8在其沿进给方向或前向方向VB或沿螺旋方向W观察布置在后方的后侧区域上具有拉削刃86，该拉削刃具有拉削轮廓RP，该拉削轮廓具有拉削轮廓头部RK、前拉削轮廓侧壁RF1和后拉削轮廓侧壁RF2。特别地，拉削轮廓RP可以与攻丝齿轮廓GP相对应或者相同或至少相似。利用拉削刃86将位于螺纹道中或环槽中的异物，特别是切屑或切屑根分开或分离。

例如根据图19，通过拉削面88附加地实现拉削功能，该拉削面从拉削刃86从其拉削轮廓头部RK上升到齿脊83，类似于从螺纹切削刃75上升到齿脊83，直到具有拉削轮廓头部RK'的拉削轮廓RP'的开槽面74。拉削面88将切屑根或类似物的剩余部分压入工件表面中和/或使工件表面平滑，特别是在螺纹道中，并且也可以用于使工具运动时稳定。

拉削刃86单独地或也与拉削面88结合，在攻丝和拉削齿8的后侧或后向区域(即，在反转运动中形成螺纹道中的首先进入的区域的区域)中形成拉削元件。拉削元件86或86和88形成拉削轮廓RP作为共同的有效轮廓，该拉削轮廓优选地对应于所生成的螺纹的螺纹轮廓，从而在拉削过程中不产生中间间隙。

现在，攻丝和拉削齿8的齿侧壁81和82特别这样设计，特别是利用砂轮磨削，使得该攻丝和拉削齿至少主要地或完全地或在其整个长度上沿着相关的前攻丝齿侧壁包络G1或后攻丝齿侧壁包络G2或在没有自由面或后角的情况下延伸。

优选地，齿脊83也不具有自由面。由此，攻丝和拉削齿8在反转运动或反向运动时在没有中间间隙的情况下移动通过所生成的螺纹道，并且优化了拉削功能，因为没有切屑或残留物会夹到这样的中间间隙中，并且在工件表面上的残留物(例如，切屑根)可以被完全压入到该工件表面中。

攻丝和拉削齿8具有完整的攻丝齿轮廓和完整的拉削齿轮廓的设计方案也能够实现两个功能的分离，使得拉削元件在正向运动时尽可能不工作。在前侧和后侧上的成型斜边(即开槽面84和拉削面88)也稳定了切削角和切削边，以防止夹屑中的断裂，并且也防止对后侧壁的压力以防止崩裂，对后侧壁的压力在制动区域中由于沿z方向的较小的编程进给而产生。原则上，对于这种“完全的”拉削，仅一个没有自由面的实心型材就足够了，并且仍可以区段式地在齿侧壁81和82上设置自由面或内间隙(Freischliffe)，以便减小攻丝和拉削齿8的摩擦。

在根据图1的具有两个攻丝齿41和42的工具中，攻丝和拉削齿8优选地用作后攻丝齿42。

在具有这种攻丝和拉削齿的工具2中发现，该攻丝和拉削齿在制动时会产生压力并且由此减小钻孔力。通过传动单元，特别是改进的SpeedSynchro，结合根据本发明的工艺，拉削齿的这种以不利的方式抵消钻孔力的力被减小。

另一方面，工具2的前攻丝齿41，特别是根据图1的前攻丝齿或通常更靠前的攻丝齿应产生尽可能小的摩擦，优选也在底切运动期间，因此优选在两个方向上释放摩擦。因此，前攻丝齿(特别是41)可以以其前侧壁自由面相对于沿着或平行于螺旋线并且穿过前攻丝齿轮廓侧壁延伸的前攻丝齿侧壁包络向后分开或偏移，并且以其后侧壁自由面相对于后横向平面向前偏移或分开，该后横向平面垂直于工具轴线A指向并延伸穿过后攻丝齿轮廓侧壁的最后点并且相对于螺纹的螺旋线倾斜一螺纹螺距角。由此，前攻丝齿41的侧壁区域即使在底切运动期间也不会与工件表面发生摩擦。

根据本发明的措施主要结合具有钻孔区域的组合式工具来描述，但是这些措施在使用无钻孔区域的纯螺纹工具进行底切运动的工艺中也是有利的，在该工艺中螺纹生成区域生成环槽或底切。

参考标记列表

2 工具

3 钻孔区域

4 螺纹生成区域

5 螺纹孔

6 工件

8 攻丝和拉削齿

9 旋转固定单元

10 夹持卡头

11 锁紧螺母

12 从动轴(或：夹头)

13 内部通道

16 传动单元

20 工作区域

21 工具柄部

25 分离槽

31，32 钻孔(主)切削刃

33 钻头尖端

41，42 螺纹(生成)齿

50 螺纹道

51，52，53 周向槽

55 螺纹轮廓

56 钻孔子区域

60 工件表面

61，62，63，64 齿轮

65 轴销

67 连接螺钉

68 内齿部

74 开槽面

75 螺纹切削刃

81，82 齿侧壁

83 齿脊

84 螺纹开槽面

85 螺纹切削刃

86 拉削刃

88 拉削面

90 机床转动件(或：驱动轴，轴杆)

91 适配器

92 容纳室

96A，96B 轴承

97A，97B 轴承

99 转移管

100 壳体

101 侧壳体

102 罩

103 固定螺栓

104 连接部件

105 锁定元件

106 外部元件

107 驱动轴

108 传动环

109 锁定容纳部

111 止挡面

112 突出部

113 止挡面

117 容纳区域

118 引导部件

119 弹簧

127 空心轴

129 卡环

旋转角

旋转角范围

最大旋转角范围

T 穿入深度范围/最大穿入深度

a 槽长度

A 工具轴线

AB 制动运动

b 螺纹间隙

B 轴线

BB 加速运动

c 螺纹有效轮廓的螺纹宽度/螺纹轮廓宽度

D 螺纹外径

d 芯孔直径

d' 外径

EP 进入点

F1，F2 攻丝齿轮廓侧壁

GP，GP' 攻丝齿轮廓

K，K' 攻丝齿轮廓头部

M 螺纹中心轴线

n 转速

n_max 最大转速

n_S 主轴转速

n_W 工具转速

P 螺纹螺距

P₁至P₁₀ 螺距参数/螺距值

RB 反转/反向运动

RD 反向旋转方向

RF1，RF2 拉削轮廓侧壁

RK，RK' 拉削轮廓头部

RP，RP' 拉削轮廓

S_i，S₁至S₁₀ 制动步骤

T 穿入深度/轴向进给

T_G 螺纹深度/螺纹长度

T_L 螺纹孔的总深度/孔深/轴向尺寸

T_max 最大穿入深度

UP 折返点

VB 正向运动

VD 正向旋转方向

W 螺旋方向

ZA 中心轴线。

Claims

1.一种用于在工件中生成具有预定螺纹螺距的螺纹的方法，

a)在所述方法中，使用用于生成螺纹的工具，

a1)其中，所述工具包括至少一个螺纹生成区域(4)，

a2)其中，所述螺纹生成区域(4)以待生成的螺纹(50)的预定螺纹螺距(P)和预定螺旋方向(W)围绕穿过所述工具的工具轴线(A)延伸，

b)其中，所述工具在第一工作阶段期间在工作运动中运动到所述工件中，

b1)其中，所述工作运动包括以预定旋转方向围绕所述工具的所述工具轴线(A)的旋转运动和根据所述螺纹生成区域的所述螺纹螺距与所述旋转运动同步的、所述工具在相对于所述工具轴线轴向的轴向正向方向(VB)上的轴向进给运动，使得所述工具围绕所述工具轴线的一整圈旋转对应于所述工具按所述预定螺纹螺距的轴向进给，

b2)其中，所述螺纹生成区域在所述第一工作阶段期间在所述工作运动中在所述工件中生成以所述预定螺纹螺距延伸的螺纹道，

c)其中，所述工具在所述第一工作阶段之后的第二工作阶段期间在制动运动(AB)中继续在所述工件中运动直至折返点(UP)，

c1)其中，所述工具关于一整圈旋转的所述轴向进给至少在部分制动运动期间，优选在整个制动运动期间在量值上小于所述螺纹螺距，并且在所述折返点处为零，并且

c2)其中，所述工具的所述螺纹生成区域在所述制动运动期间在所述工件中生成至少一个特别是闭合的或环形的周向槽(51，52，53)，

d)其中，在所述工作运动期间，所述工具的旋转运动的转速在其时间曲线中经过第一平台期，在所述第一平台期中，所述转速恒定地保持在预定的最大转速(n_max)上，并且

e)其中，在所述制动运动期间，所述工具的旋转运动的实际转速在其时间曲线中经过第二平台期，在所述第二平台期中，所述转速恒定地保持在同一预定的最大转速(n_max)上，

f)其中，所述工具的旋转运动的所述预定的最大转速被选择成使得在所述螺纹生成区域处实现至少57m/min，特别是至少85m/min的路径速度，这在螺纹直径为6mm时对应于至少3000U/min，特别是至少4500U/min的最大转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一平台期的时间间隔(Δt₁)与所述第二平台期的时间间隔(Δt₃)之间存在中间时间间隔(Δt₂)，在所述中间时间间隔中，所述转速下降到所述最大转速以下。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述中间时间间隔(Δt₂)的间隔长度与所述第二平台期的时间间隔(Δt₃)的间隔长度的比(Δt₂/Δt₃)在0.5至2.4的范围内。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其中，所述第二平台期的间隔长度(Δt₃)选择在0.01s至0.25s的范围内，特别是0.02s至0.13s的范围内，和/或其中，所述中间时间间隔(Δt₂)的间隔长度选择在0.05s至0.15s之间，特别是0.06s至0.10s之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述螺纹生成区域处达到的最大路径速度处于57m/min至189m/min的范围内，特别是处于85m/min至132m/min的范围内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述第一工作阶段或所述工作运动开始时或者在所述工具在所述工件中的进入点处已经达到所述最大转速。

7.一种用于在工件中生成具有预定螺纹螺距的螺纹的方法，特别是根据前述权利要求中任一项所述的方法，

a)其中，使用用于生成螺纹的工具，

a1)其中，所述工具包括至少一个螺纹生成区域(4)，

a2)其中，所述螺纹生成区域(4)以待生成的螺纹(50)的预定的螺纹螺距(P)和预定螺旋方向(W)围绕延伸穿过所述工具的工具轴线(A)延伸，

d)其中，在所述工作运动中和在所述制动运动中，所述工具由机床驱动器驱动，并且在所述机床驱动器和所述工具之间连接(或：联接)有用于所述旋转运动的具有预定的或可预定的传动比的传动单元，特别是齿轮传动机构单元，

e)其中，所述传动比对应于所述机床驱动器的转速与工具的转速的商，并且最大为1:3，

f)其中，在所述机床驱动器的编程中，对所述机床驱动器的旋转运动的最大转速进行编程，所述最大转速对应于所述传动比和所述工具的旋转运动的预定的最大转速的乘积。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述传动比通常选择在1:3和1:10之间，特别是在1:4和1:8之间，优选在1:4和1:5之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述螺纹生成区域具有与待生成的螺纹的螺纹轮廓相对应的有效轮廓，和/或其中，所述螺纹生成区域具有至少一个攻丝齿(41，42，8)，优选地具有两个攻丝齿，其中，所述攻丝齿或至少一个攻丝齿在所述制动运动期间在所述工件中生成至少一个环槽或周向槽，特别是闭合的或环形的环槽或周向槽，

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在至少大部分的第二工作阶段期间或在整个第二工作阶段期间，所述工具沿与在所述第一工作阶段中的工作运动相同的正向方向运动，和/或其中，所述制动运动包括具有与在所述工作运动中相同的旋转方向的旋转运动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述旋转运动在所述折返点处的转速为零，和/或其中，在所述制动运动期间所述工具的总轴向进给或相加的轴向进给被选择在所述螺纹螺距的0.1倍至2倍之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，在所述制动运动期间，根据所述工具的轴向进给和所述旋转角之间的预先存储的明确相关性，特别是函数或函数序列，根据所述工具的旋转运动的旋转角控制所述轴向进给运动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述制动运动期间，在多个连续的制动步骤中选择或设定所述工具的轴向进给和所述旋转角之间彼此不同的相关性，特别是函数。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在多个制动步骤期间，针对所述轴向穿入深度或所述轴向进给选择所述旋转角的线性函数，和/或其中，所述螺距，即轴向穿入深度或轴向进给根据旋转角的导数，在每个制动步骤中被设定为恒定的，并且所述螺距被设定为从一个制动步骤到随后的制动步骤在量值上是减小的。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，针对工作运动应用用于螺纹工艺的NC控制，例如G33路径条件，以及螺纹的螺纹螺距，并且在多个制动步骤中同样使用优选相同的用于螺纹工艺的NC控制，例如，G33路径条件，以及相应恒定的螺距作为螺纹螺距参数。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，在多个制动步骤期间，所述轴向穿入深度或所述轴向进给是所述旋转角的样条函数，特别是立方样条函数，和/或其中，连续的制动步骤的不同函数是连续的，并且在可微分函数的情况下优选是连续可微分的。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，特别是在平整步骤期间，在所述制动运动期间的所述轴向进给在旋转角子间隔中为零，和/或在旋转角子间隔中沿与所述工作运动的正向方向相反的反向方向进行所述轴向进给。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在到达所述折返点之后开始所述工具的反转运动，通过所述反转运动将所述工具从所述工件中移出，其中，所述反转运动首先包括第一反转阶段，通过所述第一反转阶段将所述工具的所述螺纹生成区域引导回到所生成的螺纹的螺纹道中，然后是第二反转阶段，在所述第二反转阶段期间，将所述螺纹生成区域穿过所述螺纹道从所述工件向外引导，其中优选地，所述反转运动以相对于所述工作运动和制动运动对称的运动曲线执行，所述运动曲线具有相反的旋转方向和相反的进给，和/或其中优选地，由预先存储的所述工具的轴向进给和所述旋转角之间的明确相关性，特别是函数或函数序列，控制所述第一反转阶段中的反转运动，所述第一反转阶段中的反转运动在量值上与所述第二工作阶段期间的所述制动运动相同，仅在所述旋转方向和进给方向上相反，如有必要则省略或缩短所述平整步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，攻丝和拉削齿(8)在所述反转运动期间在所述螺纹之前或从所述螺纹中清除异物，特别是切屑或切屑根，并且特别地也能够使工件表面，特别是在螺纹中的工件表面平滑，和/或特别地在拉削过程中与螺纹道内壁不会产生中间间隙。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

a)所述工具还包括至少一个钻孔区域(3)，并且

b)其中，在所述第一工作阶段中的工作运动期间，所述工具的所述钻孔区域在所述工件中生成芯孔，并且所述螺纹生成区域在由所述钻孔区域生成的所述芯孔的内壁中生成以预定螺纹螺距延伸的螺纹道，

其中优选地，所述钻孔区域和所述螺纹生成区域刚性地运动联接并且共同执行所述工作运动，而不改变它们相对于彼此的位置，和/或

其中优选地，所述钻孔区域被布置在比所述螺纹生成区域更靠前的区域中，特别是在前端部或自由端部处，和/或

所述螺纹生成区域比所述钻孔区域相对于工具轴线更径向向外突出。