DD143872A1

DD143872A1 - EXCHANGE FOR PULLING AND TOOLING TOOLS

Info

Publication number: DD143872A1
Application number: DD21015878A
Authority: DD
Inventors: Helmut Barthel
Original assignee: Helmut Barthel
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1980-09-17
Also published as: JPS55125926A; GB2043511A; DE2951056A1; FR2445188A1; YU302679A; SE7910655L; BE880806A; GB2043511B

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft das Gebiet der II.Verarbeitungsstufe in der Metallurgie. Objekte, bei denen die Anwendung zweckmäßig ist, sind Zieh- und Ziehschälv/erkzeuge, wobei ein bekannter Hartmetallkern von einer mehrfach verwendbaren Fassung aufgenommen wird.The invention relates to the field of II.Verarbeitungsstufe in metallurgy. Objects for which the application is expedient are drawing and drawing peeling tools, wherein a known hard metal core is accommodated by a reusable socket.

Characteristic of the known technical solutions

Bei der Kaltverarbeitung von Drähten, Stangen, Rohren oder dergleichen ist das bekannte Verfahren des Ziehens dominierend. Der zu verformende Werkstoff wird durch ein Ziehhol gezogen, wobei vorwiegend durch die in Abhängigkeit von der Werkzeuggeometrie entstehenden radialen Kräfte der Werkstoff verformt wird. Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, vor der Kaltbearbeitung Verunreinigungen und Oberflächenfehler durch spanende Bearbeitung zu beseitigen. Neben dem bekannten Verfahren des Drehens besteht die Möglichkeit, das weniger bekannte Ziehschälen anzuwenden. Hier wird der Werkstoff durch eine Schäldüse gezogen, wobei die Abmessung des zu bearbeitenden Werkstoffes größer ist als die Abmessung des Schälholes. Beim Hindurchziehen erhält der Werkstoff die Form des Schälholes und der übrige Werkstoff wird oberflächlich abgespant*In the cold processing of wires, rods, tubes or the like, the known method of drawing is dominant. The material to be deformed is pulled by a pull handle, whereby the material is deformed primarily by the radial forces which arise as a function of the tool geometry. Furthermore, it proves to be advantageous to eliminate impurities and surface defects by machining before cold working. In addition to the known method of turning, it is possible to apply the less known peel peel. Here, the material is pulled through a peeling nozzle, wherein the dimension of the material to be machined is greater than the dimension of the peel. When pulled through the material receives the shape of the peel and the rest of the material is superficially abgespant *

Beim Ziehen und Ziehschälen werden vorwiegend Werkzeuge verwendet, die aus einem Hartmetallkern und einer vergüteten Stahlfassung bestehen. Hartmetallkern und Stahlfassung werden durch Aufschrumpfen innig miteinander verbunden. Beim Aufschrumpfen wird der Hartmetallkern in die erwärmte und damit ausgedehnte Passung eingelegt. Beim Abkühlen der Passung sieht sich diese zusammen und verspannt somit radial den Hartmetallkern. Von der Größe der radialen SpannungWhen drawing and peeling, tools are mainly used that consist of a hard metal core and a tempered steel frame. Carbide core and steel frame are intimately connected by shrinking. When shrinking, the carbide core is inserted into the heated and thus extended fit. When cooling the fit, this sees itself together and thus radially clamps the hard metal core. On the size of the radial stress

hängt wesentlich die Haltbarkeit des Zieh- und Schälwerkzeuges ab, da die beim Verformen oder Spanen entstehenden Kräfte durch die Verspannung kompensiert werden sollen. Bei ungenügender Verspannung können durch die radialen Verformungs- oder Zerspanungskräfte die Hartmetallkerne stark wechselnd beansprucht oder zersprengt werden. Bedingt durch die relativ geringen Bearbeitungstoleranzen ist es beim Aufschrumpfen schwierig, definierte Verspannungen aufzubringen« So weist die Haltbarkeit eine große Streubreite auf oder es kommt bereits beim Aufschrumpfen zum Ausschuß. Die Technologie des Aufschrumpfens ist aufwendig, da der Hartmetallkern zum Fassungsaaterial oder das Fassungsmaterial zum Hartmetallkern eingepaßt werden mußdepends significantly on the durability of the drawing and peeling tool, since the forces resulting from deformation or machining should be compensated by the tension. If the bracing is insufficient, the hard metal cores can be subjected to a great deal of alternating stress or be shattered by the radial deformation or cutting forces. Due to the relatively low machining tolerances it is difficult when shrinking to apply defined tension «So the durability has a large spread or it comes already during shrinking to committee. The technology of shrinking is complicated, since the hard metal core must be fitted to the socket material or the socket material to the hard metal core

Beim Ziehen und Ziehschälen wird die Haltbarkeit des Werkzeuges durch die Kühlungsverhältnisse beeinflußt. Die maximal auftretenden Verarbeitungstemperaturen sind so gering als möglich zu halten, um die thermische Wechselbelastung des Hartmetalles auf ein Minimum zu beschränken« Zur Zeit werden Ziehwerkzeuge vorwiegend ohne Kühlung und Ziehschälwerkzeuge mit Kühlung eingesetzt. Einige Hinweise in der Literatur deuten daraufhin, daß am Einsatz von wassergekühlten Ziehwerkzeugen gearbeitet wird. Ein nicht unwesentlicher Teil der beim Ziehen und Schälen am Hartmetallkern entstehenden Wärmemenge muß über das Passungsmaterial abgeführt werden, so daß sich im Fassungsmaterial und im Hartmetallkern ein relativ hohes Temperaturniveau einstellt. Je niedriger das Temperaturniveau in der Nähe des Hartmetallkernes gehalten werden kann, um so besser ist die Abfuhr der Wärmemenge. When pulling and peeling peel the durability of the tool is affected by the cooling conditions. The maximum processing temperatures should be kept as low as possible in order to minimize the thermal cycling of the cemented carbide. "At present, drawing tools are mainly used without cooling and drawing peeling tools with cooling. Some references in the literature indicate that the use of water-cooled drawing tools is being worked on. A not insignificant part of the heat generated during the pulling and peeling on the hard metal core must be dissipated via the fitting material, so that a relatively high temperature level is established in the frame material and in the hard metal core. The lower the temperature level can be maintained in the vicinity of the hard metal core, the better is the removal of the amount of heat.

Um die beschriebenen Nachteile des Aüfschrumpfens zu umgehen und die aufwendige Herstellungstechnologie zu rationalisieren, wurden bereits Versuche unternommen, andere Lösungen für die Halterung des Hartmetallkerns zu finden. Es sind Ziehwerkzeuge bekannt, deren achssymmetrischer Ziehkern an seinen Enden einen geringeren Durchmesser aufweist als in der Mitte und durch eine zweiteilige Fassung verspannt wird« Dieses Ziehwerkzeug hat den Hachteil, daß der Hartmetallkern in Gestalt eines doppelten Kegelstumpfes ausgebildet ist, dessen Fertigung materialintensiver undIn order to circumvent the disadvantages of Aüfschrumpfens described and to rationalize the complex manufacturing technology, attempts have already been made to find other solutions for holding the hard metal core. There are known drawing tools, the axisymmetric pull core at its ends has a smaller diameter than in the middle and is clamped by a two-part socket «This drawing tool has the Hachteil that the hard metal core is formed in the shape of a double truncated cone, its production material intensive and

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fertigungstechnisch, komplizierter ist als die üblichen zylindrischen Hartraetallkerne« Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß infolge der axialen Kräfte beim Ziehen der eine keglige Teil des Hartmetallkerns in die keglige lassung und der andere Teil aus der kegligen Fassung gezogen wird. Damit verändert sich die radiale Verspannung derart, daß in den Bereichen der größten Verformung eine Entlastung und in den Bereichen, wo keine Verformungskräfte entstehen, eine zusätzliche Belastung auftritt. Diese Verhältnisse stellen eine unzweckmäßige Kraftverteilung dar· Der Nachteil der zusätzlichen radialen Verspannung in Abhängigkeit von den Ziehkräften tritt ebenfalls bei einer anderen Lösung für Ziehwerkzeuge in Erscheinung. Daß dieser Anteil nicht unerheblich ist, zeigt folgendes Beispiel:manufacturing technology, is more complicated than the usual cylindrical Hartraetallkerne «Another disadvantage of this design is that due to the axial forces when pulling a keglige part of the hard metal core in the keglige lassung and the other part is pulled out of the kegligen version. Thus, the radial strain varies such that in the areas of greatest deformation relief and in the areas where no deformation forces arise, an additional burden occurs. These conditions represent an inefficient distribution of force. The disadvantage of the additional radial stress as a function of the pulling forces also appears in another solution for drawing tools. That this proportion is not insignificant is shown by the following example:

Für das Ziehen eines 0 8 mm Drahtes werden etwa 2000 kp Ziehkraft benötigt. Bei einem Kegelwinkel von etwa 10 erzeugt diese Ziehkraft eine radiale Kraftkomponente von etwa 10 000 kp. Diese 10 000 kp überlagern sich zu der elastischen Verspannung. Die statische Verspannung für Ziehwerkzeuge beträgt etwa 30 kp/mm bei geschrumpften Werkzeugen»For pulling a 0 8 mm wire about 2000 kp pulling force is needed. At a cone angle of about 10, this pulling force produces a radial force component of about 10,000 kp. These 10,000 kp are superimposed on the elastic tension. The static tension for drawing tools is about 30 kp / mm with shrunken tools »

Bei einer Hartmetallkern-Mantelfläche von 1000 mm v/erden somit 30 000 kp benötigt. Damit kann durch den Verarbeitungsdruck die radiale Verspannung um ca. ein Drittel beeinflußt werden.With a hard metal core surface area of 1000 mm, therefore, 30 000 kp are required. This can be influenced by the processing pressure, the radial strain by about one third.

Es ist auch bekannt, daß zum Zwecke der intensiveren Kühlung Schlitze im Fassungsmaterial in der Nähe der Mantelfläche des Hartmetallkerns angebracht sind. Diese Schlitze haben nur.eine geringe Berührungsfläche mit dem Hartmetallkern, so daß dennoch ein großer Teil der Wärme über das Fassungsmaterial abgeführt werden muß. Von Nachteil ist hierbei, daß Fassungswerkstoffe mit schlechten Wärmeleiteigenschaften verwendet v/erden. Da das vorgeschlagene Ziehwerkzeug aus zwei Teilen besteht, bringt die Fertigung der Fassung aus Material mit guten Wärmeleiteigenschaften ökonomische Probleme mit sich. Die vorhandenen Kühlschlitze sind in Umfangsrichtung des Hartmetallkerns angeordnet, so daß eine elastische Verformung verhindert wird und der Kühlmitteldurchlauf zu gering ist,It is also known that for the purpose of more intensive cooling slots in the frame material in the vicinity of the lateral surface of the hard metal core are mounted. These slots have only a small contact surface with the hard metal core, so that nevertheless a large part of the heat must be dissipated through the socket material. The disadvantage here is that frame materials used with poor thermal conductivity v / ground. Since the proposed drawing tool consists of two parts, the production of the socket made of material with good thermal conductivity properties brings economic problems. The existing cooling slots are arranged in the circumferential direction of the hard metal core, so that an elastic deformation is prevented and the coolant flow is too low,

Es gibt andere Schlitzformen, die ausschließlich der Vergrößerung der elastischen Verformbarkeit dienen. Sie sind radial angeordnet und können nicht als Kühlmitteldurchlaß genutzt werden.There are other slot shapes that serve only to increase the elastic deformability. They are arranged radially and can not be used as a coolant passage.

.05 Ziel- der Erfindung .05 Target of the invention

Ziel der Erfindung ist es, für die Praxis eine funktionssichere und unkomplizierte Lösung zur Realisierung der Zieh- und Ziehschälwerkzeugherstellung, sowie deren Lagerund Bestandhaltung zu schaffen· Dabei sollen die hohen Material- und Herstellungskosten gesenkt werden·The aim of the invention is to provide a functionally reliable and uncomplicated solution for the realization of the drawing and Ziehschälwerkzeugherstellung, as well as their Lagerund inventory for the practice · The high material and manufacturing costs are to be lowered ·

Explanation of the essence of the invention

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufwendige Aufschrumpftechnologie der Hartmetallkerne in die Passung zu umgehen, indem die bisher durch thermische Eigenschaften des Fassungsmaterials erzeugte radiale Verspannung des Hartmetallkerns durch eine mechanische Verspannung ersetzt wird. Die Auswechselbarkeit der Werkzeuge muß einfach und eine mehrfache Verwendung der Bauteile der Fassung gewährleistet sein. Darüber hinaus ist eine Wechselfassung für Zieh- und Ziehschälwerkzeuge zu finden, deren statische Verspannung stetig definiert aufgebracht werden kann und deren Größe durch die Verarbeitungskräfte nicht beeinflußt wird. Das Werkzeug soll besser gekühlt' werden. Erfindungsgemäß wurde dies dadurch gelöst, daß in einem Grundkörper mit einer konischen Bohrung, deren gedachte Kegelspitze entgegen der Verarbeitungsrichtung des Ziehgutes zeigt, eine, konische, mehrfach geschlitzte oder aus Einzelteilen bestehende Spannhülse aufgenommen wird, die mit ihren Innenflächen den Hartmetallkern radial umschließt und an de<!? Seite des größten Durchmessers durch einen Bund den Hartmetalikerη in Verarbeitungsrichtung axial fixiert. Im Anschluß der Seite des größten Durchmessers der Spannhülse ist eine Druckschraube mit einem zylindrischen Gewindeteil angeordnet, in der Bohrungen oder ein Vielkant zur Aufnahme eines Anzugshebelc eingearbeitet sind.. Die geometrischen Verhältnisse der Steigung der DruckschraubeThe invention is based on the object of avoiding the complicated shrink-fit technology of the hard-metal cores in the fit by replacing the radial stress of the hard-metal core previously generated by thermal properties of the mount material by a mechanical stress. The interchangeability of the tools must be ensured and multiple use of the components of the socket. In addition, a replacement fitting for drawing and Ziehschälwerkzeuge to find their static stress can be applied continuously defined and whose size is not affected by the processing forces. The tool should be cooled better. This was inventively achieved in that in a base body with a conical bore, the imaginary cone tip opposite to the processing direction of the drawn shows, a conical, multi-slotted or consisting of parts clamping sleeve is added, which radially surrounds the hard metal core with its inner surfaces and de <!? Side of the largest diameter by a collar the Hartmetalikerη axially fixed in the processing direction. Following the side of the largest diameter of the clamping sleeve, a pressure screw with a cylindrical threaded portion is arranged, are incorporated in the holes or a polygon for receiving a tightening lever .. The geometric relationships of the pitch of the pressure screw

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und die lieigung der kegligen Spannhülse gestatten ein stetiges definiertes Verspannen des Hartme'tallkerns. Zur Realisierung der praktischen Erfordernisse für Zieh- und Ziehschälwerkzeuge in einem Abniessungsbereich 0 1,5 bis 0 14,0 mm beträgt die Steigung der Druckschraube vorzugsweise 1,5 mm und die Neigung der kegligen Spannhülse 1 s 5. Die axial angeordneten Schlitze der Spannhülse sind zur Vergrößerung der elastischen Verformbarkeit ausgebildet und können gleichzeitig als Kühlmitteldurchlaß genutzt v/erden· Vorzugsweise besteht die Spannhülse zur Verbesserung der Wärmeübertragung vom Hartmetallkern über die Spannhülse auf das Kühlmittel aus einem gut wärmeleitenden Material (z.B. Messing).and the relaxation of the conical clamping sleeve allow a constant defined clamping of the Hartme'tallkerns. To realize the practical requirements for drawing and drawing peeling tools in a Abfiessungsbereich 0 1.5 to 0 14.0 mm, the pitch of the pressure screw is preferably 1.5 mm and the inclination of the conical clamping sleeve 1 s 5. The axially arranged slots of the clamping sleeve Preferably, the clamping sleeve to improve the heat transfer from the hard metal core on the clamping sleeve on the coolant of a highly thermally conductive material (eg brass) is formed.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert v/erden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

]?ig.1 den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Wechselfassung für ein Ziehwerkzeug Pig·2 den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Wechselfassung für ein Schälwerkzeug Pig.3 die keglige, axial geschlitzte Spannhülse als1 shows the section through an inventive replaceable fitting for a drawing tool Pig 2 the section through an inventive replaceable fitting for a peeling tool Pig 3 the conical, axially slotted clamping sleeve as

Kühlmitteldurchlaß ausgebildet - Seitenansicht Fig. ¹V die keglige, axial geschlitzte Spannhülse als Kühlmitteldurchlaß ausgebildet - Vorderansicht Der zylindrische Hartmetallkern 4 wird von der Spannhülse aufgenommen, wobei sich an der Seite des größeren Durchmessers der Spannhülse ein Bund befindet, der den Hartmetallkern 4 in Verarbeitungsrichtung fixiert. Die Spannhülse 3 ist an ihrem Umfang in axialer Richtung mit durchgehenden Schlitzen versehen, wobei diese zur Vergrößerung der Verformbarkeit der Spannhülse 3 und gleichzeitig als Kühlmitteldurchlaß ausgebildet sind. Die Spannhülse 3 ist aus einem gut wärmeleitenden Material gefertigt (z.B. Messing). Die keglige Bohrung des Grundkörpers 1 und die dazugehörige keglige Spannhülse 3 sind so angeordnet, daß die gedachte Kegelspitze entgegen der Verarbeitungsrichtung des Zieh-Coolant passage formed - side view Figure ¹ V formed the keglige axially slotted clamping sleeve as a coolant passage -. Front view of the cylindrical hard metal core 4 is taken up by the clamping sleeve, whereby a collar is located on the side of the larger diameter of the clamping sleeve, which fixes the hard metal core 4 in machine direction , The clamping sleeve 3 is provided at its periphery in the axial direction with continuous slots, which are designed to increase the deformability of the clamping sleeve 3 and at the same time as a coolant passage. The clamping sleeve 3 is made of a good heat conducting material (eg brass). The conical bore of the main body 1 and the associated conical clamping sleeve 3 are arranged so that the imaginary conical tip against the processing direction of the drawing

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gutes zeigt. Mit Hilfe einer Druckschraube 2 wird die keglige Spannhülse 3 i& die im Grundkörper 1 befindliche konische Bohrung gepreßt. Dadurch erfolgt ein radiales Verspannen des Hartmetallkerns 4- mit der Spannhülse 3 und dem Grundkörper 1. Das zur Erzeugung einer notwendigen radialen Verspannung erforderliche Anzugsmoment M der Druckschraube ist von der Steigung P der Druckschraube 2 vom Neigungswinkel «*» der kegligen Spannhülse 3 und von deren Mantelfläche A des Hartmetallkerns 4 abhängig.good shows. With the help of a pressure screw 2, the conical clamping sleeve 3 i & the conical bore located in the base body 1 is pressed. The required for generating a necessary radial tension tightening torque M of the pressure screw is of the pitch P of the pressure screw 2 from the inclination angle "*" of the conical clamping sleeve 3 and of the latter Lateral surface A of the hard metal core 4 dependent.

Sie stehen in folgender mathematischer Beziehung zueinander: Hl -. —L__ · tan a» * They have the following mathematical relationship to each other: Hl -. -L__ · tan a »*

M - Anzugsmoment /~kpca J M - tightening torque / ~ kpca J

P - Steigung der Druckschraube /""mm J P - pitch of the pressure screw / "" mm J

A - Mantelfläche des Hartmetallkerns /""mmA - lateral surface of the tungsten carbide core / "" mm

o6 - Neigungswinkel /~grd 7o6 - Inclination angle / ~ grd 7

]?erf - erforderliche radiale Spannung /"kp/mm] - Required radial stress / "kp / mm

- mechanischer Wirkungsgrad /~-- mechanical efficiency / ~ -

Aus Versuchen konnte für aufgeschrumpfte Ziehwerkzeuge eine radiale Verspannung von 30 ... 40 kp/mm und für Ziehschäl-For shrunk-on drawing tools, a radial strain of 30 ... 40 kp / mm and for drawing peel

werkzeuge von 20 ... 25 kp/mm ermittelt werden· Somit kann zur Erzielung der gleichen- radialen Verspannung wie beim Aufschrumpfen das erforderliche Anzugsmoment berechnet v/erden. Das definierte Anzugsmoment kann durch einen bekannten Momentenschlüssel aufgebracht werden. Der mechanische 7/irkungsgrad wird bei den angegebenen Übersetzungsverhältnissen der Steigung des Gewinaes und der Neigung der kegligen Spannhülse 3 mit etwa fy - 0,5 angenommen. Die Vorteile der vorgeschlagenen Wechselfassung gegenüber den bekannten vergleichbaren Ziehwerkzeugen besteht vor allem in der Möglichkeit, eine stetige definierte radiale Verspannung des Hartmetallkernes zu erzeugen/ die durch die Verarbeitungskräfte nicht beeinflußt wird* Damit wird es möglich, entsprechend den Verarbeitungsbedingungen optimale Ver-Thus, the required tightening torque can be calculated to achieve the same radial tension as during shrinking. The defined torque can be applied by a known torque wrench. The mechanical efficiency is assumed to be about fy - 0.5 at the given gear ratios of the pitch of the web and the inclination of the conical bushing 3. The advantages of the proposed interference fit compared with the known comparable drawing tools is, above all, the possibility of producing a constant, defined radial tensioning of the cemented carbide core / which is not influenced by the processing forces. This makes it possible to obtain optimum conditions according to the processing conditions.

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spannungen zu erzeugen (z.B, Anwendung für Edelstahle oder Nichteisenmetalle), Die Möglichkeit der mechanischen Verspannung gestattet den Einsatz von titankarbidbeschichteteη Hartmetallen, Die vorgeschlagene Gestalt der Schlitzform erlaubt neben der Vergrößerung der Verformbarkeit der Spannhülse die Möglichkeit, diese als Kühlmitteldurchlaß mit hohem Durchlaßvermögen zu nutzen,The possibility of mechanical stress allows the use of titanium carbide-coated η carbides. The proposed shape of the slot shape, in addition to increasing the deformability of the clamping sleeve, makes it possible to use it as a high permeability refrigerant passage.

Mt dieser Wechselfassung wird das notwendige Arbeitsvermögen zur Herstellung von Zieh- und Ziehschälwerkzeugen sowie deren Lager- und Bestandhaltung wesentlich reduziert. Durch die mehrfache Verwendung der Wechselfassung ergibt sich eine erhebliche Einsparung an Passungsmaterial,This change of fit considerably reduces the necessary labor capacity for the production of drawing and drawing peeling tools as well as their storage and stock keeping. Due to the multiple use of the exchangeable socket results in a considerable saving in fitting material,

Claims

- 8 - 210 .Investment claim.

1, exchange fitting for drawing and drawing peeling tools with a conventional hard metal core, characterized in that in a base body (1) with a conical bore whose imaginary apex points against the processing direction of the drawn material, a conical, multi-slotted or made of individual parts clamping sleeve (3 ) is received, which radially surrounds the cylindrical hard metal core (4) with its inner surfaces and by a cylindrical pressure screw (2) whose internal thread is in the base body (1) is arranged braced.

2. exchangeable socket according to item 1, characterized in that the reusable clamping sleeve (3) has axial slots which are formed to increase the deformability of the clamping sleeve (3) and at the same time as a coolant passage «

3 · Yfechingsassung according to the points 1 to 2, characterized in that the clamping sleeve (3) in contrast to the base body (1) and the pressure screw (2) consists of a good heat conducting material, such as brass.

4. exchangeable socket according to points 1 to 3, characterized in that the geometric relationships of the pitch of the) pressure screw (2) and the inclination of the conical clamping sleeve (3) in dependence on the tightening torque of the pressure screw (2) and the lateral surface of the Eartmetallkerns (4 ) of a defined radial tension between the base body (i), clamping sleeve (3) and hard metal core (4) correspond.

c.

5. exchangeable socket according to points 1 to 4, characterized in that the pitch of the thread of the pressure screw (2) is preferably 1.5 mm and the inclination of the conical clamping sleeve (3) has a ratio of 1: 5.

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