DE102014118675A1 - Thread-generating tool for producing a thread, in particular an internal thread - Google Patents
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Abstract
Gewindeerzeugungswerkzeug zur Erzeugung eines Gewindes, insbesondere eines Innengewindes, aufweisend wenigstens einen Gewindeerzeugungsbereich (60, 70) der eine Anzahl an Gewindeerzeugungszähnen umfasst, wobei die Gewindeerzeugungszähne in einer definierten Gewindesteigung (P) an dem Gewindeerzeugungswerkzeug angeordnet sind, wobei wenigstens ein Gewindeerzeugungszahn wenigstens ein erstes, vorarbeitendes schneidendes oder vorarbeitendes formendes Wirkprofil und wenigstens ein zweites, vorarbeitendes schneidendes oder vorarbeitendes formendes Wirkprofil sowie wenigstens ein erstes, fertigarbeitendes schneidendes oder fertigarbeitendes formendes Wirkprofil aufweist.A thread generating tool for producing a thread, in particular an internal thread, comprising at least one thread generating portion (60, 70) comprising a number of thread generating teeth, the thread generating teeth being arranged at a defined thread pitch (P) on the threading tool, at least one threading tooth forming at least a first, having preprocessing cutting or pre-working shaping active profile and at least one second, pre-working cutting or pre-working forming active profile and at least one first, finished working cutting or finished working forming active profile.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gewindeerzeugungswerkzeug zur Erzeugung eines Gewindes, insbesondere eines Innengewindes.The invention relates to a thread-generating tool for producing a thread, in particular an internal thread.
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Das aus
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe ein Gewindeerzeugungswerkzeug, insbesondere ein Gewindeformwerkzeug zur Verfügung zu stellen, welches vorteilhaft in Kombination mit Nuterzeugungsbereichen eingesetzt werden kann.Based on the cited prior art, the object of the present invention is to provide a thread-producing tool, in particular a thread-forming tool, which can advantageously be used in combination with groove-producing regions.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch Gewindeerzeugungswerkzeug zur Erzeugung eines Gewindes, insbesondere eines Innengewindes, aufweisend wenigstens einen Gewindeerzeugungsbereich der eine Anzahl an Gewindeerzeugungszähnen umfasst, wobei die Gewindeerzeugungszähne in einer definierten Gewindesteigung an dem Gewindeerzeugungswerkzeug angeordnet sind, wobei wenigstens ein Gewindeerzeugungszahn wenigstens ein erstes, vorarbeitendes schneidendes oder vorarbeitendes formendes Wirkprofil und wenigstens ein zweites, vorarbeitendes schneidendes oder vorarbeitendes formendes Wirkprofil sowie wenigstens ein erstes, fertigarbeitendes schneidendes oder fertigarbeitendes formendes Wirkprofil aufweist.According to the invention, this object is achieved by a thread generating tool for producing a thread, in particular an internal thread, comprising at least one thread generating portion comprising a number of thread generating teeth, wherein the thread generating teeth are arranged at a defined thread pitch on the thread generating tool, wherein at least one threading tooth at least a first, pre-working having cutting or pre-working shaping active profile and at least one second, pre-working cutting or pre-working forming active profile and at least one first, finished working cutting or finished working forming active profile.
Durch das Vorsehen von zwei vorarbeitenden Gewindeerzeugungszähnen ist es möglich das Gewindeerzeugungswerkzeug in beiden möglichen Drehrichtungen zur Gewindeerzeugung zu verwenden. Da die Gewindeerzeugungszähne mit einer Steigung an dem Gewindeerzeugungswerkzeug angeordnet sind, wird die Steigung des zu erzeugenden Gewindes abgebildet, ohne dass das Gewindeerzeugungswerkzeug um eine zur Werkzeuglängsachse parallele Achse bewegt werden muss, oder mit anderen Worten, dass keine Zirkularbewegung notwendig ist um die Steigung des Gewindes auszubilden.By providing two pre-threading teeth, it is possible to use the threading tool in both possible threading directions. Since the thread generating teeth are arranged with a pitch on the thread generating tool, the pitch of the thread to be produced is mapped without having to move the thread forming tool about an axis parallel to the tool longitudinal axis, or in other words, no circular motion is necessary around the pitch of the thread train.
Durch einen Gewindeerzeugungszahn mit vorarbeitenden schneidenden Wirkprofilen und einem fertigarbeitenden formenden Wirkprofil wird erreicht, dass die Umformkräfte beim Fertigformen des Gewindegangs reduziert sind. Der Einsatz eines vorarbeitenden schneidenden Wirkprofils ist deshalb insbesondere bei der Bearbeitung von schlechtfließenden Werkstoffen, beispielsweise Grauguß vorteilhaft. Das notwendige Drehmoment sinkt gegenüber dem Vollformen, da beim vorarbeitenden Schneiden deutlich geringere Schnittkräfte auftreten.By a Gewinderzeugungszahn with preprocessing cutting knitting profiles and a finished working forming profile action achieved that the forming forces are reduced when finishing the thread. The use of a precut cutting cutting profile is therefore particularly advantageous in the processing of poorly flowing materials, such as gray cast iron. The necessary torque decreases in comparison to full forming, since cutting forces occur much lower during pre-cutting.
Durch einen Gewindeerzeugungszahn mit einem vorarbeitenden formenden Wirkprofil und einem fertigarbeitenden Wirkprofil wird erreicht, dass die zu leistende Umformarbeit zur Formung des Gewindes auf mehrere Arbeitsquerschnitte, nämlich die verschiedenen Wirkprofile, aufgeteilt wird. Die Arbeitslast wird dadurch auf das vorformende Wirkprofil und das fertigformende Wirkprofil aufgeteilt. Verbesserte Verschleißeigenschaften des Werkzeugs sind die Folge, da die Abschnitte mit vorformendem Wirkprofil und fertigformendem Wirkprofil jeweils für sich geringere Arbeit leisten müssen als Gewindeerzeugungszähne bei Gewindeerzeugungswerkzeugen nach dem Stand der Technik. Für das gesamte Gewindeerzeugungswerkzeug erhöht sich allerdings das notwendige aufzuwendende Drehmoment und die Reibung zwischen Gewindeerzeugungswerkzeug und Werkstück. Im Folgenden soll unter einem Gewindeformzahn allgemein ein Gewindeerzeugungszahn verstanden werden, der wenigstens ein formendes Wirkprofil aufweist.By means of a thread-generating tooth with a preprocessing forming profile of action and a finished working profile of action, it is achieved that the forming work to be performed for forming the thread is divided over a plurality of working cross-sections, namely the various knitting profiles. The workload is thereby split between the preforming active profile and the finished forming active profile. Improved wear properties of the tool are the result, since the sections with preforming knitting profile and preforming knitting profile each have to do less work for themselves than thread-generating teeth in the case of thread-forming tools according to the prior art. For the entire threading tool, however, increases the necessary torque and the friction between the thread-generating tool and the workpiece. In the following, a thread forming tooth will generally be understood to mean a thread-producing tooth which has at least one forming active profile.
Als vorarbeitendes schneidendes Wirkprofil soll ein solches Wirkprofil verstanden werden, das den Gewindegang vorauslaufend schneidend oder zerspanend vorbereitet oder vorfertigt. Als vorarbeitendes formendes Wirkprofil soll ein solches Wirkprofil verstanden werden, das den Gewindegang vorformt oder vorauslaufend eindrückt, wobei einzelne oder mehrere Maße oder Geometrien des zu fertigenden Gewindes bereits abschließend hergestellt werden können, wobei gleichzeitig aber weitere Maße oder Geometrien des zu fertigenden Gewindes nicht abschließend hergestellt sind. Als fertigformendes Wirkprofil soll ein solches Wirkprofil verstanden werden, das nach dem vorbereiteten, vorgefertigten oder vorgeformten Profil das zu fertigende Gewinde, insbesondere alle wesentliche Maße oder Geometrien des Gewindes, abschließend definierend ausformt oder fertigt.As a precut cutting action profile should be understood such a profile that prepares the thread preceding cutting or machining or prefabricated. As a pre-working forming profile of action such an action profile is to be understood, preforming or pre-depressing the thread, wherein single or more dimensions or geometries of the thread to be produced can already be made final, but at the same time not further produced dimensions or geometries of the thread to be produced are. As a finished-forming active profile, such a profile of action is to be understood which, after the prepared, prefabricated or preformed profile, definitively shapes or produces the thread to be manufactured, in particular all essential dimensions or geometries of the thread.
Ein erfindungsgemäßes Werkzeug zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik insbesondere darin aus, dass der oder die Gewindegänge in einem kontinuierlichen Werkzeugeingriff gefertigt werden. Mit anderen Worten, das vorarbeitende Wirkprofil und das diesem nachfolgende fertigarbeitende Wirkprofil treten in Eingriff mit dem Werkstück und arbeiten die Gewindegänge während ihrer Bewegung in dem Werkstück aus, so dass die Gewindegänge nach dem Austritt der Wirkprofile aus dem Werkstück fertig ausgeformt sind.A tool according to the invention is distinguished from the prior art in particular in that the thread or threads are manufactured in a continuous tool engagement. In other words, the pre-working action profile and the subsequent finished working active profile engage the workpiece and work out the threads during their movement in the workpiece, so that the threads are fully formed after the exit of the active profiles from the workpiece.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Gewindeerzeugungszähne als Gewindeformzähne ausgebildet und/oder ist das erste, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil von dem zweiten vorarbeitend schneidenden oder vorarbeitend formenden Wirkprofil räumlich getrennt und/oder wobei das erste, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil und das zweite vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil voneinander und von dem ersten, fertigarbeitend formenden Wirkprofil räumlich getrennt sind.In an advantageous embodiment of the invention, the thread-generating teeth are formed as thread-forming teeth and / or the first, pre-working cutting or preprocessing forming profile of spatially separated from the second preparatory cutting or preprocessing shaping profile and / or wherein the first, pre-working cutting or preprocessing forming profile and the second preparatory cutting or pre-working forming profile are spatially separated from each other and from the first, finished working forming profile of action.
In einer derartigen Konfiguration wird der von dem jeweiligen Gewindeformzahn erzeugte Gewindegang, zunächst von dem vorarbeitenden Wirkprofil vorbereitet. Bei Weiterdrehung des Gewindeformwerkzeugs folgt das fertigarbeitende Wirkprofil nicht unmittelbar auf das vorarbeitende Wirkprofil, sondern zwischen Eingriff des vorarbeitenden Wirkprofils und Eingriff des fertigarbeitenden Wirkprofils ist eine Entlastungsphase vorgesehen, während der das Material oder der Werkstoff des vorgearbeiteten Gewindegangs entspannen kann. Hierdurch kann eine erhöhte Genauigkeit der Gewindegeometrie erzielt werden. Sind die Gewindeerzeugungszähne als Gewindeformzähne ausgebildet, so ist das Gewindeerzeugungswerkzeug als Gewindeformwerkzeug bereitgestellt.In such a configuration, the thread created by the respective thread forming tooth is first prepared by the preprocessing action profile. Upon further rotation of the thread forming tool, the finished working profile does not immediately follow the preprocessing profile, but between relief of the working profile and engagement of the finished working profile is provided a relief phase during which the material or the material of the pre-machined thread can relax. As a result, an increased accuracy of the thread geometry can be achieved. If the thread-generating teeth are formed as thread-forming teeth, the thread-generating tool is provided as a thread forming tool.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Gewindeformzähne so angeordnet und ausgebildet, dass mit dem Gewindeformwerkzeug sowohl mit einer Drehung des Gewindeformwerkzeugs um die Werkzeuglängsachse in einer ersten Drehrichtung als auch mit einer Drehung um die Werkzeuglängsachse in einer zweiten, insbesondere von der ersten Drehrichtung verschiedenen, vorzugsweise der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, Drehrichtung ein Gewinde in oder an einem Werkstück geformt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the thread forming teeth are arranged and formed so that with the thread forming tool both with a rotation of the thread forming tool about the tool longitudinal axis in a first direction of rotation and with a rotation about the tool longitudinal axis in a second, in particular different from the first direction of rotation , Preferably, the first rotational direction opposite, rotational direction of a thread can be formed in or on a workpiece.
Dies ist besonders vorteilhaft bei Werkzeugen bei denen Nuterzeugungsbereiche und Gewindeerzeugungsbereiche kombiniert sind. Vor der Gewindeerzeugung befinden sich die Gewindeerzeugungsbereiche in den von den Nuterzeugungsbereichen vorerzeugten Nuten. Mit dem Gewindeerzeugungswerkzeug ist es nun möglich ein Gewinde, beispielsweise bei zwei sich gegenüberliegenden Gewindeerzeugungsbereichen mit einer Drehung um 180°, zu erzeugen in dem das Werkzeug in der ersten Drehrichtung oder in der zweiten Drehrichtung gedreht wird.This is particularly advantageous in tools where groove forming areas and thread generating areas are combined. Prior to threading, the thread forming regions are in the grooves preprogrammed by the groove forming regions. With the thread generating tool, it is now possible to create a thread, for example with two opposing thread generating regions with a rotation of 180 °, in which the tool is rotated in the first direction of rotation or in the second direction of rotation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist das erste, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil dem ersten, fertigarbeitend formenden Wirkprofil in der ersten Drehrichtung (D1) vorauslaufend und das zweite, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil dem ersten, fertigarbeitend formenden Wirkprofil in der zweiten Drehrichtung (D2) vorauslaufend angeordnet und/oder das erste, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil und das zweite, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil sind auf, insbesondere in Umfangsrichtung, gegenüberliegenden Seiten des ersten, fertigarbeitend formenden Wirkprofils angeordnet.In a further advantageous embodiment of the invention, the first, preparatory cutting working profile or pre-working forming the first, finished working forming profile in the first direction (D 1 ) leading the second, preparatory cutting or preparatory forming profile active the first, finished working forming profile in the second direction (D 2 ) arranged in advance and / or first working profile which prepares to cut or prepares, and the second active profile which cuts in advance or which prepares in advance is arranged on opposite sides of the first working profile which forms the working profile, in particular in the circumferential direction.
Ein derartiges Gewindeformwerkzeug kann in einfacher Weise gefertigt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass das erste vorarbeitend schneidende oder formende Wirkprofil von dem zweiten vorarbeitend schneidenden oder formenden Wirkprofil unterschiedlich ist, so dass in der ersten Drehrichtung andere Werkstoffe bearbeitet werden können, als in der zweiten Drehrichtung.Such a thread forming tool can be manufactured in a simple manner. For example, it is possible for the first preliminary cutting or forming active profile to be different from the second preparatory cutting or forming active profile, so that other materials can be processed in the first rotational direction than in the second rotational direction.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil von dem ersten, fertigarbeitend formenden Wirkprofils durch einen Trennabschnitt, insbesondere eine Kerbe eine Aussparung oder einen Rücksprung, getrennt und/oder dass das zweite, vorarbeitend schneidende oder vorarbeitend formende Wirkprofil von dem ersten, fertigarbeitend formenden Wirkprofils durch einen Trennabschnitt, insbesondere eine Kerbe eine Aussparung oder einen Rücksprung, getrennt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the first, pre-working cutting or pre-working forming profile of the first, finished working forming profile by a separating section, in particular a notch, a recess or a recess, separated and / or that the second, preparatory cutting or preparatory forming Action profile of the first, finished working forming impact profile by a separation section, in particular a notch, a recess or a recess is separated.
Derartige Kerben sind bei vorarbeitend formenden Wirkprofilen vorteilhaft, da den Wirkprofilen nachlaufend Wulste entstehen können, die durch das Vorsehen solcher Kerben reduziert werden können. Bei vorarbeitend schneidenden Wirkprofilen kann mit derartigen Kerben die Gestalt des entstehenden Spans in vorteilhafter Weise beeinflusst werden. Durch diese Maßnahme ist es außerdem möglich vorarbeitendes Wirkprofil und fertigformendes Wirkprofil räumlich so voneinander zu trennen, dass während des Gewindeformvorgangs zwischen dem vorlaufenden, insbesondere vorformenden, Wirkprofil und dem nachlaufenden fertigformenden Wirkprofil kein formender Kontakt zwischen Gewindeformzahn und Werkstück entsteht. Der Gewindeformvorgang besteht dadurch aus zwei aufeinanderfolgenden Drückvorgängen, die unterbrochen sind. Der Werkstoff wird somit zweimal hintereinander oder mit Unterbrechung zum Fließen gebracht und verfestigt sehr gut.Notches of this kind are advantageous in the case of working profiles which form in advance, since the knitting profiles can be followed by beads which can be reduced by the provision of such notches. In advance working cutting profiles can be influenced with such notches, the shape of the resulting chip in an advantageous manner. By this measure, it is also possible pre-working action profile and fertigformendes action profile spatially separated from each other so that no forming contact between thread tooth and workpiece arises during the thread forming process between the leading, in particular preforming, active profile and the trailing finished forming profile. The thread forming process consists of two successive pressing operations, which are interrupted. The material is thus made to flow twice in succession or intermittently and solidifies very well.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gewindeerzeugungswerkzeug wenigstens zwei Gewindeerzeugungsbereiche, drei Gewindeerzeugungsbereiche, vier Gewindeerzeugungsbereiche oder mehr als vier Gewindeerzeugungsbereiche, die sich in axialer Richtung entlang einer Werkzeuglängsachse, vorzugsweise gedrallt um die Werkzeuglängsachse, erstrecken und wobei die Gewindeerzeugungsbereiche voneinander durch Außenflächen getrennt sind.In an advantageous embodiment of the invention, the thread-generating tool comprises at least two thread-generating regions, three thread-generating regions, four thread-generating regions or more than four thread-generating regions extending in the axial direction along a tool longitudinal axis, preferably twisted around the tool longitudinal axis, and wherein the thread-forming regions are separated from each other by external surfaces.
Bei einer Verwendung eines derartigen Gewindeerzeugungswerkzeugs in Kombination mit Nuterzeugungsbereichen, ist es möglich mit einem Gewindeerzeugungswerkzeug ein Gewinde mit einer halben Umdrehung oder auch einer Umdrehung um 180° bei zwei Gewindeerzeugungsbereichen, einer drittel Umdrehung oder auch einer Umdrehung um 120° bei drei Gewindeerzeugungsbereichen oder einer viertel Umdrehung oder auch einer Umdrehung um 90° bei vier Gewindeerzeugungsbereichen herzustellen. Dadurch ist eine sehr wirtschaftliche Herstellung von Gewinden möglich.When using such a thread forming tool in combination with groove generating areas, it is possible with a thread generating tool a thread with a half turn or a rotation of 180 ° at two thread generating areas, a third turn or a turn by 120 ° at three thread-generating areas or a quarter Rotation or even a rotation of 90 ° in four threaded production areas produce. As a result, a very economical production of threads is possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst jeder Gewindeerzeugungsbereich eine Anzahl an Gewindeformzähnen, wobei jeweils jeder der Gewindeformzähne eines Gewindeerzeugungsbereichs, vorzugsweise jeweils jeder der Gewindeformzähne aller Gewindeerzeugungsbereiche, wenigstens ein vorarbeitendes schneidendes oder vorarbeitendes formendes Wirkprofil und wenigstens ein fertigarbeitendes formendes Wirkprofil aufweist.In a further advantageous embodiment of the invention, each thread-generating region comprises a number of thread-forming teeth, each of the thread-forming teeth of a thread-generating region, preferably each of the thread-forming teeth of all thread-forming regions, having at least one precut cutting or preprocessing forming profile and at least one finished working forming profile.
Mit einem derartigen Werkzeug wird jeder einzelne Gewindegang des zu fertigenden Gewindes mit einem vorarbeitenden schneidenden Wirkprofil oder einem vorarbeitenden formenden Wirkprofil und einem fertigformenden Wirkprofil gefertigt. Auch ist das Gewindeerzeugungswerkzeug in einer solchen Ausführung in einfacher Weise herstellbar.With such a tool, each individual thread of the thread to be produced is manufactured with a precut cutting profile or an advanced forming profile and a finished forming profile. Also, the thread-generating tool can be produced in such an embodiment in a simple manner.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bildet das vorarbeitende, insbesondere formende, Wirkprofil an einem ersten, insbesondere einem in Drehrichtung vorauslaufenden, Drückstollen aus und/oder das fertigarbeitende formende Wirkprofil an einem zweiten, insbesondere einem in Drehrichtung nachlaufenden, Drückstollen aus.A further advantageous embodiment of the invention forms the pre-working, in particular forming, active profile on a first, in particular in the direction of rotation preceded, press studs and / or the finished working forming active profile on a second, in particular a trailing in the direction of rotation, press studs.
Durch die Ausbildung von vorformendem und fertigformendem Wirkprofil an unterschiedlichen Drückstollen ist es möglich die Geometrien der Wirkprofile bei der Werkzeugherstellung genau einzustellen.Through the formation of preforming and fertigformendem profile at different press studs, it is possible to precisely adjust the geometries of the active profiles in the tool production.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das vorarbeitende, insbesondere, formende Wirkprofil radial weiter nach außen als das fertigformende Wirkprofil, insbesondere so, dass das vorformende Wirkprofil die Tiefe des zu erzeugenden fertigen Gewindegangs bestimmt.In a further advantageous embodiment of the invention, the preprocessing, in particular, forming active profile extends radially outward than the finished forming active profile, in particular so that the preforming profile action determines the depth of the finished thread to be produced.
Besonders vorteilhaft kann der zu fertigende Gewindegang erzeugt werden, wenn durch das vorarbeitende, insbesondere formende, Wirkprofil die Gewindetiefe bereits abschließend erzeugt wird. Das vorarbeitende, insbesondere vorformende, Wirkprofil kann dabei ein im Vergleich mit dem fertigformenden Wirkprofil schlankeres oder weniger breites Profil sein. Dadurch benötigt das vorformende Wirkprofil weniger Umformkraft um den Gewindegang auf volle Tiefe zu erzeugen. Particularly advantageously, the thread to be produced can be produced if the thread depth is already finally generated by the preprocessing, in particular forming, profile of action. The preprocessing, in particular preforming, active profile can thereby be a slimmer or less broad profile in comparison with the finished-shaping active profile. As a result, the preforming action profile requires less forming force to produce the thread to full depth.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das fertigformende Wirkprofil in axialer Richtung, insbesondere beidseitig, über das vorarbeitende, insbesondere formende, Wirkprofil hinaus, insbesondere so, dass das fertigformende Wirkprofil die Breite und/oder den Flankenwinkel des zu erzeugenden fertigen Gewindegangs bestimmt.In a further advantageous embodiment of the invention, the finished-forming active profile extends in the axial direction, in particular on both sides, beyond the preprocessing, in particular shaping, active profile, in particular so that the finished-forming profile determines the width and / or the flank angle of the finished thread to be produced.
Die Erzeugung der Breite oder des Flankenwinkels des zu erzeugenden Gewindegangs mit dem fertigformenden Wirkprofil ermöglicht eine sehr präzise Fertigung dieser Gewindeparameter. Die Reibung beim Formen an dem fertigformenden Wirkprofil ist durch das vorlaufend erzeugte vorgeformte Wirkprofil reduziert, was zu einer verbesserten Oberflächenqualität des Gewindegangs führt.The generation of the width or the flank angle of the thread to be produced with the finished-forming active profile allows a very precise production of these thread parameters. The friction during molding on the finished-forming active profile is reduced by the pre-formed active profile produced in advance, which leads to an improved surface quality of the thread.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an einem Schaft des Werkzeugs wenigstens ein erster Gewindeformzahn und ein zweiter Gewindeformzahn vorgesehen sind, wobei der zweite Gewindeformzahn bezogen auf eine Werkzeuglängsachse axial zu dem ersten Gewindeformzahn versetzt angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Gewindeformzahn und dem zweiten Gewindeformzahn in axialer Richtung eine Zahnlücke vorgesehen ist, so dass der axiale Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn und zweitem Gewindeformzahn größer oder gleich wie zwei mal die zu erzeugende Gewindesteigung ist.In a further advantageous embodiment, at least one first thread-forming tooth and a second thread-forming tooth are provided on a shank of the tool, wherein the second thread-forming tooth is offset axially relative to a tool longitudinal axis to the first thread-forming tooth, wherein between the first thread-forming tooth and the second thread-forming tooth in axial Direction of a tooth gap is provided so that the axial distance between the first thread form tooth and the second thread form tooth is greater than or equal to twice the thread pitch to be generated.
Eine Zahnlücke, die einen axialen Abstand der Gewindeformzähne voneinander von wenigstens zwei mal der zu erzeugenden Gewindesteigung definiert, entspricht einer Aussparung mit der Dimension eines vollständigen Gewindeformzahns. Als Zahnlücke soll eine Lücke oder ein Abstand zwischen den Gewindeformzähnen verstanden werden, die oder der so dimensioniert ist, dass der axiale Abstand zwischen den Gewindeformzähnen gleich oder größer wie ein vollständiger Gewindeformzahn ist. Als axialer Abstand soll derjenige Abstand der Gewindeformzähne voneinander verstanden werden, den diese, beispielsweise bezogen auf deren Zahnspitzen oder Vergleichspunkte der Zahnflanken, auf einer Achse parallel zu einer Werkzeuglängsachse zueinander haben. Durch das Vorsehen von Zahnlücken zwischen Gewindeformzähnen, oder mit anderen Worten, dem Aussetzen von Zähnen, kommen beim Gewindeformvorgang weniger Zähne mit dem Werkstück in Eingriff, so dass das maximal auftretende Drehmoment beim Gewindeformen reduziert ist. Das Werkzeug wird weniger belastet und die Standzeit des Werkzeugs erhöht sich. Ferner können durch die Reduzierung des maximal auftretenden Drehmoments die Gewindeformzähne jeweils größer ausgebildet werden, so dass größere Gewindetiefen erzielt werden können. Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, dass in einer ersten Phase des Gewindeformvorgangs Werkstoff in einen Werkstückbereich gedrückt wird, der zunächst aufgrund der Zahnlücke weniger beeinflusst ist und dort verfestigt. Beim Weiterdrehen des Werkzeugs wird in einer zweiten Phase des Gewindeformvorgangs der Gewindegang in den bereits verfestigten Werkstückbereich gedrückt. Auf diese Weise ist es möglich ein sehr festes Gewinde herzustellen. Zudem ermöglicht das Aussparen von einzelnen Zähnen eine einfache Herstellungsweise der Gewindeformwerkzeuge, sowie sehr maßgenaues Erzeugen von Gewinden durch derartige Gewindeformwerkzeuge.A tooth space defining an axial distance of the thread form teeth from each other at least two times the thread pitch to be produced corresponds to a recess having the dimension of a complete thread tooth. The tooth gap is to be understood as meaning a gap or a distance between the thread forming teeth, which is dimensioned such that the axial distance between the thread forming teeth is equal to or greater than a complete thread forming tooth. The axial distance is to be understood as the distance of the thread teeth from each other, these, for example, based on the tooth tips or comparison points of the tooth flanks on an axis parallel to a tool longitudinal axis to each other. By providing tooth spaces between thread teeth, or in other words, tooth exposure, fewer teeth engage the workpiece during the thread forming process, so that the maximum occurring torque in thread forming is reduced. The tool is loaded less and the tool life increases. Further, by reducing the maximum torque occurring the thread teeth can each be made larger, so that larger thread depths can be achieved. Another advantage arises from the fact that in a first phase of the thread forming process material is pressed into a workpiece area, which is initially less affected by the tooth gap and solidified there. Upon further rotation of the tool, the thread is pressed in a second phase of the thread forming process in the already solidified workpiece area. In this way it is possible to produce a very tight thread. In addition, the omission of individual teeth allows easy production of the thread forming tools, as well as very accurate generation of threads by such thread forming tools.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens, vorzugsweise genau, zwei Gewindeerzeugungsbereiche vorgesehen sind, die bezogen auf eine Werkzeuglängsachse in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, und, insbesondere spiralförmig oder schraubenlinienförmig, um die Werkzeuglängsachse angeordnet sind, wobei der erste Gewindeformzahn und der zweite Gewindeformzahn auf demselben Gewindeerzeugungsbereich angeordnet sind oder wobei der erste Gewindeformzahn und der zweite Gewindeformzahn auf unterschiedlichen Gewindeerzeugungsbereichen angeordnet sind.In a particularly advantageous embodiment of the invention at least, preferably exactly, two threaded generating regions are provided, which are offset relative to a tool longitudinal axis in the circumferential direction to each other, and, in particular helically or helically, are arranged around the tool longitudinal axis, wherein the first thread forming tooth and the second thread forming tooth are arranged on the same thread-generating region or wherein the first thread-forming tooth and the second thread-forming tooth are arranged on different thread-generating regions.
Die Gewindeerzeugungsbereiche können sich bezogen auf die Werkzeuglängsachse gegenüberliegen, oder abhängig von ihrer Anzahl um die Werkzeuglängsachse herum angeordnet sein. Das Vorsehen mehrerer Gewindeerzeugungsbereiche leitet die beim Gewindeformen auftretenden Kräfte über mehrere Abstützungspunkte ab. Zudem ist ein Aufbau mit mehreren Gewindeerzeugungsbereichen Voraussetzung für die Verwendung eines solchen Gewindeformwerkzeugs in vorgenuteten Kernlöchern oder für die Verwendung als Kombinationswerkzeug mit integrierten Nuterzeugungsbereichen.The thread generating regions may be opposed to each other with respect to the tool longitudinal axis, or may be disposed around the tool longitudinal axis depending on their number. The provision of a plurality of threaded generating regions derives the forces occurring during thread forming over a plurality of support points. In addition, a construction with multiple thread forming regions is a prerequisite for the use of such a thread forming tool in grooved core holes or for use as a combination tool with integrated groove generating regions.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der schließt sich an den ersten Gewindeformzahn in axialer Richtung der Zahnlücke gegenüberliegend ein weiterer Gewindeformzahn mit einem Abstand gleich der Gewindesteigung an und/oder dass sich an den zweite Gewindeformzahn in axialer Richtung der Zahnlücke gegenüberliegend ein weiterer Gewindeformzahn mit einem Abstand gleich der Gewindesteigung anschließt, insbesondere so, dass Gewindeformzahnpaare gebildet sind, die jeweils durch eine Zahnlücke voneinander getrennt sind.In a further advantageous embodiment, another thread form tooth adjoins the first thread form tooth in the axial direction of the tooth gap with a spacing equal to the thread pitch and / or that opposite the second thread form tooth in the axial direction of the tooth gap another thread form tooth with a distance equal the thread pitch connects, in particular so that Thread form tooth pairs are formed, which are separated from each other by a tooth gap.
Die Bildung von Gewindeformzahnpaaren, die jeweils durch Zahnlücken voneinander getrennt sind wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf das maximal notwendige Drehmoment aus. Die Formgenauigkeit des hergestellten Gewindes ist bei der Verwendung von Gewindeformzahnpaaren sehr hoch. Zudem kann die Herstellung eines Gewindes durch weniger als zwei Umdrehungen möglich sein, wodurch eine sehr effiziente Herstellung möglich ist.The formation of Gewindeformzahnpaaren, which are each separated by tooth gaps from each other also has an advantageous effect on the maximum torque required. The dimensional accuracy of the thread produced is very high when using Gewindeformzahnpaaren. In addition, the production of a thread can be possible by less than two revolutions, whereby a very efficient production is possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind wenigstens ein erstes Gewindeformzahnpaar auf einem ersten Gewindeerzeugungsbereich und wenigstens ein zweites Gewindeformzahnpaar auf einem zweiten Gewindeerzeugungsbereich angeordnet ist und wobei der axiale Abstand zwischen einem ersten Gewindeformzahn des ersten Gewindeformzahnpaares auf dem ersten Gewindeerzeugungsbereich und einem ersten Gewindeformzahn des zweiten Gewindeformzahnpaares auf dem zweiten Gewindeerzeugungsbereich gleich oder mehr als 1,5 mal die zu erzeugende Gewindesteigung beträgt.In a further advantageous embodiment, at least a first pair of thread form teeth on a first thread-generating region and at least a second pair of thread form on a second thread-generating region is arranged and wherein the axial distance between a first thread form tooth of the first pair of thread form on the first thread-generating region and a first thread form tooth of the second pair of thread form on the second threading range is equal to or more than 1.5 times the thread pitch to be generated.
In einer solchen Ausgestaltung der Erfindung kann ein Gewinde fertig ausgeformt werden, indem das Werkzeug eine Drehung um 2 × 180° ausführt. Eine wirtschaftlich vorteilhafte Nutzung des Werkzeugs ist also möglich, bei zugleich reduziertem notwendigen Drehmoments.In such an embodiment of the invention, a thread can be finished formed by the tool performs a rotation of 2 × 180 °. An economically advantageous use of the tool is thus possible, while at the same time reducing the necessary torque.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist jeder Gewindeformzahn von den ihm in axialer Richtung nächsten Gewindeformzähnen desselben Gewindeerzeugungsbereichs durch eine Zahnlücke getrennt ist.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, each thread forming tooth is separated from the next thread forming teeth of the same thread-producing region in the axial direction by a tooth gap.
Die Verwendung eines so gestalteten Werkzeugs reduziert das maximal notwendige Drehmoment gegenüber einer Ausführungsform mit mehreren Gewindeformzahnpaaren noch weiter. Das Gewindeformwerkzeug muss für die Herstellung eines Gewindes zweimal um seine Achse gedreht werden, wodurch ein sehr effizientes Werkzeug bereitgestellt ist.The use of a tool designed in this way further reduces the maximum necessary torque compared with an embodiment with a plurality of thread tooth pairs. The thread forming tool must be rotated twice about its axis to make a thread, thereby providing a very efficient tool.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zahnlücke durch eine Aussparung gebildet, so dass der Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn und zweitem Gewindeformzahn gleich oder mehr als 2,5 mal die zu erzeugende Gewindesteigung oder gleich drei mal die zu erzeugende Gewindesteigung beträgt.In a further advantageous embodiment of the invention, the tooth gap is formed by a recess, so that the distance between the first thread tooth and second thread tooth equal to or more than 2.5 times the thread pitch to be generated or equal to three times the thread pitch to be generated.
Derartige Gewindeformwerkzeuge können in einfacher Weise hergestellt werden. Zugleich sind die Stabilität und die Bruchfestigkeit des Werkzeugs nicht beeinträchtigt.Such thread forming tools can be produced in a simple manner. At the same time, the stability and breaking strength of the tool are not impaired.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Zahnlücke durch eine Aussparung gebildet ist, deren axiale Länge der axialen Ausdehnung eines Gewindeformzahns und der zweifachen axialen Ausdehnung eines zwischen zwei benachbarten Gewindeformzähnen liegenden Zahngrundes.In a further advantageous embodiment of the invention, the tooth space is formed by a recess, the axial length of the axial extent of a thread forming tooth and the double axial extent of lying between two adjacent thread teeth tooth base.
Auf diese Weise kann ein Gewindeformwerkzeug hergestellt werden, dessen Zahnlücke genau den Ausmaßen und Dimensionen eines Gewindeformzahns entspricht. Dadurch kann dieses Gewindeformwerkzeug in einfacher Weise hergestellt werden.In this way, a thread forming tool can be produced whose tooth gap corresponds exactly to the dimensions and dimensions of a thread tooth. As a result, this thread forming tool can be produced in a simple manner.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind den Gewindeerzeugungsbereichen axial vorgelagert Nuterzeugungsbereiche ausgebildet, durch die Nuten in der Wandung eines Werkstücks, insbesondere in der Wandung eines Kernlochs in einem Werkstück, erzeugbar sind, wobei jeder Gewindeerzeugungsbereich in einer axialen Projektion parallel zur Werkzeuglängsachse hinter wenigstens einem Nuterzeugungsbereich angeordnet ist und im Querschnitt in der axialen Projektion eine kleinere Ausdehnung aufweist als der jeweils zugeordnete Nuterzeugungsbereich.In a further advantageous embodiment of the invention, groove generation regions are formed axially upstream of the thread generation regions, through which grooves in the wall of a workpiece, in particular in the wall of a core hole in a workpiece, can be generated, wherein each thread generation region in an axial projection parallel to the tool longitudinal axis behind at least one Nuterzeugungsbereich is arranged and in cross-section in the axial projection has a smaller extent than the respectively assigned Nuterzeugungsbereich.
Die Vorteile der Erfindung kommen besonders bei Verwendung an Werkzeugen mit integrierten Nuterzeugungsbereichen zum Tragen. Mit derartigen Werkzeugen kann in einem Arbeitsschritt eine Nut in die Wandung eines Kernlochs eingearbeitet werden und in einem weiteren Schritt das Gewinde eingeformt werden, wobei für die Ausbildung des Gewindes, je nach Anzahl der Gewindeerzeugungsbereiche bereits Teile einer Umdrehung, beispielsweise bei zwei Gewindeerzeugungsbereichen mit einer Drehung um ca. 180° oder sehr wenige Umdrehungen des Werkzeugs ausreichen können. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht dabei in äußerst vorteilhafter Weise niedrigere maximale Drehmomente bei der Herstellung des Gewindes.The advantages of the invention are particularly evident when used on tools with integrated groove production areas. With such tools, a groove can be incorporated in the wall of a core hole in one step and in a further step the thread are formed, wherein for the formation of the thread, depending on the number of thread generating areas already parts of a revolution, for example, two threaded regions with a rotation by about 180 ° or very few turns of the tool can be sufficient. The construction according to the invention makes it possible in an extremely advantageous manner to lower maximum torques in the production of the thread.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen, in jeweils schematisch dargestellt ist:The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. In this case, reference is also made to the following drawings, in each of which is shown schematically:
Jeder Nuterzeugungsbereich
Die beiden Gewindeerzeugungsbereiche
Die Gewindeformzähne
An den Gewindeformzähnen
Die Gewindeformzähne
Wird das Gewindeerzeugungswerkzeug
Der Gewindeformzahn Zn weist also zwei vorarbeitende Wirkprofile auf sowie ein fertigarbeitendes, genauer fertigformendes Wirkprofil am Drückabschnitt
Dies ist besonders vorteilhaft bei Werkzeugen bei denen Nuterzeugungsbereiche und Gewindeerzeugungsbereiche kombiniert sind. Vor der Gewindeerzeugung befinden sich die Gewindeerzeugungsbereiche
Wie in
Ein vorderer Abschnitt
Der erste Drückstollen
Der zweite Drückstollen
Der dem ersten Gewindeerzeugungsbereich
Die in axialer Richtung zuvorderst angeordneten Gewindeformzähne Z100 und Z200 sind von den jeweiligen Nuterzeugungsbereichen
Die Zahnanordnung in kann in tabellarischer Form so dargestellt werden: Tabelle 1 (linke Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 60, rechte Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 70):
Die Zahnanordnung der Ausführungsform gemäß
Der dem ersten Gewindeerzeugungsbereich
Die Zahnanordnung der Ausführungsform gemäß
Der dem ersten Gewindeerzeugungsbereich
Die Zahnanordnung der Ausführungsform gemäß
In allen Ausführungsformen kann selbstverständlich die Gesamtanzahl Zn der Gewindeformzähne höher oder niedriger sein als zur jeweiligen Ausführungsform angegeben, also größer oder kleiner als Z114 oder Z214.In all embodiments, of course, the total number Z s of the thread form teeth be higher or lower than specified for each embodiment, that is larger or smaller than Z 114 or Z 214th
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- GewindeerzeugungswerkzeugThread-producing tool
- 2020
- Schaftshaft
- 3030
- vorderer Abschnittfront section
- 4040
- hinterer Abschnittrear section
- 5050
- Vielkantpolyhedron
- 60, 7060, 70
- GewindeerzeugungsbereicheThread-producing areas
- 80, 9080, 90
- NuterzeugungsbereicheNuterzeugungsbereiche
- 80A, 90A80A, 90A
- Nutschneidengroove cutting
- 100100
- Außenflächeouter surface
- 110A, 110B, 120A, 120B110A, 110B, 120A, 120B
- GewindeformzähneTapping teeth
- 130130
- Trennabschnittseparating section
- 140140
- Erster DrückstollenFirst punching lug
- 150150
- Zweiter DrückstollenSecond push lug
- 160160
- Andruckflächepressure surface
- 170170
- GrundformabschnittBasic shape section
- 180180
- FlankenformabschnittCross section shape
- 190190
- KSS-ZufuhröffnungMWF supply opening
- 200200
- Stirnseitefront
- 210210
- Freiflächenareas
- 220220
- vorgeformtes Gewindeprofilpreformed thread profile
- 230230
- fertiges Gewindeprofilfinished thread profile
- 310, 320310, 320
- Zahnlückegap
- 400A, 400B400A, 400B
- Freiflächeopen space
- Z100, Z101, ..., Zn Z 100 , Z 101 , ..., Z n
- GewindeformzähneTapping teeth
- Z200, Z201, ..., Zn Z 200 , Z 201 , ..., Z n
- GewindeformzähneTapping teeth
- ZL Z L
- Zahnlückegap
- 410410
- Werkstückworkpiece
- 420420
- Innengewindeinner thread
- 430430
- Gewindeflankenthread flanks
- 500, 600, 700500, 600, 700
- Drückabschnittpressing portion
- 605, 705, 706605, 705, 706
- Trennabschnittseparating section
- AA
- Werkzeuglängsachsetool longitudinal axis
- DD
- Drehrichtungdirection of rotation
- PP
- GewindesteigungThread
- tt
- Gewindetiefethread depth
- b1 b 1
- Breite des vorgeformten GewindegangsWidth of the pre-formed thread
- b2 b 2
- Breite des fertigen GewindegangsWidth of finished thread
- α1 α 1
- Flankenwinkel des vorgeformten GewindegangsFlank angle of the pre-formed thread
- α2 α 2
- Flankenwinkel des fertigen GewindegangsFlank angle of the finished thread
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004059264 B4 [0002, 0003] DE 102004059264 B4 [0002, 0003]
- DE 102012105183 A1 [0004, 0005] DE 102012105183 A1 [0004, 0005]
- DE 102005010543 A1 [0006] DE 102005010543 A1 [0006]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
DE102005010543A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-09-07 | EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge | Tool for producing an internal thread has thread forming regions protruding radially out from tool axis ed side regions either side of central region to produce differently shaped thread paths in rotational directions |
DE102004059264B4 (en) | 2004-12-08 | 2007-02-22 | EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge | Tool and method for creating a thread in a workpiece |
DE102012105183A1 (en) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Audi Ag | Method and a tool each for generating a thread in a workpiece |
-
2014
- 2014-12-15 DE DE102014118675.3A patent/DE102014118675A1/en not_active Withdrawn
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