DE102016114631A1 - Verfahren zur Erzeugung von Gewinden in Bauteilen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Gewinden in Bauteilen, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines ein Kernloch (7) umfassenden Werkstücks (6); b) Bereitstellen eines Gewindeerzeugungswerkzeuges (1) umfassend eine Anzahl m ≥ 1 von um die Werkzeugachse gedrallten, vorzugsweise helikalen, Gewindeerzeugungsbereichen (32a, 34a) zum Erzeugen eines Gewindes in dem Kernloch (7), insbesondere eines kombinierten Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) zusätzlich umfassend eine Anzahl n ≥ 1, vorzugsweise mit n ≥ m, von um die Werkzeugachse gedrallten Nuterzeugungsbereichen (32b, 34b) zum Erzeugen jeweils einer Nut (9, 10) in dem Werkstück (6); c) Erzeugen einer Anzahl n ≥ 1 von gedrallten, vorzugsweise helikalen, Nuten (9, 10) in einer Wandung des Kernlochs (7) (S1); d) Hineinbewegen des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) in das Kernloch (7), wobei die Gewindeerzeugungsbereiche (32a, 34a) in den Nuten (9, 10) bewegen (S1); e) Erzeugen eines Gewindes in einem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S3) mit einer Anzahl von Gewindegängen (14) in der Wandung des Kernlochs (7) durch Rotation des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1); f) Durchführen wenigstens eines Entlastungsschritts (S2) zur Entlastung des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) und/oder Durchführen wenigstens eines zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S5) zum Nachformen der im ersten Gewindeerzeugungsschritt (S3) erzeugten Gewindegänge und/oder Durchführen wenigstens eines Entgratungsschritts (S4) zur Abtrennung oder Entfernung eines bei der Durchführung des ersten Gewindeerzeugungsschritts (S3) und/oder des zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S5) erzeugten Grates;

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Gewinden in Bauteilen.
• Die DE 10 2012 105 183 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Gewindes in einem Werkstück mit folgenden Verfahrensschritten:
• a) Erzeugen einer Anzahl n ≥ 1 von gedrallten Nuten in einer eine Gewindeachse umlaufenden Wandung des Werkstücks oder Erzeugen einer eine Anzahl von n ≥ 1 von gedrallten Nuten aufweisenden und eine Gewindeachse umlaufenden Wandung des Werkstücks,
• b) Einführen von jeweils einem in Anpassung an den Drall der gedrallten Nuten gedrallten Gewindeerzeugungsbereich eines Werkzeugs in jede der gedrallten Nuten in einer dem Drall der zugehörigen Nut angepassten gedrallten Einführbewegung,
• c) Erzeugen eines Gewindes in jedem an die Nut(en) angrenzenden Wandungsteilbereich der Wandung des Werkstücks durch Drehen des Werkzeugs um die Gewindeachse und gleichzeitigen axialen Vorschub des Werkzeugs koaxial zur Gewindeachse mit einer an die Drehgeschwindigkeit der Drehbewegung und die Gewindesteigung angepassten axialen Vorschubgeschwindigkeit, wobei während der Drehung und dem gleichzeitigen axialen Vorschub jeder Gewindeerzeugungsbereich in den zugehörigen Wandungsteilbereich eingreift und einen zugehörigen Teil eines Gewindegangs erzeugt und nach der Drehung wieder in dieselbe Nut oder eine andere Nut in der Wandung ragt,
• d) Herausbewegen jedes Gewindeerzeugungsbereichs des Werkzeugs aus der zugehörigen Nut in einer an den Drall der zugehörigen gedrallten Nut angepassten gedrallten Herausführbewegung.
• Ein für dieses Verfahren besonders geeignetes Werkzeug zum Herstellen eines Gewindes in einem Werkstück umfasst die folgenden Merkmale:
• a) das Werkzeug ist um eine Werkzeugachse drehbar,
• b) das Werkzeug weist eine Anzahl n ≥ 1 von um die Werkzeugachse gedrallten Nuterzeugungsbereichen zum Erzeugen jeweils einer Nut in dem Werkstück und eine Anzahl m ≥ 1, mit insbesondere n ≥ m, von um die Werkzeugachse gedrallten, vorzugsweise helikalen, Gewindeerzeugungsbereichen zum Erzeugen des Gewindes in dem Werkstück auf,
• c) der Drall des oder der Nuterzeugungsbereiche (s) und der Drall des oder der Gewindeerzeugungsbereiche(s) sind aneinander angepasst,
• d) jeder der m Gewindeerzeugungsbereiche ist hinter einem der n Nuterzeugungsbereiche dem Drall dieses Nuterzeugungsbereichs folgend angeordnet.
• Bei dem beschriebenen Verfahren und dem beschriebenen Werkzeug genügt eine Umdrehung oder ein Teil einer Umdrehung entsprechend der Zahl und Anordnung der Nuten, kombiniert mit den gedrallten Zuführ- und Abführbewegungen. Die für das Erzeugen der Nuten erforderliche zusätzliche Zeit ist dabei deutlich kleiner als die Zeitersparnis beim Gewindeerzeugen. Ferner kann das Gewinde gemäß der Erfindung bezüglich seiner axialen Position und bezüglich des Gewindeanfangs stellungsgenau eingebracht werden. Die Nuten stellen definierte Position für das Gewinde dar.
• Üblicherweise ist die Nutdrallsteigung der Nuten deutlich größer gewählt als die Gewindesteigung, im Allgemeinen wenigstens viermal so groß, insbesondere wenigstens sechsmal so groß, achtzehnmal so groß oder sechsunddreißig mal so groß. Ebenso kann der Gewindesteigungswinkel deutlich größer als der Nutdrallwinkel gewählt sein, beispielsweise größer als das Zweifache, größer als das Vierfache des Nutdrallwinkels, wobei die Winkel jeweils gegenüber der Gewindeachse bzw. der Werkzeugachse gemessen sind.
• Die Drallrichtungen oder Umlaufsinne von Nuten und Gewinde um die Gewindeachse können gleich, also beide rechts oder beide links herum, oder auch entgegengesetzt zueinander sein, also eine rechts und eine links herum.
• Es ist ferner bekannt, dass es möglich ist das Gewinde mit einem Vorschub in einer Richtung zum Werkstück hin, also in der Vorwärtsbewegung zu erzeugen. Dann ist ein gleicher Umlaufsinn von Gewinde und Nut vorteilhaft. Wenn das Gewinde mit einem Vorschub des Werkzeugs in einer Richtung vom Werkzeug weg, also in Rückwärtsbewegung erzeugt wird, dann ist ein entgegengesetzter Umlaufsinn vorteilhaft, da dann in beiden Fällen das Werkzeug bei der Nuterzeugung und bei der Gewindeerzeugung in die gleiche Drehrichtung gedreht werden kann.
• Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen und Verfahren lassen sich Gewinde in sehr schneller Weise erzeugen, indem das Werkzeug unter Erzeugung einer Nut in das Bauteil eingeführt wird und darauffolgend das Gewinde mit dem Bruchteil einer ganzen Drehung oder sehr wenigen Drehungen des Werkzeugs erzeugt wird.
• Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren entwickeln, bei dem bestimmte Nachteile des Standes der Technik erkannt und vermindert oder ganz eliminiert werden.
• Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den folgenden Merkmalen gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung von Gewinden in Bauteilen umfasst die folgenden Schritte:
• a) Bereitstellen eines ein Kernloch umfassenden Werkstücks;
• b) Bereitstellen eines Gewindeerzeugungswerkzeuges umfassend eine Anzahl m ≥ 1 von um die Werkzeugachse gedrallten, vorzugsweise helikalen, Gewindeerzeugungsbereichen zum Erzeugen eines Gewindes in dem Kernloch, insbesondere eines kombinierten Gewindeerzeugungswerkzeugs zusätzlich umfassend eine Anzahl n ≥ 1, vorzugsweise mit n ≥ m, von um die Werkzeugachse gedrallten Nuterzeugungsbereichen zum Erzeugen jeweils einer Nut in dem Werkstück;
• c) Erzeugen einer Anzahl n ≥ 1 von gedrallten, vorzugsweise helikalen, Nuten in einer Wandung des Kernlochs;
• d) Hineinbewegen des Gewindeerzeugungswerkzeugs in das Kernloch, wobei die Gewindeerzeugungsbereiche in den Nuten bewegen;
• e) Erzeugen eines Gewindes mit einer Anzahl von Gewindegängen in der Wandung des Kernlochs durch Rotation des Gewindeerzeugungswerkzeugs;
• f) Durchführen wenigstens eines Entlastungsschritts zur Entlastung des Gewindeerzeugungswerkzeugs und/oder Durchführen wenigstens eines zweiten Gewindeerzeugungsschritts zum Nachformen der im ersten Gewindeerzeugungsschritt erzeugten Gewindegänge und/oder Durchführen wenigstens eines Entgratungsschritts zur Abtrennung oder Entfernung eines bei der Durchführung des ersten Gewindeerzeugungsschritts und/oder des zweiten Gewindeerzeugungsschritts erzeugten Grates;
• Bei im Stand der Technik bekannten Verfahren werden Bewegungsabläufe eingesetzt, die eine sehr kurze Bearbeitungszeit ermöglichen, also zeitoptimiert sind. Die Anmelderin hat im Rahmen der Erfindung erkannt, dass aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren aufgrund von auftretenden Prozesskräften auf Druck und Zug stabile Werkstücke, eine stabile Einspannung des Werkstücks sowie eine robuste Maschinenspindel erfordern. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auch Werkstücke mit geringer Eigenstabilität, beispielsweise Werkstücke aus Plattenmaterial, so bearbeiten, dass ein vorteilhaftes Bearbeitungsergebnis und gleichzeitig ein nicht zu hoher Zeitbedarf möglich werden. Ebenso ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auf Maschinen oder in Bearbeitungsumgebungen anzuwenden, welche die für Verfahren nach dem Stand der Technik nötigen Randbedingungen nicht sicherstellen können. Ein Entlastungsschritt zur Entlastung des Gewindeerzeugungswerkzeugs ermöglicht eine druckfreie, bzw. spannungsfreie Positionierung der Gewindeerzeugungsbereiche und/oder der Nuterzeugungswerkzeuge in dem Kernloch. Das Nachformen der Gewindegänge nach dem ersten Gewindeerzeugungsschritt verbessert die Qualität insbesondere der Form der Gewindegänge. Die Entfernung von Graten, die bei der Durchführung von Gewindeerzeugungsschritten entstehen erhöht ebenfalls die Qualtität des Gewindes. Insbesondere bei labilen Bauteilen, also Bauteilen, die in sich nicht oder zu wenig eigenstabil sind oder bei zähen Aluminium-Legierungen ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei dem Gewindeerzeugungsschritt das Gewinde formend oder teilweise formend oder spanend erzeugt wird und nach dem Erzeugen des Gewindes wird der Entgratungsschritt durchgeführt, bei dem ein oder mehrere beim Gewindeerzeugen entstandene(r) Grat(e) abgetrennt und/oder entfernt werden, insbesondere indem das Gewindeerzeugungswerkzeug, vorzugsweise die Nuterzeugungsbereiche und/oder die Gewindeerzeugungsbereiche, in Anlage mit einer Nutwand gebracht wird und anschließend eine Entgratbewegung, insbesondere eine den helikalen Nuten folgende, Entgratbewegung ausführt, bei der der oder die Grate von dem Werkstück ganz oder teilweise abgetrennt werden.
• Der Grat wird insbesondere dadurch entfernt, dass die Nuterzeugungsbereiche und/oder die Gewindeerzeugungsbereiche in Anlage mit der Nutwand bewegt werden und so in der Art einer Raspel oder einer Feile den Grat spanend bearbeiten und abtrennen. Die Entgratung nach der formenden oder teilformenden Gewindeerzeugung verbessert die Gängigkeit des erzeugten Gewindes. Da bei spanender Gewindeerzeugung die Bildung eines Grates ebenfalls möglich ist, kann in diesem Fall Entgraten sinnvoll oder notwendig sein. Die Entgratbewegung ist dabei vorteilhaft in das Verfahren zur Erzeugung des Gewindes integriert und erlaubt somit einen besonders ökonimischen Prozess.
• Eine vorteilhafte Fortbildung der Erfindung ist dadurch definiert, dass bei dem Entgratungsschritt das Gewindeerzeugungswerkzeug nach dem Erzeugen des Gewindes entgegen dem Drehsinn bei der Gewindeerzeugung rotiert und in Anlage mit der Nutwand gebracht wird, insbesondere wobei das Gewindeerzeugungswerkzeug während dieser Rotation in axialer Richtung festgelegt ist, und anschließend die Entgratbewegung, insbesondere eine den helikalen Nuten folgende Entgratbewegung, ausgeführt wird, bei der der oder die Grate von dem Werkstück ganz oder teilweise abgetrennt werden.
• Auf diese Weise wird das bei der Gewindeerzeugung nachlaufende Ende oder, mit anderen Worten, der in Richtung des Drehsinns in Umfangsrichtung hinten liegende Endabschnitt der Gewindeerzeugungsbereiche oder der Drückstollen zur Entgratung genutzt. Dieser Bereich ist bei der Gewindeerzeugung der am geringsten beanspruchte Bereich der Drückstollen und kann so vorteilhaft zusätzlich genutzt werden.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Nuterzeugungsbereiche formend arbeitende Nuterzeugungsbereiche und das Gewindeerzeugungswerkzeug führt nach dem Schritt zur Erzeugung der Nuten den Entlastungsschritt aus, insbesondere wird eine helikale Bewegung entlang der helikalen Nuten und in axialer Richtung entgegen einer Vorschubbewegung zur Erzeugung der Nuten ausgeführt, vorzugsweise wobei das Gewindeerzeugungswerkzeug in axialer Richtung mindestens so weit bewegt wird, bis wenigstens die Gewindeerzeugungsbereiche des Gewindeerzeugungswerkzeugs, vorzugsweise auch die Nuterzeugungsbereiche, spannungs- und/oder druckfrei in dem Kernloch angeordnet sind.
• Insbesondere bei einer formenden Erzeugung der Nuten entsteht ein Formwulst, der eine Zunahme des auf die Nuterzeugungsbereiche wirkenden Drucks verursacht, bzw. der in die Nuterzeugungsbereiche eine zusätzliche Spannung induziert, der das Anlaufverhalten des kombinierten Gewindeerzeugungswerkzeugs bei dem auf die Nuterzeugung folgenden Gewindeerzeugungsschritt beeinträchtigt. Durch den Entlastungsschritt wird das Gewindeerzeugungswerkzeug von dem Formwulst weg bewegt und der Druck auf das Werkzeug, bzw. die darin induzierte Spannung wird reduziert oder vollständig beseitigt. Ebenso kann der Formwulst bereits bei der Erzeugung der Nuten hinderlich sein, so dass es vorteilhaft sein kann, den Verfahrensschritt zur Erzeugung der Nuten zu unterbrechen oder zu unterteilen und einen Entlastungsschritt vorzusehen und darauf folgend mit dem Verfahrensschritt zur Erzeugung der Nuten fortzufahren.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Kernloch ein Sackloch ist.
• Besonders vorteilhaft ist insbesondere der Entlastungsschritt wenn Nuten und Gewinde in einem Sackloch erzeugt werden, da in Sacklöchern der Einfluß des Formwulstes am höchsten ist.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Entlastungsschritt zwischen dem Nuterzeugungsschritt und dem ersten Gewindeerzeugungsschritt durchgeführt, insbesondere so, dass die Gewindeerzeugungsbereiche zu Beginn des Gewindeerzeugungsschrittes spannungs- und/oder druckfrei in dem Kernloch angeordnet sind.
• Durch den unmittelbar nach dem Nuterzeugungsschritt und unmittelbar vor dem ersten Gewindeerzeugungsschritt durchgeführten Entlastungsschritt wird das Anlaufverhalten des Gewindeerzeugungswerkzeugs bei der Gewindeerzeugung sehr vorteilhaft verbessert.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung umfasst, dass nach dem ersten Gewindeerzeugungsschritt ein zweiter Gewindeerzeugungsschritt durchgeführt wird, insbesondere so, dass wenigstens ein, vorzugsweise alle, in dem ersten Gewindeerzeugungsschritt erzeugten Gewindegänge in dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt nachgeschnitten und/oder nachgeformt werden.
• Durch das Nachschneiden oder Nachformen der Gewindegänge in einem zweiten Gewindeerzeugungsschritt kann die Qualität des Gewindes, insbesondere die Genauigkeit der Gewindegeometrie, erhöht werden.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zwischen dem ersten Gewindeerzeugungsschritt und dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt der Entgratungsschritt durchgeführt wird.
• Auf diese Weise wird das Resultat des zweiten Gewindeerzeugungsschritts nicht negativ durch einen im ersten Gewindeerzeugungsschritt erzeugten Grat beeinflusst.
• Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt das Gewindeerzeugungswerkzeug in demselben Drehsinn rotiert wie bei dem ersten Gewindeerzeugungsschritt oder es wird bei dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt das Gewindeerzeugungswerkzeug in entgegengesetzten Drehsinn rotiert wie bei dem ersten Gewindeerzeugungsschritt.
• Die Auswahl des Drehsinns für den zweiten Gewindeerzeugungsschritt kann abgestimmt auf das zu bearbeitende Material erfolgen und beeinflusst die erzielte Genauigkeit der Gewindegeometrie.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts das Gewindeerzeugungswerkzeug in eine axiale Position gebracht wird, so dass die Gewindeerzeugungsbereiche, vorzugsweise die Drückstollen, bei Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts in die jeweils nachzuschneidenden und/oder nachzuformenden Gewindegänge einfahren können.
• Auf diese Weise wird der zweite Gewindeerzeugungsschritt nach dem Entgratungsschritt und/oder einem Entlastungsschritt sehr präzise eingeleitet. Die Gewindeerzeugungsbereiche können in dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt in die Gewindegänge einfahren und die hergestellte Gewindegeometrie wird dadurch sehr genau.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst, dass das Gewindeerzeugungswerkzeug vor Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts axial versetzt zu der axialen Position des Gewindeerzeugungswerkzeugs zu Beginn des ersten Gewindeerzeugungsschritts angeordnet wird, insbesondere wobei die axiale Position zu Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts um ein Maß entsprechend eines Wertes gebildet aus der Gewindesteigung geteilt durch die Anzahl der Gewindeerzeugungsbereiche axial versetzt ist zu der axialen Position zu Beginn ersten Gewindeerzeugungsschritts.
• Auf diese Weise kann nach einem Entlastungsschritt und/oder einem Entgratungsschritt der zweite Gewindeerzeugungsschritt eingeleitet werden, indem die Gewindeerzeugungsbereiche entsprechend der vorgegebene Gewindesteigung positioniert werden. Besonders vorteilhaft wird in einem solchen Verfahren jeder Gewindegang des Gewindes von jeweils beiden Gewindeerzeugungsbereichen, bzw. von jeweils zwei sich gegenüberliegenden Drückstollen bearbeitet. Das Gewinde wird egalisiert, werkzeugbedingte Maßunterschiede oder Toleranzen an dem Gewinde können dadurch ausgeglichen werden.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird nach dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt der Entgratungsschritt oder ein weiterer Entgratungsschritt durchgeführt.
• Durch Entgratung nach dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt ist sichergestellt, dass der oder die Grate von dem fertigen Gewinde entfernt oder von diesem abgetrennt sind.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung weist auf, dass die Verfahrensschritte mit demselben kombinierten Gewindeerzeugungswerkzeug durchgeführt werden.
• Auf diese Weise wird ein höchst ökonomisches Verfahren zur Herstellung von Gewinden geschaffen.
• Die Vorteile der Erfindung werden auch erreicht durch ein Computerprogrammprodukt das Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. Ein solches Computerprogrammprodukt kann vorteilhaft eine Werkzeugmaschine mit numerischer Steuerung, insbesondere eine CNC-Maschine, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren steuern.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen jeweils schematisch dargestellt sind:
• 1 ein kombiniertes Werkzeug mit Nuterzeugungsbereichen und Gewindeerzeugungsbereichen gemäß dem Stand der Technik;
• 2 ein Werkstück mit einer Gewindebohrung, welches mit dem Werkzeug gemäß 1 herstellbar ist;
• 3 einen Längs-Querschnitt des Werkstücks gemäß 2;
• 4 den Längs-Querschnitt des Werkstücks gemäß 3 mit gekennzeichneten Bewegungsverlauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 5 Diagramme zum Vergleich verschiedener Verfahrensabläufe;
• Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen. Es ist darauf hinzuweisen, dass 1 ein Werkzeug zeigt, dass zur Nuterzeugung durch Rechtsdrehung vorgesehen ist. 2 zeigt ein Werkstück, in das mit einem Werkzeug gemäß 1 Nuten rechtsdrehend eingearbeitet sind. 3 und 4 hingegen zeigen Werkstücke, deren Nuten linksdrehend erzeugt sind. Abgesehen von der Drehrichtung bei der Nuterzeugung können linksdrehend oder rechtsdrehend nuterzeugende Werkzeuge identisch ausgebildet sein. Untenstehend wird weiter nicht zwischen diesen Werkzeugen linksdrehend oder rechtsdrehend nuterzeugend unterschieden.
• 1 zeigt ein aus dem Stand der Technik an sich bekanntes kombiniertes Werkzeug 1, bei dem im vorderen Abschnitt 3 des Werkzeugs 1 zusätzlich zu zwei Gewindeerzeugungsbereichen 32a, 34a noch an der Stirnseite 60 ein Nuterzeugungsbereich 32b vor dem Gewindeerzeugungsbereich 32a und ein Nuterzeugungsbereich 34b vor dem Gewindeerzeugungsbereich 34a mit Drall vorgelagert sind.
• Jeder Nuterzeugungsbereich 32b und 34b weist eine axial nach vorne gerichtete an der Stirnseite 60 befindliche Nuterzeugungskontur auf. Die Nuterzeugungskontur ist jeweils der radial am Weitesten nach außen ragende sowie von den radial außen befindlichen Bereichen axial am Weitesten vorne befindliche Bereich des Werkzeugs 1 in dessen vorderen Abschnitt 3.
• Die Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a weisen jeweils mehrere Drückstollen 321, 341 auf. Die Drückstollen 321, 341 sind die radial am Weitesten nach außen ragenden Bereiche der Gewindeerzeugungsbereiche 32a und 34a. Die Nuterzeugungsbereiche 320 und 340 ragen radial noch weiter nach außen als die Gewindeerzeugungsbereiche 32a und 34a. Alternativ oder in Kombination mit diesen können anstelle der Drückstollen 321, 341 spanabhebende Gewindeerzeugungszähne vorgesehen sein.
• Die Nuterzeugungskonturen der Nuterzeugungsbereiche 32b, 34b bilden sich bei der axialen Vorschubbewegung des Werkzeugs 1 und dem axialen Räum- oder Schneidvorgangs auf die Nutkontur der zu erzeugenden Nut 9, 10 ab. Die Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a erzeugen bei der anschließenden Drehbewegung den Gewindegang 14.
• 2 und 3 zeigen ein Werkstück mit einem Kernloch 7 mit zwei gedrallten Nuten 9, 10 und fertig erzeugten Gewindegang 14 zwischen den Nuten, wobei die Nuten und das Gewinde vorzugsweise mit einem Werkzeug gemäß 1 erzeugt wurden. Erkennbar sind die gedrallten Nuten 9, 10 und der Gewindegang 14 mit der Steigung P. Der Grund des als Sackloch ausgebildeten Kernlochs 7 ist als gebohrter Bereich 16 ausgebildet, wobei zudem ein gewindefreier Bereich 15 gebildet ist, der während des Gewindeerzeugungsschritts durch die mitdrehenden Nuterzeugungsbereiche 32b, 34b geformt oder geschnitten wird. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Sacklochs erläutert, ist aber auch in Verbindung mit einem Durchgangsloch vorteilhaft anwendbar.
• Ein Nutsteigungswinkel ist definiert als der Winkel zwischen der Mittelachse M des Kernlochs 7 und der Schrägstellung der jeweiligen Nut 9, 10 relativ zur Mittelachse M, der Nutsteigungswinkel beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 30° und definiert so die Spiralform der Nut 9, 10 um die Mittelachse M. Der Gewindegang 14 weist einen Gewindesteigungswinkel β zwischen 0,2° und 8° auf. Der Gewindesteigungswinkel β ist definiert als Winkel zwischen einer Senkrechten zur Lehrenachse M und einem Gewindegang 14 mit der Steigung P und ist bei Normgewinden aus der Steigung P und einem Gewindedurchmesser errechenbar.
• 4 stellt anhand des Werkstücks aus 2 und 3 den Bewegungsablauf des Werkzeugs 1 gemäß 1 in einem erfindungsgemäßen Verfahren dar. Dabei kennzeichnen S₁ bis S_n die einzelnen Bewegungen oder Bewegungsabläufe des Werkzeugs 1 die den jeweiligen Verfahrensschritten 1 bis n zugeordnet sind. Jeder Verfahrensschritt 1 bis n umfasst dabei eine rein axiale Bewegung des Werkzeugs 1 oder eine Bewegung des Werkzeugs 1 mit einem axialen Bewegungsanteil und einem Dreh- oder Rotationsbewegungsanteil um die Werkzeuglängsachse A. Die mit S₁ bis S_n gekennzeichneten Pfeile bezeichnen dabei jeweils den Bewegungsablauf der Nuterzeugungsschneiden 320, 340. Im Falle der Verfahrensschritte S₁ und S₇ dienen die geraden Pfeile ausschließlich der Verdeutlichung der axialen Komponente der Bewegung. Der wahre Weg der Nuterzeugungsschneiden 320, 340 ist gekennzeichnet durch die in den Nuten 9, 10 dargestellten Pfeile S₁, S₇.
• Als axiale Bewegung soll dabei insbesondere eine Bewegung entlang oder parallel zu der Mittelachse M des Kernlochs verstanden werden. Bei einer Bewegung mit einem axialen Bewegungsanteil und einem Rotationsbewegungsanteil ergibt sich eine helikale Bewegung des Werkzeugs 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist n = 7, gleichwohl können mehr oder weniger Verfahrensschritte S₁ bis S_n vorgesehen sein.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung eines Gewindes in dem Werkstück 6 umfasst einen ersten Verfahrensschritt S₁, bei dem eine oder mehrere Nuten 9, 10 hergestellt werden, die spiralförmig oder helikal oder schraubenlinienförmig in dem Werkstück 6 um eine an oder in dem Bauteil definierbare Mittelachse M herum angeordnet sind.
• Dazu wird das Werkzeug 1 in einer kombinierten axialen und rotierenden Bewegung, also einer Drallbewegung oder helikalen Bewegung, in Vorschubrichtung V in das Kernloch 7 hineinbewegt, so dass die Nuten 9, 10 herausgearbeitet werden. Die Nuten 9, 10 werden in diesem Fall formend hergestellt. Erreichen die Nuterzeugungsschneiden 320, 340 die vorbestimmte maximale Tiefe, gekennzeichnet durch den Pfeil S₁, so wird die kombinierte axiale und rotierende Bewegung gestoppt.
• Ein durch die formende Erzeugung der Nuten 9, 10 entstehender Formwulst, d.h. Material, dass aus der Kernlochwandung 12 bei der Erzeugung der Nuten 9, 10 herausgedrückt und vor den Nuterzeugungsschneiden 320, 340 hergeschoben wird, verursacht eine Zunahme des auf die Nuterzeugungsbereiche 32b, 34b wirkenden Drucks, bzw. der in den Nuterzeugungsbereichen 32b, 34b entstehenden Spannung und übt deshalb, sobald das Gewindeerzeugungswerkzeug 1 die vorbestimmte maximale Tiefe erreicht hat, auf die gestoppt liegenden und in Ruhe befindlichen Nuterzeugungsbereiche 32b, 34b Druck aus, bzw. erzeugt eine Spannung im Werkzeug 1. Dieser Druck oder diese Spannung beeinträchtigen das Anlaufverhalten des Werkzeugs 1 beim Anfahren der Bewegung zur Gewindeerzeugung.
• Aus diesem Grund wird ein Verfahrensschritt S₂ zur Entlastung des Werkzeugs 1 vorgesehen, in dem das Werkzeug eine kombinierte axiale und rotierende Bewegung in Gegenrichtung, das heißt entgegen der Vorschubrichtung V, aus dem Kernloch 7 heraus ausführt. Die rotierende Bewegung entspricht dabei der helikalen Form der Nuten 9, 10 so, dass die Nut- und Gewindeerzeugungsbereiche 32b, 34b, 32a, 34a in den Nuten 9, 10 in Richtung entgegen der Vorschubbewegung V bewegen. Bei dem Verfahrensschritt S₂ wird das Werkstück im Wesentlichen nicht bearbeitet, es findet im Wesentlichen eine Entlastung des Werkzeugs 1 statt, sowie eventuell eine Entspannung des Formwulstbereichs im Werkstück.
• Alternativ kann, sofern ausreichend Raum zur Verfügung steht, eine rein axiale Bewegung in Gegenrichtung entgegen der Vorschubrichtung V ausgeführt werden.
• Beispielsweise kann das Werkzeug 1 in axialer Richtung um den Wert von P, also um das Maß der Gewindesteigung P aus dem Kernloch 7 herausgeführt werden. Durch den Verfahrensschritt S₂ wird das Werkzeug 1 von dem durch den Formwulst und gegebenenfalls andere Einflüsse entstehenden Druck oder die ins Werkzeug 1 induzierte Spannung entlastet.
• Ausgehend von der nach dem Verfahrensschritt S₂ eingenommenen Position, in der das Werkzeug 1 druck- oder spannungsfrei positioniert ist, wird der Verfahrensschritt S₃ durchgeführt. Das Werkzeug 1 wird so bewegt, dass ein Gewinde mit Nennsteigung P erzeugt wird. Bei dem Werkzeug 1 mit zwei Nuterzeugungsbereichen 32b, 34b ist eine halbe Drehung oder Rotation um die eigene Achse A nötig, um das Gewinde voll auszubilden. Die halbe Drehung oder Rotation entspricht in axialer Richtung einem Maß von 0,5 × P, also der halben Gewindesteigung.
• Ferner ist es möglich, ein Gewinde mit korrigierter Steigung, also einer Steigung, die etwas größer oder kleiner als die Nennsteigung P ist, zu erzeugen. Eine entsprechende Korrektur kann der Werkzeugmaschine beispielsweise programmiertechnisch vorgegeben werden. Der Verfahrensschritt S₃ kann außerdem linksdrehend oder rechtsdrehend ausgeführt werden. Die axiale Bewegung des Werkzeugs 1 erfolgt entsprechend in Vorschubrichtung V oder entgegen der Vorschubrichtung V. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verfahrensschritt S₃ linksdrehend und in Vorschubrichtung V ausgeführt. Alternativ kann der Verfahrensschritt S₃ rechtsdrehend und/oder entgegen der Vorschubrichtung V ausgeführt werden, je nach dem, ob ein Werkzeug gemäß 1 oder ein alternatives Werkzeug verwendet.
• Durch die formende oder teilweise formende, aber auch bei einer spanenden-Erzeugung des Gewindes im Verfahrensschritt S₃ entsteht an den Gewindeflanken ein Grat, der beim Austritt der Drückstollen 321, 341 aus dem Werkstoff in die helikalen Nuten 9, 10 gedrückt oder transportiert wird. Um diesen Grat zu entfernen, kann bei einer Ausfahrbewegung des Werkzeugs eine Entgratbewegung impliziert sein. Häufig ist eine solche Entgratbewegung aber nicht ausreichend präzise oder zuverlässig und der Grat wird nicht oder nicht vollständig entfernt.
• Um den Grat sicher und im Wesentlichen vollständig zu entfernen wird ein Verfahrensschritt S₄ vorgesehen, indem die Nuterzeugungsbereiche 32b, 34b und die Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a durch eine geringfügige Rotation entgegen dem Drehsinn mit dem das Gewinde erzeugt wurde, in Anlage mit der Nutwand gebracht. Bei dieser Bewegung wird das Werkzeug 1 nicht in axialer Richtung, bzw. in oder entgegen der Vorschubrichtung V bewegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Drückstollen 321, 341 nicht in die soeben erzeugten Gewindegänge zurückfahren, sondern gegen die Nutwand stoßen.
• Darauf folgend wird das Werkzeug 1 helikal entsprechend dem Verlauf der Nuten 9, 10 um eine bestimmte axiale Länge, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel anhand des Pfeils S₄ zu sehen, vorgeschoben oder alternativ zurückgezogen. Bei dieser Bewegung wird der Grat an der Nutwand durch die an der Nutwand reibenden Nuterzeugungsbereiche 32b, 34b und/oder Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a abgeschert oder abgedrückt.
• An den Verfahrensschritt S₄ anschließend kann das Werkzeug 1 in einer Ausfahrbewegung mit einer helikalen Bewegung entsprechend der Helix der Nuten 9, 10 aus dem Werkstück ausgefahren werden.
• Alternativ ist es auch möglich, das Werkzeug 1 in dem Verfahrensschritt S₅ so zu positionieren, dass die Drückstollen 321, 341 in einer axialen Position angeordnet werden, die es erlaubt, die Drückstollen 321, 341 in die Gewindegänge 14 einzuführen. Diese Position entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Position, die axial um P/2 versetzt ist relativ zu der Position zu Beginn des Verfahrensschritts S₃.
• Aufgrund der gedrallten Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a kann es bei der axialen Positionierung notwendig sein, einen Drehwinkelkorrekturterm zu berücksichtigen, um den längeren (oder kürzeren) Drehweg für die Gewindeerzeugung bei gedrallten Nuten im Vergleich zu geraden axialen Nuten zu ermitteln. Der Drehwinkel ω für eine funktional vollständige Umdrehung des Werkzeugs 1 zwischen zwei Nuten 9, 10 beträgt aufgrund des Dralls der Nuten 9, 10 nicht nur 180°, wie dies bei geraden, axialen Nuten der Fall wäre, sondern ist um eine Drehwinkelkorrektur ∆ω zu korrigieren, die von der Drallsteigung PN der Nuten 9, 10 einerseits und von der Gewindesteigung P andererseits abhängt.
• Bei allgemein einer Anzahl n ≥ 1 von Nuten und bei einer äquidistanten oder gleichmäßigen Teilung der Nuten in der Kernlochwandung 12, also einem Abstandswinkel von 360°/n, beträgt der Drehwinkel ω für eine funktional vollständige Umdrehung des Werkzeugs 1 zwischen den zwei Nuten 9, 10 ω = 360°/n + ∆ω wobei ∆ω = 360°/n·P/(PN – P) oder anders ausgedrückt ω = 360°/n(1 + P/(PN – P) mit der Gewindesteigung P des zu erzeugenden Gewindes und der Drallsteigung PN der Nuten, also dem axialen Weg bei einem vollständigen Umlauf der Nut 9, 10 um die Mittelachse M, wobei P und PN positiv bei einem Rechtsgewinde oder einem Rechtsdrall und negativ bei einem Linksgewinde oder Linksdrall gewählt sind. Die Korrektur bestimmt sich also nach dem Quotienten P/(PN – P) aus P und PN – P.
• Aus dieser Korrektur leitet sich die Korrektur für die axiale Positionierung der Drückstollen 321, 341 für den Verfahrensschritt S₅ ab. Für n = 2 Nuten ergibt sich eine Korrektur in axialer Richtung von K_axial = ∆ω/360°·P so dass die Drückstollen 321, 341 in dem Verfahrensschritt S₅ axial um P/2 + K_axial versetzt werden relativ zu der Position zu Beginn des Verfahrensschritts S₃.
• Beispielsweise befinden sich zu Beginn des Verfahrensschritts S₃ der Nuterzeugungsbereich 32b und der Gewindeerzeugungsbereich 32a in der Nut 9 und der Nuterzeugungsbereich 34b und der Gewindeerzeugungsbereich 34a in der Nut 10. Nach Durchführung des Verfahrensschritts S₃ befinden sich Nuterzeugungsbereich 32b und der Gewindeerzeugungsbereich 32a in der Nut 10 und Nuterzeugungsbereich 34b und der Gewindeerzeugungsbereich 34a in der Nut 9. Um in eine Position zu gelangen, die das Einfahren der Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a in die jeweiligen Gewindegänge erlaubt, ist es notwendig das Gewindeerzeugungswerkzeug um P/2, oder genauer um P/2 + K_axial, axial zu verfahren.
• In einem an den Verfahrensschritt S₅ anschließenden Verfahrensschritt S₆ wird das Werkzeug 1 entsprechend dem Verfahrensschritt S₃ bewegt. Es wird also ein weiterer Gewindeformvorgang durchgeführt. Dieser Gewindeformvorgang kann ebenfalls links oder rechtsdrehend durchgeführt werden. Wird das Gewinde in dem Verfahrensschritt S₃ beispielsweise mit einer halben Werkzeugdrehung vollständig hergestellt, so treten die Gewindeerzeugungsbereiche 32a, 34a aus dem Gewindegang, wie eben beschrieben, in die jeweils gegenüberliegende Nut 9, 10 aus.
• Wird nach dem Verfahrensschritt S₅ anschließend ein Verfahrensschritt S₆ zur Gewindeformung durchgeführt, so wird jeder Halb-Gewindegang nachgeformt und zwar jeweils von einem Drückstollen 321, 341, der in dem Verfahrensschritt S₃ denjenigen Halb-Gewindegang nicht (vor-)erzeugt oder vorgeformt hatte, in den der Drückstollen 321, 341 im Verfahrensschritt S₆ einfährt. Werden in dem Verfahrensschritt S₆ die Drückstollen 321, 341 entsprechend ihrer Position zu Beginn des Verfahrensschrittes S₃ +/– (P/2) angeordnet, so wird die Nachformung jedes Halb-Gewindeganges von demjenigen Drückstollen 321, 341 durchgeführt, der in Verfahrensschritt S₃ den um P/2 versetzt gegenüberliegenden Halb-Gewindegang erzeugt oder vorgeformt hatte.
• Auf diese Weise wird jeder Gewindegang 14 des Gewindes von beiden Gewindeerzeugungsbereichen, bzw. von jeweils gegenüberliegenden Drückstollen 321, 341 bearbeitet. Dadurch können Maßunterschiede oder Tolranzen zwischen den gegenüberliegenden Drückstollen ausgeglichen werden. Das Gewinde wird egalisiert.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verfahrensschritt S₆ linksdrehend und in Vorschubrichtung V ausgeführt. Alternativ kann der Verfahrensschritt S₃ rechtsdrehend und/oder entgegen der Vorschubrichtung V ausgeführt werden, je nach dem, ob ein Werkzeug gemäß 1 oder ein alternatives Werkzeug verwendet wird. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Verfahrensschritt S₃ linksdrehend und der Verfahrensschritt S₆ rechtsdrehend ausgeführt wird.
• Des weiteren ist es möglich, das Verfahren so auszubilden, dass nach dem Gewindeerzeugungsschritt S₃ ein Entgratungsschritt S₄ durchgeführt wird, worauf in Verfahrensschritt S₅ das Werkzeug um den Betrag des Weges des Entgratungsschritts S₄ zurückgefahren wird und der zweite gewindeerzeugende-Verfahrensschritt S₆ durchgeführt wird. Die ist insbesondere dann möglich, wenn der der Drehsinn des Werkzeugs in Verfahrensschritt S₃ jeweils entgegengesetzt zu dem Drehsinn des Werkzeugs in Verfahrensschritt S₆ ist.
• An den Verfahrensschritt S₆ anschließend kann ein nicht bezeichneter Verfahrensschritt folgen, der entsprechend dem Verfahrensschritt S₄ als Entgratungsschritt ausgestaltet ist. Wiederum daran anschließend kann das Werkzeug 1 in einem Verfahrensschritt S₇ aus dem Werkstück 6 ausgefahren werden. Alternativ kann der Entgratungsschritt in den Verfahrensschritt S₇ zum Ausfahren des Werkzeugs 1 integriert sein.
• Allgemein für alle Ausführungsformen der Erfindung gilt, dass die Verfahrensparameter Gewindesteigung P, Nutdrallsteigung PN und Drehwinkel ω zum Gewinden von theoretisch idealen Werten im realen Prozess, beziehungsweise bei der realen Bewegungsführung abweichen können. Dadurch ist es möglich, bestimmte auftretende Kräfte oder das Bearbeitungsergebnis zu beeinflussen.
• 5 zeigt je ein Diagramm zum Vergleich eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens 1 mit einem erfindungsgemäßen Verfahren 2. Die Diagramme stellen jeweils den Verlauf des Drehmoments Mz und den Verlauf der Axialkraft Fz für ein Werkzeug 1 über der Zeit t dar. Verfahren 1 umfasst einen Verfahrensschritt 1 entsprechend dem Verfahrensschritt S₁, einen Verfahrensschritt 2 entsprechend dem Verfahrensschritt S₃ sowie einen Verfahrensschritt 3 entsprechend dem Verfahrensschritt S₇, wobei bei dem Verfahrensschritt 3 das Werkzeug aus dem Werkstück ausgefahren wird und zwar indem beim Ausfahren eine Entgratung stattfindet. Die Verläufe von Drehmoment Mz und Axialkraft Fz in den Verfahrensschritten 1 und 2 in Verfahren 1 und S₁ und S₃ in Verfahren 2 sind im Wesentlichen gleich. Hingegen ist für Verfahrensschritt 3 in Verfahren 1 erkennbar, dass das Werkzeug 1 eine Kraftspitze der Axialkraft Fz im negativen Bereich erfährt. Bewegt sich der Wert der Axialkraft Fz im negativen Bereich, so bedeutet das, dass das Werkzeug 1 eine Zugkraft erfährt, beziehungsweise auf Zug belastet wird. Dies hat zur Folge, dass bei Verfahren 1 Maßnahmen ergriffen werden müssen, beispielsweise um die Einspannung des Werkzeugs 1 an der Maschinenspindel robust auszugestalten, so dass das Werkzeug 1 infolge der Zugkraft nicht aus der Maschinenspindel gezogen werde kann oder dass eine Beschädigung des Werkzeugs 1 und/oder der Maschinenspindel aufgrund der Zugbelastung vermieden werden kann.
• Bei Verfahren 2 ist nachfolgend zu Verfahrensschritt S₃ (entspricht Verfahrensschritt 2 bei Verfahren 1) ein Entgratungsschritt S₄ vorgesehen, der in Vorschubrichtung V, also nicht bei der Ausfahrbewegung wie bei Verfahren 1, ausgeführt wird. Dadurch wirkt auf das Werkzeug beim Entgratungsvorgang eine positive Axialkraft Fz, also eine Druckkraft anstelle einer Zugkraft. Dadurch ist es möglich, bei Verfahren 2 eine Maschinenspindel zu verwenden, die nur geringere Anforderungen erfüllen muss als an eine Maschinenspindel zur Verwendung bei Verfahren 1, da bereits das erfindungsgemäße Verfahren sicherstellt, dass das Werkzeug 1 nicht auf Zug belastet wird.
• Ferner ist bei Verfahren 2 erkennbar, dass bei dem Entlastungsschritt S₂ der durch den Formwulst auf das Werkzeug 1 wirkende Druck entlastet wird. Das hat, wie dem Vergleich der beiden Diagramme entnehmbar ist, zur Folge, in der Startphase des Gewindeerzeugungsschritts S₃ das Drehmoment Mz, nicht wie in Verfahren 1, im positiven Bereich liegt und durch Null gehend in den negativen Bereich, sondern dass bei Verfahren 2 in vorteilhafter Weise das Drehmoment Mz bereits in der Anlaufphase des Gewindeerzeugungsschritts S₃ in negativen Bereich liegt. Dadurch werden Sprünge im Verlauf des Drehmoments Mz und der Axialkraft Fz abgemildert, beziehungsweise die Verläufe von Drehmoment Mz und Axialkraft Fz werden einem linearen Verlauf angenährt. Eine Verbesserung des Bearbeitungsresultats ist die Folge.
• Bezugszeichenliste

1

Werkzeug

2

Schaft

3

Vorderer Abschnitt

32a, 34a

Gewindeerzeugungsbereich

32b, 34b

Nuterzeugungsbereich

320, 340

Nutschneiden

321, 341

Drückstollen

33

Außenfläche

4

Hinterer Abschnitt

5

Vielkant

60

Stirnseite

6

Werkstück

7

Kernloch

9, 10

Nuten

12

Kernlochwandung

13

Wandungsbereich

14

Gewindegang

15

gewindefreier Bereich

16

gebohrter Bereich

P

Gewindesteigung

PN

Nutsteigung

A

Werkzeuglängsachse

M

Mittelachse

V

Vorschubrichtung

R

Drehsinn zur Nuterzeugung

K_axial

axialer Korrekturfaktor

α

Schraubgewindesteigungswinkel

β

Nutsteigungswinkel

ω

Drehwinkel

∆ω

Drehwinkelkorrektur

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102012105183 A1 [0002]

Claims (14)

1. Verfahren zur Erzeugung von Gewinden in Bauteilen, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines ein Kernloch (7) umfassenden Werkstücks (6); b) Bereitstellen eines Gewindeerzeugungswerkzeuges (1) umfassend eine Anzahl m ≥ 1 von um die Werkzeugachse gedrallten, vorzugsweise helikalen, Gewindeerzeugungsbereichen (32a, 34a) zum Erzeugen eines Gewindes in dem Kernloch (7), insbesondere eines kombinierten Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) zusätzlich umfassend eine Anzahl n ≥ 1, vorzugsweise mit n ≥ m, von um die Werkzeugachse gedrallten Nuterzeugungsbereichen (32b, 34b) zum Erzeugen jeweils einer Nut (9, 10) in dem Werkstück (6); c) Erzeugen einer Anzahl n ≥ 1 von gedrallten, vorzugsweise helikalen, Nuten (9, 10) in einer Wandung des Kernlochs (7) (S₁); d) Hineinbewegen des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) in das Kernloch (7), wobei die Gewindeerzeugungsbereiche (32a, 34a) in den Nuten (9, 10) bewegen (S₁); e) Erzeugen eines Gewindes in einem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) mit einer Anzahl von Gewindegängen (14) in der Wandung des Kernlochs (7) durch Rotation des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1); f) Durchführen wenigstens eines Entlastungsschritts (S₂) zur Entlastung des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) und/oder Durchführen wenigstens eines zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S₅) zum Nachformen der im ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) erzeugten Gewindegänge und/oder Durchführen wenigstens eines Entgratungsschritts (S₄) zur Abtrennung oder Entfernung eines bei der Durchführung des ersten Gewindeerzeugungsschritts (S₃) und/oder des zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S₅) erzeugten Grates;
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) das Gewinde formend oder teilweise formend oder spanend erzeugt wird und wobei nach dem Erzeugen des Gewindes der Entgratungsschritt (S₄) durchgeführt wird, bei dem ein oder mehrere beim Gewindeerzeugen entstandene(r) Grat(e) abgetrennt und/oder entfernt werden, insbesondere indem das Gewindeerzeugungswerkzeug (1), vorzugsweise die Nuterzeugungsbereiche (32b, 34b) und/oder die Gewindeerzeugungsbereiche (32a, 34a), in Anlage mit einer Nutwand gebracht wird und anschließend eine Entgratbewegung, insbesondere eine den helikalen Nuten (9, 10) folgende, Entgratbewegung ausführt, bei der der oder die Grate von dem Werkstück (6) ganz oder teilweise abgetrennt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Entgratungsschritt (S₄) das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) nach dem Erzeugen des Gewindes entgegen dem Drehsinn (R) bei der Gewindeerzeugung rotiert und in Anlage mit der Nutwand gebracht wird, insbesondere wobei das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) während dieser Rotation in axialer Richtung festgelegt ist, und anschließend die Entgratbewegung, insbesondere eine den helikalen Nuten (9, 10) folgende Entgratbewegung, ausgeführt wird, bei der der oder die Grate von dem Werkstück (6) ganz oder teilweise abgetrennt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuterzeugungsbereiche (32b, 34b) formend arbeitende Nuterzeugungsbereiche sind (32b, 34b) und dass das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) nach dem Schritt zur Erzeugung der Nuten (9, 10) den Entlastungsschritt (S₂) ausführt, insbesondere eine helikale Bewegung entlang der helikalen Nuten und in axialer Richtung entgegen einer Vorschubbewegung (V) zur Erzeugung der Nuten (9, 10) ausführt, vorzugsweise wobei das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) in axialer Richtung mindestens so weit bewegt wird, bis wenigstens die Gewindeerzeugungsbereiche (32a, 34a) des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1), vorzugsweise auch die Nuterzeugungsbereiche (32b, 34b), spannungs- und/oder druckfrei in dem Kernloch (7) angeordnet sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernloch (7) ein Sackloch ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsschritt (S₂) zwischen dem Nuterzeugungsschritt (S₁) und dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) durchgeführt wird, insbesondere so, dass die Gewindeerzeugungsbereiche (32a, 34a) zu Beginn des Gewindeerzeugungsschrittes (S₃) spannungs- und/oder druckfrei in dem Kernloch (7) angeordnet sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) ein zweiter Gewindeerzeugungsschritt (S₆) durchgeführt wird, insbesondere so, dass wenigstens ein, vorzugsweise alle, in dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) erzeugten Gewindegänge (14) in dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt (S₆) nachgeschnitten und/oder nachgeformt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) und dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt (S₆) der Entgratungsschritt (S₄) durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt (S₆) das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) in demselben Drehsinn (R) rotiert wie bei dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃) oder dass bei dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt (S₆) das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) in entgegengesetztem Drehsinn rotiert wie bei dem ersten Gewindeerzeugungsschritt (S₃).
10. Verfahren nach einem Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S₆) das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) in eine axiale Position gebracht wird, so dass die Gewindeerzeugungsbereiche (32a, 34a), vorzugsweise die Drückstollen (321, 341), bei Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S₆) in die jeweils nachzuschneidenden und/oder nachzuformenden Gewindegänge (14) einfahren können oder einfahren.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeerzeugungswerkzeug (1) vor Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S₆) axial versetzt zu der axialen Position des Gewindeerzeugungswerkzeugs (1) zu Beginn des ersten Gewindeerzeugungsschritts (S₃) angeordnet wird, insbesondere wobei die axiale Position zu Beginn des zweiten Gewindeerzeugungsschritts (S₆) um ein Maß entsprechend eines Wertes gebildet aus der Gewindesteigung (P) geteilt durch die Anzahl der Gewindeerzeugungsbereiche (m) axial versetzt ist zu der axialen Position zu Beginn des ersten Gewindeerzeugungsschritts (S₃).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Gewindeerzeugungsschritt (S₆) der Entgratungsschritt (S₄) oder ein weiterer Entgratungsschritt durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte mit demselben kombinierten Gewindeerzeugungswerkzeug (1) durchgeführt werden.
14. Computerprogrammprodukt umfassend Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Computerprogrammprodukt zur Ausführung auf einer Werkzeugmaschine mit numerischer Steuerung.

Images