DE102020109815A1 - Process for creating a workpiece tapped hole - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung (2) mit einem Vorbohr-Prozessschritt, bei dem mit einem Bohrwerkzeug eine gewindefreie Vorbohrung (31) erzeugt wird, deren Bohrungsgrund (3) auf einer Soll-Bohrtiefe (tB) liegt, und mit einem Gewinde-Prozessschritt, bei dem ein Gewindeerzeugungs-Werkzeug in einem Gewindehub (G) mit einem Gewindeerzeugungs-Vorschub (vf) sowie einer dazu synchronisierten Gewindeerzeugungs-Drehzahl (n) ein Innengewinde (9) in der Vorbohrung (31) erzeugt. Erfindungsgemäß weist das Gewindeerzeugungs-Werkzeug an seiner dem Bohrungsgrund (3) zugewandten Werkzeugspitze zumindest eine Bohrungsgrund-Schneide (19) auf.

Figure DE102020109815A1_0000
The invention relates to a method for producing a threaded workpiece hole (2) with a pre-drilling process step in which a thread-free pre-hole (31) is produced with a drilling tool, the bottom of the hole (3) of which lies at a target drilling depth (t B), and with a threading process step in which a thread-generating tool generates an internal thread (9) in the pilot hole (31) in a thread stroke (G) with a thread-generating feed rate (vf) and a thread-generating speed (n) synchronized therewith. According to the invention, the thread generating tool has at least one cutting edge (19) at the bottom of the hole facing the bottom of the hole (3).
Figure DE102020109815A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Gewindeerzeugungs-Werkzeug gemäß Anspruch 8 sowie eine Werkstück-Gewindebohrung gemäß Anspruch 9.The invention relates to a method for producing a workpiece threaded hole according to the preamble of claim 1, a thread producing tool according to claim 8 and a workpiece threaded hole according to claim 9.

Der Kurbelwellenflansch einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine weist eine Anzahl von umfangsverteilten Gewindebohrungen auf, in die Schraubbolzen einschraubbar sind, um einen getriebeseitigen Flansch mittels Schraubverbindung an den Kurbelwellenflansch anzubinden. Die Gewindebohrungen des Kurbelwellenflansches können als Sacklöcher realisiert sein, wodurch einen Öldurchtritt durch die Gewindebohrungen vermieden wird. In diesem Fall entspricht der Soll-Bohrtiefe der jeweiligen Gewindebohrung der Flanschdicke des Kurbelwellenflansches abzüglich einer ausreichend großen Restbodendicke am Bohrungsgrund der Gewindebohrung.The crankshaft flange of a crankshaft of an internal combustion engine has a number of circumferentially distributed threaded bores into which screw bolts can be screwed in order to connect a flange on the transmission side to the crankshaft flange by means of a screw connection. The threaded bores of the crankshaft flange can be implemented as blind holes, which prevents oil from passing through the threaded bores. In this case, the target drilling depth of the respective threaded hole corresponds to the flange thickness of the crankshaft flange minus a sufficiently large remaining base thickness at the bottom of the threaded hole.

Bei einer solchen Flanschgeometrie besteht die Herausforderung darin, trotz reduzierter Soll-Bohrtiefe eine ausreichend große Schraubfestigkeit der Schraubverbindung zu ermöglichen.With such a flange geometry, the challenge is to enable a sufficiently high screw strength of the screw connection despite the reduced nominal drilling depth.

In einem gattungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung erfolgt zunächst ein Vorbohr-Prozessschritt, bei dem eine gewindefreie Vorbohrung erzeugt wird. Anschließend erfolgt ein Gewinde-Prozessschritt, bei dem ein Gewindeerzeugungs-Werkzeug in einen Gewindehub mit einem Gewindeerzeugungs-Vorschub sowie einer dazu synchronisierten Gewindeerzeugungs-Drehzahl ein Innengewinde erzeugt. Ein solches Verfahren ist beispielhaft aus der EP 1 497 067 B1 bekannt, die ein Verfahren zur Herstellung von Gewinden offenbart. Aus der DE 38 10 884 C1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Innengewinden ohne Vorbohren bekannt. Aus der EP 3 484 647 B1 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Gewindebohrung bekannt. Weitere Verfahren zur Erzeugung einer Gewindebohrung sind aus der DE 10 2012 105 183 A1 , aus der DE 38 76 820 T2 und aus der DE 36 27 798 C2 bekannt.In a generic method for producing a threaded workpiece hole, there is initially a pre-drilling process step in which a thread-free pre-drilling is produced. This is followed by a threading process step in which a thread generation tool generates an internal thread in a thread stroke with a thread generation feed rate and a thread generation speed synchronized with it. Such a method is exemplified from EP 1 497 067 B1 known, which discloses a method for producing threads. From the DE 38 10 884 C1 a device for producing internal threads without pre-drilling is known. From the EP 3 484 647 B1 a method for producing a threaded hole is known. Further methods for creating a threaded hole are from the DE 10 2012 105 183 A1 , from the DE 38 76 820 T2 and from the DE 36 27 798 C2 known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung bereitzustellen, bei dem die Gewindebohrung trotz reduzierter Soll-Bohrtiefe eine ausreichend große Schraubfestigkeit ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for producing a workpiece threaded hole in which the threaded hole enables a sufficiently high screw strength despite the reduced nominal drilling depth.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1, des Anspruches 8 oder des Anspruches 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is achieved by the features of claim 1, claim 8 or claim 9. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik das Gewindeerzeugungs-Werkzeug am Ende der Gewindeerzeugung über einen Werkzeugfreigang vom Bohrungsgrund axial beabstandet ist. Der Werkzeugfreigang ist im Stand der Technik entlang der Bohrungs-Achse ausreichend groß bemessen, damit die Werkzeugspitze des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs belastungsfrei, d.h. ohne Kontakt mit dem Bohrungsgrund, einragen kann. In diesem Fall ergibt sich die Soll-Gewindetiefe aus der Soll-Bohrtiefe abzüglich des vergleichsweise großen Werkzeugfreiraums. In Abkehr von der aus dem Stand der Technik bekannten Prozessführung wird erfindungsgemäß auf die Bereitstellung eines solchen Werkzeug-Freigangs am Bohrungsgrund verzichtet. Vielmehr weist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 das Gewindeerzeugungs-Werkzeug an seiner, dem Bohrungsgrund zugewandten Werkzeugspitze zumindest eine Bohrungsgrund-Schneide auf. Im Gewinde-Prozessschritt wird das Gewindeerzeugungs-Werkzeug bis auf Anschlag mit dem Bohrungsgrund gebracht, so dass die Bohrungsgrund-Schneide einen geringfügigen Materialabtrag am Bohrungsgrund vornehmen kann. Zugleich wird das Innengewinde bis unmittlbar an den Bohrungsgrund erzeugt. Auf diese Weise kann der Schraubbolzen nahezu bis zum Bohrungsgrund geschraubt werden. Dadurch kann trotz reduzierter Soll-Bohrtiefe eine ausreichend große nutzbare Soll-Gewindetiefe erzielt werden.The invention is based on the fact that in the prior art the thread generating tool is axially spaced apart from the bottom of the bore via a tool clearance at the end of the thread generation. In the prior art, the tool clearance is dimensioned sufficiently large along the bore axis so that the tool tip of the thread generating tool can protrude without stress, i.e. without contact with the base of the bore. In this case, the target thread depth results from the target drilling depth minus the comparatively large tool clearance. As a departure from the process control known from the prior art, the provision of such a tool clearance at the bottom of the bore is dispensed with according to the invention. Rather, according to the characterizing part of claim 1, the thread-generating tool has at least one cutting edge at the bottom of the tool at its tool tip facing the bottom of the hole. In the threading process step, the thread generating tool is brought up to the stop with the bottom of the hole, so that the cutting edge of the bottom of the hole can remove a small amount of material from the bottom of the hole. At the same time, the internal thread is created right up to the bottom of the hole. In this way, the screw bolt can be screwed almost to the bottom of the hole. As a result, a sufficiently large usable nominal thread depth can be achieved despite the reduced nominal drilling depth.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt der Vorbohr-Prozessschritt mit einem separaten Bohrwerkzeug, das eine gewindefreie Vorbohrung im Werkstück erzeugt, deren Bohrungsgrund auf der Soll-Bohrtiefe liegt, die noch toleranzbehaftet sein kann. Ein Toleranzausgleich der Soll-Bohrtiefe wird im Gewindebohr-Prozess durchgeführt: Im Gewindebohr-Prozess kann die Bohrungsgrund-Schneide des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs einen Materialabtrag am Bohrungsgrund vornehmen, wodurch ein gegebenenfalls noch vorhandenes Toleranz-Aufmaß am Bohrungsgrund abgetragen werden kann.In the method according to the invention, the pre-drilling process step is carried out with a separate drilling tool which creates a thread-free pre-drilling in the workpiece, the bottom of which lies on the target drilling depth, which can still be subject to tolerances. Tolerance compensation for the target drilling depth is carried out in the tapping process: In the tapping process, the cutting edge of the hole bottom of the thread generating tool can remove material from the bottom of the hole, whereby any tolerance allowance that may still be on the bottom of the hole can be removed.

Bevorzugt ist es, wenn im Gewinde-Bohrprozessschritt das in die Vorbohrung eingefahrene Gewindeerzeugungs-Werkzeug mit seiner Werkzeug-Rotationsachse koaxial zur Bohrungs-Achse ausgerichtet ist. Alternativ dazu kann - je nach Werkzeugauslegung - das Gewindeerzeugungs-Werkzeug auch achsparallel zur Bohrungs-Achse geführt sein.It is preferred if, in the thread drilling process step, the thread generating tool inserted into the pilot bore is aligned with its tool rotation axis coaxially to the bore axis. Alternatively - depending on the tool design - the thread generating tool can also be guided axially parallel to the bore axis.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die Bohrungsgrund-Schneide eine im rechten Winkel zur Werkzeug-Rotationsachse verlaufende Quer-Schneidkante aufweisen, die mit dem Bohrungsgrund der Vorbohrung in Spaneingriff bringbar ist. Auf diese Weise kann ein flacher bzw. ebener Bohrungsgrund erzeugt werden, der im Hinblick auf eine größere nutzbare Soll-Bohrtiefe bevorzugt ist (im Vergleich zu einem konischen Bohrungsgrund).In a preferred embodiment variant, the cutting edge of the bottom of the hole can have a transverse cutting edge that runs at right angles to the tool axis of rotation and that can be brought into chip engagement with the bottom of the hole of the pilot hole. In this way, a flat or planar bore bottom can be generated, which with regard to a larger usable nominal drilling depth is preferred (compared to a conical bottom of the drilling).

Das Gewindeerzeugungs-Werkzeug weist an seinem Außenumfang zumindest einen Gewindeprofilier-Zahn auf. Dessen radial äußere Zahnspitze kann sich bei einer Werkzeugrotation auf einer durchmessergroßen Kreisbahn bewegen. Demgegenüber kann das Gewindeerzeugungs-Werkzeug mit Bezug auf seine Werkzeug-Rotationsachse diametral gegenüberliegend zum Gewindeprofilier-Zahn einen durchmesserreduzierten Außenumfang aufweisen. Dieser kann sich bei einer Werkzeugrotation auf einer durchmesserkleinen Kreisbahn bewegen. In diesem Fall ergibt sich zwischen der durchmesserkleinen Kreisbahn und der durchmessergroßen Kreisbahn ein Radial-Freigang. Im Gewinde-Prozess kann daher (unter teilweisem Aufbrauch des Radialfreigangs) das Werkzeug um einen Radialversatz radial ausgesteuert werden, um außer Eingriff mit dem erzeugten Innengewinde zu kommen. Anschließend kann das Gewindeerzeugungs-Werkzeug ohne Eingriff aus der Gewindebohrung herausgeführt werden.The thread generating tool has at least one thread profiling tooth on its outer circumference. Its radially outer tooth tip can move on a circular path the size of a diameter when the tool rotates. In contrast, the thread-generating tool can have an outer circumference of reduced diameter, diametrically opposite to the thread-profiling tooth, with respect to its tool rotation axis. This can move on a circular path with a small diameter when the tool rotates. In this case, there is a radial clearance between the small-diameter circular path and the large-diameter circular path. In the threading process, the tool can therefore be controlled radially by a radial offset (with partial use of the radial clearance) in order to disengage from the internal thread produced. The thread-generating tool can then be guided out of the threaded hole without intervention.

In einer bevorzugten Prozessführung kann im Gewindehub das Gewindeerzeugungs-Werkzeug in die Vorbohrung eingefahren werden, und zwar unter Erzeugung des Innengewindes. In diesem Fall wird das Gewindeerzeugungs-Werkzeug bei der Gewinde-Erzeugung nicht auf Zug, sondern auf Druck beansprucht. Am Gewindehub-Ende kommt das Gewindeerzeugungs-Werkzeug auf Anschlag mit dem Bohrungsgrund und wird eine Freischnittnut erzeugt. Während der Freischnittnut-Erzeugung sind der Vorschub und die Drehzahl des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs nicht mehr zueinander synchronisiert. Entsprechend weist die Freischnittnut keine Gewindesteigung auf. Das Innengewinde ist somit bis zur Freischnittnut am Gewindeboden voll ausgebildet und für einen Schraubvorgang nutzbar.In a preferred process control, the thread-generating tool can be moved into the pilot hole in the thread stroke, to be precise with the generation of the internal thread. In this case, the thread-generating tool is not subjected to tension during thread generation, but rather to compression. At the end of the thread stroke, the thread generating tool comes into contact with the bottom of the hole and a free cut groove is generated. During the free cut groove generation, the feed rate and the speed of the thread generating tool are no longer synchronized with one another. Accordingly, the free cut groove has no thread pitch. The internal thread is thus fully formed up to the free cut groove on the thread base and can be used for a screwing process.

Die Freischnittnut geht mit ihrer unteren Nutflanke unmittelbar in den Bohrungsgrund über, und zwar ohne Bildung eines zusätzlichen Werkzeug-Freigangs, der im Stand der Technik zwischen dem Innengewinde und dem Bohrungsgrund vorhanden ist.With its lower groove flank, the free cut groove merges directly into the bottom of the hole, to be precise without the formation of an additional tool clearance, which is present in the prior art between the internal thread and the bottom of the hole.

Nach erfolgter Freischnittnut-Erzeugung erfolgt ein Reversierhub. Zur Vorbereitung des Reversierhubs wird das Gewindeerzeugungs-Werkzeug um einen Radialversatz von der Freischnittnut freigefahren. Im anschließenden Reversierhub kann daher das Gewindeerzeugungswerkzeug ohne Gewindeeingriff aus der Werkstück-Gewindebohrung herausgeführt werden.After the free cut groove has been created, a reversing stroke takes place. To prepare for the reversing stroke, the thread generating tool is moved clear of the cutout groove by a radial offset. In the subsequent reversing stroke, the thread generating tool can therefore be guided out of the workpiece threaded hole without thread engagement.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying figures.

Es zeigen:

  • 1 in einer Seitenschnittdarstellung ein in einem Kurbelwellenflansch ausgebildete Gewindesackloch-Bohrung;
  • 2 und 3 unterschiedliche Ansichten eines Gewindeerzeugungs-Werkzeugs;
  • 4 bis 7 jeweils Ansichten, die der in der 1 gezeigten Gewindesackloch-Bohrung in einer Prozessabfolge veranschaulichen.
Show it:
  • 1 in a sectional side view, a threaded blind hole formed in a crankshaft flange;
  • 2 and 3 different views of a threading tool;
  • 4th until 7th each views that of the 1 illustrate tapped blind hole drilling shown in a process sequence.

In der 1 ist ein Kurbelwellenflansch 1 mit einer Gewindesackloch-Bohrung 2 gezeigt, der eine Flanschdicke f aufweist. Die Bohrung 2 ist mit ihrem Bohrungsgrund 3 bis zu einer Soll-Bohrtiefe tB in den Kurbelwellenflansch 1 eingearbeitet, und zwar in einer Prozessabfolge, die später anhand der 4 bis 7 erläutert ist. Die Gewindebohrung 2 weist an ihrer Bohrungsöffnung eine umlaufende Gewindesenkung 7 auf, die im weiteren Verlauf nach unten in ein Innengewinde 9 übergeht. Das Innengewinde 9 erstreckt sich entlang der Bohrungs-Achse B bis zu einer nutzbaren Soll-Gewindetiefe tG . Der Gewindegang des Innengewindes 9 mündet in eine ringförmig umlaufende Freischnittnut 13, deren untere Nutflanke 14 (5c) unmittelbar, d.h. ohne zwischengeschalteter glattzylindrischer Vorbohrungswand, in den Bohrungsgrund 3 übergeht, der eine Restbodendicke d aufweist.In the 1 is a crankshaft flange 1 with a threaded blind hole 2 shown of a flange thickness f having. The hole 2 is with its hole bottom 3 up to a target drilling depth t B in the crankshaft flange 1 incorporated in a process sequence that is later based on the 4th until 7th is explained. The threaded hole 2 has a circumferential thread countersink at its bore opening 7th on, which in the further course down into an internal thread 9 transforms. The internal thread 9 extends along the axis of the bore B. up to a usable target thread depth t G . The thread of the internal thread 9 opens into a ring-shaped circumferential free cut groove 13th , whose lower groove flank 14th ( 5c ) directly, ie without an interposed smooth cylindrical pilot hole wall, merges into the bottom of the hole 3, which has a residual bottom thickness d having.

Das in der 1 gezeigte Innengewinde 9 wird mithilfe eines nachfolgend anhand der 2 und 3 beschriebenen Gewindeerzeugungs-Werkzeugs hergestellt. Demzufolge weist das Gewindeerzeugungs-Werkzeug in der 2 einen Spannschaft 15 auf, an dem ein Gewindeerzeugungs-Körper 17 anschließt. An der Werkzeugspitze weist der Gewindeerzeugungs-Körper 17 eine Bohrungsgrund-Schneide 19 auf. Diese ist mit einer Quer-Schneidkante 21 ausgebildet, die im rechten Winkel zur Werkzeug-Rotationsachse W verläuft. Am Außenumfang des Gewindeerzeugungs-Körpers 17 sind insgesamt drei Bearbeitungszähne, nämlich ein Vorbearbeitungszahn 23, ein Zwischenzahn 24 und ein Fertigbearbeitungszahn 25 ausgebildet. Die Zähne 23, 24, 25 sind in der 3 in der Werkzeug-Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sowie in der Axialrichtung in etwa auf gleicher Höhe positioniert.That in the 1 shown internal thread 9 is made using one of the following using the 2 and 3 described threading tool produced. Accordingly, the threading tool in FIG 2 a clamping shaft 15th on which a thread generating body 17th connects. The thread generating body points at the tool tip 17th a hole bottom cutting edge 19th on. This is with a transverse cutting edge 21 formed at right angles to the tool axis of rotation W. runs. On the outer circumference of the thread generating body 17th are a total of three machining teeth, namely one pre-machining tooth 23 , an intermediate tooth 24 and a finishing tooth 25th educated. The teeth 23 , 24 , 25th are in the 3 arranged one behind the other in the tool circumferential direction and positioned approximately at the same height in the axial direction.

Wie aus der 3 weiter hervorgeht, sind die drei Bearbeitungszähne 23, 24, 25 in einem Werkzeug-Kreissektor gruppiert, das heißt nicht umfangsseitig gleichmäßig verteilt, sondern asymmetrisch angeordnet. Mit Bezug auf die Werkzeug-Rotationsachse W diametral gegenüberliegend zu den Profilierzähnen 23, 24, 25 ist in der 3 ein durchmesserreduzierter Außenumfang 27 gebildet, der sich bei einer Werkzeug-Rotation auf einer durchmesserkleinen Kreisbahn bewegt. Demgegenüber bewegen sich die Profilierzähne 23, 24, 25 auf einer durchmessergroßen Kreisbahn 26. Dadurch ergibt sich ein Radial-Freigang 29 (3), der in einem später beschriebenen Freifahrschritt F (6) benötigt wird.As from the 3 As can be seen further, are the three machining teeth 23 , 24 , 25th Grouped in a tool circle sector, that is, not evenly distributed around the circumference, but arranged asymmetrically. With reference to the tool rotation axis W. diametrically opposite to the profiling teeth 23 , 24 , 25th is in the 3 a diameter-reduced outer circumference 27 formed, which moves on a small-diameter circular path when the tool rotates. In contrast, the profiling teeth move 23 , 24 , 25th on a circular path with the size of a diameter 26th . This results in a radial clearance 29 ( 3 ), which is described later in a free travel step F. ( 6th ) is required.

Nachfolgend wird anhand der 4 bis 7 die Prozesskette zur Erzeugung der Werkstück-Gewindebohrung 2 beschrieben: So wird zunächst in einem separaten Vorbohr-Prozessschritt mit einem nicht gezeigten Bohrwerkzeug eine gewindefreie Vorbohrung 31 (4) erzeugt, deren Bohrungsgrund 3 in etwa auf einer Soll-Bohrtiefe tB liegt. Anschließend wird das Gewindeerzeugungs-Werkzeug in einem Gewindehub G koaxial zur Bohrungs-Achse B in die Vorbohrung 31 eingefahren, und zwar mit einem Gewindeerzeugungs-Vorschub vf sowie einer dazu synchronisierten Gewindeerzeugungs-Drehzahl n. Auf diese Weise wird das Innengewinde 9 erzeugt. Das Gewindeerzeugungs-Werkzeug wird am Gewindehub-Ende bis auf Anschlag mit dem Bohrungsgrund 3 gebracht, an dem die Bohrungsgrund-Schneide 19 einen Materialabtrag vornimmt. Gleichzeitig erfolgt am Gewindehub-Ende eine Freischnittnut-Erzeugung, bei der der Vorschub vf und die Drehzahl n des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs nicht mehr zueinander synchronisiert sind. Auf diese Weise wird die an das Innengewinde 9 anschließende umlaufende Freischnittnut 13 erzeugt. Das Innengewinde ist bis zur Freischnittnut 19 komplett vollständig ausgebildet und für einen Schraubvorgang nutzbar. The following is based on the 4th until 7th the process chain for creating the workpiece tapped hole 2 Described: First, a thread-free pilot hole is made in a separate pre-drilling process step with a drilling tool (not shown) 31 ( 4th ) is generated, the bottom of the hole 3 approximately at a target drilling depth t B lies. Then the thread generating tool is in one thread stroke G coaxial to the bore axis B. into the pilot hole 31 retracted with a threading feed v f as well as a synchronized thread generation speed n . This is how the internal thread becomes 9 generated. At the end of the thread stroke, the thread generating tool is brought up to the stop with the bottom of the hole 3, where the cutting edge of the bottom of the hole is 19th carries out a material removal. At the same time, a free cut groove is created at the end of the thread stroke, during which the feed v f and the speed n of the thread generating tool are no longer synchronized with each other. In this way, the attached to the internal thread 9 subsequent circumferential free cut groove 13th generated. The internal thread is up to the free cut groove 19th completely fully formed and usable for a screwing process.

Nach erfolgter Freischnittnut-Erzeugung wird das Gewindeerzeugungs-Werkzeug in einem Freifahrschritt F (6) um einen Radialversatz Δr von der Freischnittnut 13 freigefahren. Auf diese Weise kann im nachfolgenden Reversierhub R (7) das Gewindeerzeugungs-Werkzeug ohne Gewindeeingriff aus der Werkstück-Gewindebohrung 2 herausgeführt werden. Im Freifahrschritt F wird der Radial-Freigang 29 des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs zumindest teilweise aufgebraucht.After the free cut groove has been produced, the thread production tool is released in one step F. ( 6th ) by a radial offset Δr from the cutout groove 13th cleared. In this way, in the subsequent reversing stroke R. ( 7th ) the thread generating tool without thread engagement from the workpiece tapped hole 2 be led out. In free travel F. becomes the radial clearance 29 of the threading tool is at least partially used up.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KurbelwellenflanschCrankshaft flange
22
GewindebohrungThreaded hole
77th
GewindesenkungThread countersink
99
Innengewindeinner thread
1313th
FreischnittnutFree cut groove
1414th
NutflankeGroove flank
1515th
SpannschaftClamping shank
1717th
Gewindeerzeugungs-KörperThread generating body
1919th
Bohrungsgrund-SchneideHole bottom cutting edge
2121
Quer-SchneidkanteCross cutting edge
23, 24, 2523, 24, 25
GewindeprofilierzahnThread profiling tooth
2626th
KreisbahnCircular path
2727
durchmesserreduzierter Außenumfangdiameter-reduced outer circumference
2929
Radial-RreigangRadial clearance
3131
VorbohrungPilot hole
BB.
Bohrungs-AchseHole axis
WW.
Werkzeug-RotationsachseTool rotation axis
tGtG
Soll-GewindetiefeTarget thread depth
tBtB
Soll-BohrtiefeTarget drilling depth
dd
RestbodendickeRemaining floor thickness
vfvf
VorschubFeed
nn
Drehzahlrotational speed
GG
GewindehubThread stroke
RR.
ReversierhubReversing stroke
FF.
FreischnittschrittFree cut step
ff
FlanschdickeFlange thickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • DE 3627798 C2 [0004]DE 3627798 C2 [0004]

Claims (9)

Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung (2) mit einem Vorbohr-Prozessschritt, bei dem mit einem Bohrwerkzeug eine gewindefreie Vorbohrung (31) erzeugt wird, deren Bohrungsgrund (3) auf einer Soll-Bohrtiefe (tB) liegt, und mit einem Gewinde-Prozessschritt, bei dem ein Gewindeerzeugungs-Werkzeug in einem Gewindehub (G) mit einem Gewindeerzeugungs-Vorschub (vf) sowie einer dazu synchronisierten Gewindeerzeugungs-Drehzahl (n) ein Innengewinde (9) in der Vorbohrung (31) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeerzeugungs-Werkzeug an seiner dem Bohrungsgrund (3) zugewandten Werkzeugspitze zumindest eine Bohrungsgrund-Schneide (19) aufweist, und dass im Gewinde-Prozessschritt das Gewindeerzeugungs-Werkzeug bis auf Anschlag mit dem Bohrungsgrund (3) bringbar ist, so dass mittels der Bohrungsgrund-Schneide (19) ein Materialabtrag am Bohrungsgrund (3) erfolgt.Method for producing a workpiece threaded hole (2) with a pre-drilling process step in which a thread-free pre-hole (31) is produced with a drilling tool, the hole bottom (3 ) of which lies at a target drilling depth (t B ), and with a thread Process step in which a thread generating tool generates an internal thread (9) in the pilot hole (31) in a thread stroke (G) with a thread generation feed rate (vf) and a thread generation speed (n) synchronized with it, characterized in that the thread-generating tool has at least one cutting edge (19) on its tool tip facing the bottom of the hole (3), and that in the threading process step the thread-generating tool can be brought up to the stop with the bottom of the hole (3), so that by means of the bottom of the hole -Cutting edge (19), material is removed from the bottom of the hole (3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gewinde-Prozessschritt das in die Vorbohrung (31) einfahrende Gewindeerzeugungs-Werkzeug mit seiner Rotations-Achse (W) koaxial zur Bohrungs-Achse (B) ist, und/oder dass insbesondere die Bohrungsgrund-Schneide (19) eine bevorzugt im rechten Winkel zur Werkzeug-Rotationsachse (W) verlaufende Quer-Schneidkante (21) aufweist, die in Spaneingriff mit dem Bohrungsgrund (3) der Vorbohrung (31) bringbar ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in the threading process step the thread generating tool entering the pilot bore (31) is coaxial with its axis of rotation (W) to the bore axis (B), and / or that in particular the bore base cutting edge (19) has a transverse cutting edge (21) which preferably runs at right angles to the tool axis of rotation (W) and which can be brought into chip engagement with the bottom of the hole (3) of the pilot hole (31). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeerzeugungs-Werkzeug zumindest einen Gewindeprofilier-Zahn (23, 24, 25) aufweist, dessen radial äußere Zahnspitze sich bei einer Werkzeug-Rotation auf einer durchmessergroßen Kreisbahn (26) bewegt, und dass der Gewindeprofilier-Zahn (23, 24, 25) des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs mit Bezug auf die Werkzeug-Rotationsachse (W) diametral gegenüberliegend zu einem durchmesserreduzierten Außenumfang (27) liegt, der bei einer Werkzeug-Rotation um einen Radial-Freigang (29) innerhalb der durchmessergroßen Kreisbahn (26) liegt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the thread-generating tool has at least one thread-profiling tooth (23, 24, 25), the radially outer tooth tip of which moves on a circular path (26) of large diameter when the tool rotates, and that the thread-profiling tooth (23 , 24, 25) of the thread-generating tool with respect to the tool rotation axis (W) is diametrically opposite to an outer circumference (27) of reduced diameter which, when the tool is rotated around a radial clearance (29) within the circular path (26 ) lies. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Gewindehub (G) das Gewindeerzeugungs-Werkzeug in die Vorbohrung (31) eingefahren wird, und zwar unter Erzeugung des Innengewindes (9), und dass insbesondere am Gewindehub-Ende eine Freischnittnut-Erzeugung erfolgt, bei der der Vorschub (vf) und die Drehzahl (n) des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs nicht mehr zueinander synchronisiert sind, so dass eine an das Innengewinde (9) anschließende umlaufende Freischnittnut (13) ohne Gewindesteigung erzeugt wird.Method according to one of the Claims 1 , 2 or 3 , characterized in that in the thread stroke (G) the thread generating tool is retracted into the pilot hole (31) while generating the internal thread (9), and in particular at the end of the thread stroke a free cut groove is generated, during which the feed (vf) and the speed (n) of the thread generating tool are no longer synchronized with one another, so that a circumferential free cut groove (13) adjoining the internal thread (9) is generated without thread pitch. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Freischnittnut-Erzeugung die Bohrungsgrund-Schneide (19) in Spaneingriff mit dem Bohrungsgrund (3) ist, und dass insbesondere eine Nutflanke (14) der Freischnittnut (13) unmittelbar in den Bohrungsgrund (3) übergeht, und/oder dass die Freischnittnut (13) unmittelbar zwischen dem Innengewinde-Ende und dem Bohrungsgrund (3) positioniert ist.Procedure according to Claim 4 , characterized in that during the free cut groove generation, the hole base cutting edge (19) is in chip engagement with the hole base (3), and that in particular a groove flank (14) of the free cut groove (13) merges directly into the hole base (3), and / or that the free cut groove (13) is positioned directly between the internal thread end and the bottom of the bore (3). Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Freischnittnut-Erzeugung ein Reversierhub (R) erfolgt, und dass zur Vorbereitung des Reversierhubs (R) das Gewindeerzeugungs-Werkzeug um einen Radialversatz (Δr) von der Freischnittnut (13) freigefahren wird, so dass im Reversierhub (R) das Gewindeerzeugungs-Werkzeug ohne Gewindeeingriff aus der Werkstück-Gewindebohrung (2) herausführbar ist, und dass insbesondere der Radial-Freigang (29) des Gewindeerzeugungs-Werkzeugs beim Freifahren in Radialrichtung zumindest teilweise aufgebraucht wird.Procedure according to Claim 4 or 5 , characterized in that a reversing stroke (R) takes place after the free cut groove is generated, and that in preparation for the reversing stroke (R) the thread generating tool is moved away from the free cut groove (13) by a radial offset (Δr), so that in the reversing stroke ( R) the thread generating tool can be guided out of the workpiece threaded bore (2) without thread engagement, and that in particular the radial clearance (29) of the thread generating tool is at least partially used up when moving free in the radial direction. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Gewindehub-Ende das Gewindeerzeugungs-Werkzeug ohne Freischnittnut-Erzeugung um einen Radialversatz (Δr) von dem Innengewinde (9) freigefahren wird, so dass sich am Innengewinde-Ende ein Gewindeauslauf bildet, dessen Gewindeprofilhöhe sich in Richtung auf den Bohrungsgrund (3) reduziert.Procedure according to Claim 4 , characterized in that at the end of the thread stroke the thread generating tool is moved away from the internal thread (9) by a radial offset (Δr) without generating a free cut groove, so that a thread run-out is formed at the internal thread end, the thread profile height of which extends in the direction of the Bore bottom (3) reduced. Gewindeerzeugungs-Werkzeug für ein Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Thread generating tool for a method for generating a workpiece threaded hole (2) according to one of the preceding claims. Werkstück-Gewindebohrung, insbesondere in einem Kurbelwellenflansch (1), die in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.Workpiece threaded bore, in particular in a crankshaft flange (1), which is produced in a method according to one of the preceding claims.
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