DE1602251C - Verfahren und Strangpresse zum Herstellen von Schraubenlinien förmig genuteten Werkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von schraubenlinienförmig genuteten Werkzeugen mit einem glatten Schaft, wie z. B. Bohrern, Reibahlen od. dgl., in einer Strangpresse, bei dem ein glattes Rohteil für das herzustellende Werkzeug, bis auf den später den Schaft bildenden Rest, durch eine Matrize gepreßt wird, welche das Rohteil mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nutung versieht, worauf das so erzeugte Werkzeug unter Drehung relativ zur Matrize aus der Matrize herausgezogen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Strangpresse zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Verfahren sind zur Herstellung von Schneidwerkzeugen mit einem Schaft geeignet, wie Spiralbohrer, Reibahlen, Schaftfräser, wobei das Rohleil zu einem Teil aus teuerem Werkzeugstahl für den genuteten Teil des Werkzeugs bestehen kann, der mit einem Teil aus verhältnismäßig billigem Kohlenstoffstahl oder niedrig legiertem Stahl für den Schaft des Werkzeugs verschweißt ist.

Bei bekannten Verfahren der obenerwähnten Art wird das Rohteil durch eine Matrize gepreßt, die mit einer Nutung versehen ist, welche die endgültige Steigung des Werkzeugs durch den Nutungsverlauf beim Durchpressen des Rohteils festlegt. Das bis auf den Schaft durch die Matrize hindurchgepreßte Roh teil wird dann wieder aus der Matrize herausgezogen, wobei dafür gesorgt ist, daß sich die Matrize bei diesem Vorgang gegenüber dem am Schaft des Werkzeugs angreifenden Aufnehmer der Strangpresse entsprechend dem Nutungsverlauf im Werkzeug drehen kann und das Werkzeug in einer linearen Bewegung aus der Matrize herausgezogen werden kann.

Der Nachteil eines derartigen Verfahrens besteht darin, daß die hergestellte Nutung im Werkzeug beim Herausziehen aus der Matrize verändert werden kann, je nachdem, welche Axialkräfte beim Herausziehen von der Matrize auf das Werkzeug einwirken und welche Widerstandskräfte das noch weiche Werkzeug dem entgegensetzen kann. Die* Größe dieser Widerstandskräfte kann weder gesteuert noch vorausgesagt werden, so daß mehrere in derselben Matrize stranggepreßte Werkzeuge unterschiedliche Steigungswinkel haben können, oder daß bei demselben Werkzeug ein unterschiedlicher Steigungswinkel entlang seiner Länge vorliegt. Bei bekannten Strangpressen wurde versucht, diesen Einfluß durch eine Lagerung der Matrize in einem Kugellager gering zu halten. Bei einer solchen bekannten Strangpresse ist die Matrize axial verschiebbar gelagert und liegt beim Einpressen des Rohteils auf einer großen Fläche auf, so daß sie sich dabei wegen der großen Reibung mit ihrer Auflage nicht verdrehen kann, wohingegen sie durch das Herausziehen des Werkzeugs von ihrer Auflage abgehoben wird und dann nur noch über das Kugellager, welches eine leichte Drehbarkeit der Matrize gestattet, abgestützt ist. Aber auch bei einer derartigen Strangpresse können die oben angesprochenen Fehler schon deshalb nicht gänzlich vermieden werden, weil die Matrize beim Herausziehen des Werkzeugs von diesem getragen wird und mit ihrem Gewicht dabei auf das Werkzeug einwirkt.

Für ein einigermaßen genaues Werkzeug muß bei den bekannten Verfahren daher dafür gesorgt werden, daß das Werkzeug vor dem Herausziehen aus der Matrize so weit abgekühlt ist, daß es sich beim Herausziehen nicht mehr verformen kann. Dies führt aber zu einer Verlängerung der Herstellungsdauer und damit zu kleinen Stückzahlen. Auch wenn man beim Herausziehen des Werkzeugs aus der Matrize für eine möglichst gute Schmierung sorgt, kann die einzuhaltende Abkühlungszeit für das Werkzeug nicht wesentlich verkürzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art und eine Strangpresse zur Durchführung dieses Verfahrens mit der Möglichkeit, schraubenlinienförmig genutete Werkzeuge mit hoher Genauigkeit und in großen Stückzahlen herzustellen, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die endgültige Steigung der Nutung . beim Herausziehen des Werkzeuges aus der Matrize durch zwangläufige Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Werkzeugschaft und der Matrize erzeugt wird.

Es wird also beim Herausziehen des Werkzeugs durch eine entsprechende Steuerung unabhängig von dem durch die Matrize gegebenen Verlauf der Nu-

tung in dem Werkzeug erst deren endgültiger Verlauf bestimmt. Dabei kann der durch die Matrize vorgegebene Nutungsverlauf beim Herausziehen des Werkzeugs berichtigt werden oder es kann eine Steigung erzeugt werden, die von der Steigung der Nutung in der Matrize abweicht. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren liegt darin, daß auf den die endgültige Festlegung des Nutungsverlaufes beim Herausziehen bestimmenden Arbeitsschritt kein Arbeitsschritt mehr folgt, bei dem der festgelegte Nutungsverlauf beeinträchtigt werden könnte. Dadurch wird eine höhere Formgenauigkeit und eine größere Herstellungsgeschwindigkeit erreicht, weil beim Herausziehen des Werkzeugs kein formunbeständiger Werkstoffzustand besonders zu berücksichtigen ist. Ein'weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß mit derselben Matrize in einem großen Bereich jeder gewünschte Steigungswinkel erzielt werden kann, und daß auch mit derselben Matrize Werkzeuge mit vorgegebenem unterschiedlichem Steigungswinkel entlang der Werkzeuglänge hergestellt werden können. Schließlich kann eine Matrize verwendet werden, die nur eine geringe Höhe hat, ohne daß dadurch die Genauigkeit des hergestellten Werkzeugs beeinträchtigt ist. Dadurch werden die Herstellungskosten für die Matrize gesenkt. Da für Werkzeuge mit unterschiedlichem Nutungsverlauf stets die gleiche Matrize verwendet werden kann, sind ferner die Werkzeugkosten gesenkt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Strangpresse mit einer, eine schraubenlinienförmig verlaufende Nutung erzeugenden Matrize, und mit einem Aufnehmer, der eine der Form des Schaftes entsprechende, auf die Durchtrittsöffnung der Matrize ausgerichtete Bohrung aufweist, wobei die Matrize und der Aufnehmer relativ zueinander axial voneinander entfernbar und gegeneinander verdrehbar sind, vorgeschlagen, bei welcher erfindungsgemäß der Aufnehmer mit der Matrize über einen Gewindespindeltrieb verbunden ist, dessen Gewindesteigung die endgültige Steigung der Nutung des Werkzeuges bestimmt.

Um sicherzustellen, daß der Schaft des Werkzeuges in der Bohrung des Aufnehmers festgehalten wird, wird weiter vorgeschlagen, daß nahe des matrizenseitigen Endes des Aufnehmers wenigstens eine das Werkzeug gegen Drehung sichernde Nut oder Feder angeordnet ist. Diese Nuten oder Federn können kurz sein, wobei sie sich bis zu der der Matrize zugekehrten Mündung der Aufnehmerbohrung erstrecken. Während des Strangpressens wird das Rohteil so verformt, daß der Werkstoff die Form der Nut oder Feder annimmt. Nach dem Herausziehen kann der Werkzeugschaft aus dem Aufnahmer, z. B. mit Hilfe des Preßstempels zum Durchpressen des Rohteils durch die Matrize, ausgestoßen werden. Die Nuten oder Federn können die Form einer Schraubenlinie haben, deren Drehsinn dem des schraubenlinienförmigen Nutungsverlaufs des Werkzeuges entgegengesetzt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Strangpresse wird als Beispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer doppeltwirkenden Strangpresse nach der Erfindung, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 bis 4 Vorderansichten der Strangpresse in aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 1 und

F i g. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der in Fig. 1 dargestellten Strangpresse.
In der in den Zeichnungen dargestellten Strangpresse ist ein Preßstempel 1 in einem oberen Laufholm 2 angeordnet. Eine Matrize 3 mit einer dem Nutungsverlauf des zu pressenden Werkzeugs entsprechenden schraubenlinienförmig verlaufenden Nutung ist in einem feststehenden Pressenholm 4 mittels eines Klammerrings 5 festgehalten. Ein Aufnehmer 6 besteht aus einem gehärteten Werkzeugstahl und hat eine durchgehende Bohrung 21 mit einem Durchmesser, der dem Schaft des herzustellenden Werkzeugs entspricht. Außerdem weist der Aufnehmer 6 gewundene Nuten7 (Fig. 6) mit einem Krümmungssinn auf, der dem Krümmungssinn der Nutung in der an ihm anliegenden Matrize entgegengesetzt ist, wobei der kleinere Durchmesser der Nuten dem Durchmesser der Bohrung in dem Aufnehmer gleicht. Die Nuten erstrecken sich bis zur Mündung der Aufnehmerbohrung.

Der Aufnehmer 6 ist durch einen oder mehrere aufgeschrumpfte Ringe vorgespannt und in einem Querhaupt 8 so angebracht, daß seine Bohrung 21 mit dem Preßstempel 1 und der Matrize 3 axial fluchtet. Der Aufnehmer 6 ist auf Rollenlagern 9 und Druckkegellagern 9 α gegenüber dem Querhaupt 8 drehbar gelagert.

Das Querhaupt 8 ist gegenüber dem feststehenden Holm 4 mit Hilfe von Säulen 11, die es mit einem unteren Laufholm 12 verbinden, auf- und abwärts bewegbar.

Im Querhaupt 8 ist ferner ein Gehäuse 13 für eine Steuerwelle angeordnet, das auf Kegelrollenlagern 14 gegenüber dem Querhaupt drehbar gelagert ist. Die Steuerwelle ist als Gewindespindel 15 ausgebildet, die im Gehäuse 13 verkeilt ist und mit einer Spindelmutter 16 mit einem entsprechenden Innengewinde im Eingriff steht. Die Spindelmutter 16 ist feststehend mit dem Holm 4 verbunden.

Der Aufnehmer 6 wird mit Hilfe von Zahnrädern 17 und 18, die an dem Aufnehmer bzw. an dem Spindeltriebgehäuse befestigt sind und mit einem Verhältnis von 1 : 1 ineinander eingreifen, zwangläufig mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit gedreht, wie die Gewindespindel 15, jedoch in der entgegengesetzten Richtung.

Das Gewinde der Gewindespindel 15 hat die gleiche Steigung wie die schraubenlinienförmige Nutung, welche das Schneidwerkzeug haben soll, aber den entgegengesetzten Krümmungssinn.

F i g. 2 zeigt die Strangpresse beim Ende des Strangpreßvorganges. Die F i g. 3 und 4 zeigen die Strangpresse während des Herausziehens des gepreßten Werkzeugs 19, wobei F i g. 3 das Herausziehen aus der Matrize 3 und F i g. 4 das anschließende Ausstoßen aus dem Aufnehmer 6 darstellt.

Die Arbeitsschritte für den vollständigen Strangpreßvorgang sind wie folgt:

In der in F i g. 1 gezeigten Lage der Preßwerkzeuge, in welcher der Aufnehmer 6 mit der Matrize 3 in Berührung steht, wird ein erwärmtes Rohteil in die Bohrung 21 des Aufnehmers 6 eingelegt.

Der Preßstempel 1 wird in die Bohrung 21 eingedrückt, so daß er auf das erwärmte Rohteil auftrifft.

Das Rohteil wird zunächst gestaucht, so daß es die

Aufnehmerbohrung ausfüllt und die gleiche schraubenlinienförmige Form annimmt, wie sie die Nuten 7 oder Federn in der Bohrung 21 in dem an der Matrize anliegenden Teil des Aufnehmers vorgeben. Wenn die Stauchung abgeschlossen ist, tritt das Rohteil durch die Matrize 3 hindurch, wobei der Teil der Bohrung 21 mit den Federn 7 vollständig ausgefüllt bleibt.

Der Strangpreßvorgang wird durch das Auftreffen des oberen Laufholmes 2 auf die einstellbaren festen Anschläge 20 (s. F i g. 2) angehalten, wenn die durch die Matrize 3 gepreßte Länge des Rohteils zur Ausbildung des Schneidteils des Werkzeuges ausreicht, wobei die nicht durch die Matrize gepreßte Länge des Rohteils den Schaft des Werkzeuges bildet.

Der Laufholm 2 mit dem Preßstempel 1 wird dann angehoben, und die Matrize 3 wird durch die Aufwärtsbewegung des unteren Laufhohnes 12 von der Matrize 3 und dem feststehenden Holm 4 zurückgezogen.

Die resultierende gleichzeitige Aufwärtsbewegung der Steuerspindel 15 gegenüber der Spindelmutter 16 bewirkt die Drehung der Spindel, die ihrerseits mittels der Zahnräder 17 und 18 den Aufnehmer 6 zur Schaffung der erforderlichen Schraubenliniensteigung dreht. Da die Schraubenlinie der Federn 7 in dem Aufnehmer 6 einen Verlauf haben, der der schraubenförmigen Bewegung des Aufnehmers entgegengesetzt ist, wird das stranggepreßte Werkzeug 19 in dem Aufnehmer festgehalten und aus der Matrize 3 herausgezogen, wie in F i g. 3 gezeigt. Die relative Drehgeschwindigkeit ist dabei so gewählt, daß sich ein Punkt auf der Oberfläche des Werkzeuges relativ zur Matrize längs der gewünschten Schraubenlinie bewegt.

Um das stranggepreßte Werkzeug 19 aus dem Aufnehmer 6 zu entfernen, wird die Aufwärtsbewegung des unteren Holmes 12 fortgesetzt, so daß der Preßstempel 1 auf die obere Stirnfläche des Werkzeuges auftrifft (s. F i g. 4). Da sich das nun aus der Matrize 3 herausgezogene Werkzeug 19 gegenüber dem Aufnehmer 6 drehen kann, wird durch den Anpreßdruck an dem Preßstempel 1 das Werkzeug aus dem Aufnehmer ausgestoßen.

Das Querhaupt 8 wird dann wieder abgesenkt, und die Strangpresse ist für den nächsten Preßvorgang bereit.

In dem erläuterten Beispiel wird der Aufnehmer 6 während des Herausziehens des Werkzeuges 19 gedreht, und die Matrize 3 wird festgehalten. Umgekehrt kann auch die Matrize während des Herausziehens zwangläufig gedreht werden, und der Aufnehmer wird drehfest gehalten oder mit einer anderen Geschwindigkeit oder in entgegengesetzter Richtung gedreht. Die zwangläufige Drehung ist im Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Gewindespindeltriebes 15, 16 gesteuert, was vermutlich das einfachste Verfahren dafür darstellt. Es können im Rahmen der Erfindung jedoch auch andere Einrichtungen zur Erzeugung einer solchen zwangläufigen Drehung verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von schraubenlinienförmig genuteten Werkzeugen mit einem glatten Schaft, wie z. B. Bohrern, Reibahlen od. dgl, in einer Strangpresse, bei dem ein glattes Rohteil für das herzustellende Werkzeug, bis auf den später den Schaft bildenden Rest, durch eine Matrize gepreßt wird, welche das Rohteil mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nutung versieht, worauf das so erzeugte Werkzeug unter Drehung relativ zur Matrize aus der Matrize herausgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Steigung der Nutung beim Herausziehen des Werkzeuges aus der Matrize durch zwangläufige Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Werkzeugschaft und der Matrize erzeugt wird.

2. Strangpresse zum Herstellen von Werkzeugen mit schraubenlinienförmig verlaufender Nutung und einem glatten Schaft, wie z. B. Bohrern, Reibahlen od. dgl., zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer eine schraubenlinienförmig verlaufende Nutung. erzeugenden Matrize und mit einem Aufnehmer, der eine der Form des Schaftes entsprechende, auf die Durchtrittsöffnung der Matrize ausgerichtete Bohrung aufweist, wobei die Matrize und der Aufnehmer relativ zueinander axial voneinander entfernbar und gegeneinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (6) mit der Matrize (3) über einen Gewindespindeltrieb (15, 16) verbunden ist, dessen Gewindesteigung die endgültige Steigung der Nutung des Werkzeuges (19) bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nahe des matrizenseitigen Endes des Aufnehmers (6) wenigstens eine das Werkzeug (19) gegen Drehung sichernde Nut (7) oder Feder angeordnet ist.