DE2505994A1

DE2505994A1 - Method of forming a drill - involves forming two opposed depressions with flats forming a chisel tip

Info

Publication number: DE2505994A1
Application number: DE19752505994
Authority: DE
Inventors: Peter John Gill
Original assignee: GKN Screws and Fasteners Ltd
Current assignee: GKN Screws and Fasteners Ltd
Priority date: 1975-02-13
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1976-08-26

Abstract

The method involves using a cylindrical blank. Dies are used to form the cutting end of the blank (D) into two identical depressions (17b) equally spaced about a central axis. These depressions have opposing surfaces positioned opposite each other to give two wedge shapes. The outer edges (20) may also alter from curved to straight and at an angle to the central axis. The end of each depression is worked to form a flat (17), the flats being diametrically opposed and inclined at the same angle with respect to the blank axis. The flats form a chisel tip passing near the crossing point of the two depressions and angularly displaced with respect to the cutting edge (19) of each depression.

Description

Verfahren zur Herstellung eines selbst-bohrenden Befestigungselements und selbst-bohrendes Befestigungselement Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines selbst-bohrenden Befestigungselements, z.B. einer selbst-bohrenden Schraube, und auf ein selbstbohrendes Befestigungselement.Method of making a self-drilling fastener and self-drilling fastener. The invention relates to a method for making a self-drilling fastener, e.g. a self-drilling one Screw, and on a self-drilling fastener.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ausführungsform einer selbst-bohrenden Schraube und ein Verfahren zur Herstellung derselben sowie zur Bildung eines Bohrabschnitts an einem Rohling eines Befestigungselements anzugeben.The invention is based on the object of an improved embodiment a self-drilling screw and a method of making the same as well specify for the formation of a drilling section on a blank of a fastening element.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bohrabschnitts an einem Rohling eines Befestigungselements umfaßt die folgenden schritte: Am allgemein zylindrischen freien Endabschnitt eines Schafts oder Zapfens des Rohlings werden durch Warm- oder Kaltverformung zwischen zusammenwirkenden Gesenken zwei einander diametral gegenüberliegende, in entgegengesetzten Richtungen unter gleichen spitzen Winkeln gegenüber der Schaftachse geneigte gerade Drallnuten ausgebildet; es wird ein Kreuzungspunkt gewählt, an dem die Drailnuten über den Schaft am engsten aneinander angenähert sind; und es werden zwei ebene Flächen am Schaft ausgebildet, die auf einander gegenüberliegnden - Seiten unter gleichen Winkeln zur Achse des Schafts geneigt angeordnet sind und einander auf einer die Achse an oder nahe dem Kreuzungspunkt durchstoßenden Schnittlinie schneiden, wobei die Schnittlinie um die Schaftachse gegenüber der Schneidkante jeder Drallnut vorlaufend winkelversetzt angeordnet wird und durch die Neigung der von der Schnittlinie nach außen abgehenden Fläche ein Schneidkanten- bzw.The method according to the invention for producing a drilling section on a blank of a fastener comprises the following steps: On general cylindrical free end portion of a shaft or pin of the blank by hot or cold deformation between cooperating dies two each other diametrically opposite, in opposite directions under the same point Straight twist grooves inclined at angles with respect to the shaft axis are formed; it will a crossing point is chosen at which the wire grooves over the shaft are closest to one another are approximated; and there are two flat surfaces formed on the shaft, which on opposite - sides at equal angles to the axis of the shaft are arranged inclined and each other on one of the axes at or near the intersection point intersecting cutting line, the cutting line around the shaft axis opposite the cutting edge of each spiral groove is arranged leading angularly offset and by the inclination of the surface projecting outwards from the cutting line Cutting edge or

Freiwinkel hinter der Schneidkante jeder Drallnut gebildet wird. Clearance angle is formed behind the cutting edge of each helix groove.

Vorzugsweise verläuft die Bewegungsrichtung jedes Gesenkteils beim Formen der Drallnuten unter einem spitzen Winkel zu den Vorder- und Rückflanken der von dem Gesenkteil ausgebildeten Drallnut.The direction of movement of each die part is preferably at Forming the twist grooves at an acute angle to the front and back flanks of the twist groove formed by the die part.

In Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß an dem Teil des Bohrabschnitts mit dem größten Durchmesser zwei weitere ebene Flächen parallel zur Schaftachse geformt werden. Die beiden weiteren ebenen Flächen können von den Gesenkteilen während der Warm- oder Kaltverformung gebildet oder durch Bearbeitung hergestellt werden.In a further development of the method it is provided that on the part of Drill section with the largest diameter two more flat surfaces parallel to the Shank axis are formed. The two other flat surfaces can be from the die parts formed during hot or cold working or manufactured by machining will.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die äußeren Kanten der Drallnuten abgedreht werden, wobei eine schmale Fase hinter der Schneidkante in jeder Drallnut gebildet wird.In a further development of the method according to the invention, it is provided that the outer edges of the twist grooves are turned off, with a narrow bevel is formed behind the cutting edge in each twist groove.

Der Bohrabschnitt kann in der Zone der Drallnuten gleicht verjüngt ausgebildet werden, wobei der dem Schacht benachbarte Teil kleinere Querschnittsabmessungen als der dem freien Ende benachbarte Teil hat.The drilling section can be tapered in the zone of the twist grooves are formed, the part adjacent to the shaft having smaller cross-sectional dimensions than the part adjacent to the free end.

Ausgehend von einem selbstbohrenden Befestigungselement mit einem Kopf und einem Schaft bzw. Zapfen, dessen dem Kopf benachbarter Abschnitt mit einem Außengewinde und dessen freies Ende mit einem Bohrabschnitt versehen ist, wobei am Bohrabschnitt zwei einander diametral gegenüberliegende, in entgegengesetzten Richtungen unter gleichen spitzen Winkeln gegenüber der Schaftachse geneigte Drallnuten ausgebildet sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Drallnuten gerade sind und über dem Schaft an einem Kreuzungspunkt einander am nächsten kommen, daß am Bohrabschnitt zwei ebene Flächen ausgebildet sind, die auf einander gegenüberliegenden Seiten unter gleichen Winkeln zur Achse des Schafts geneigt angeordnet sind und einander auf einer die Achse an oder nahe dem Kreuzungspunkt durchstoßenden Schnittlinie schneiden, und daß die Schnittlinie um die Schaftachse gegenüber der Schneidkante jeder Drallnut vorlaufend winkelversetzt angeordnet ist, wobei durch die Neigung der von der Schnittlinie nach außen abgehenden Fläche ein Schneidkanten- bzw. Freiwinkel hinter der Schneidkante jeder Drallnut gebildet ist.Starting from a self-drilling fastener with a Head and a shaft or pin, the portion of which is adjacent to the head with a External thread and its free end is provided with a drilling section, wherein on the drilling section two diametrically opposite, in opposite Directions of twist grooves inclined at the same acute angles with respect to the shaft axis educated are, it is proposed according to the invention that the twist grooves are straight and across the shank come closest to each other at a crossing point that at the drilling section two flat surfaces are formed on opposite sides are arranged inclined at equal angles to the axis of the shaft and each other on an intersection line penetrating the axis at or near the intersection point cut, and that the cutting line around the shaft axis opposite the cutting edge each spiral groove is arranged in advance at an offset angle, whereby due to the inclination a cutting edge or clearance angle of the surface projecting outwards from the cutting line is formed behind the cutting edge of each twist groove.

Bei diesem Befestigungselement können in Weiterbildung der Erfindung an dem Teil des Bohrabschnitts, der den größten Durchmesser hat, zwei etwa parallel zur Achse des Befestigungselements verlaufende ebene Flächen ausgebildet sein. Ferner kann hinter der Schneidkante jeder Drallnut eine schmale Fase ausgebildet sein.With this fastening element, in a further development of the invention at the part of the drilling section which has the largest diameter, two approximately parallel be formed extending to the axis of the fastening element flat surfaces. Further a narrow bevel can be formed behind the cutting edge of each twist groove.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Bohrabschnitt in der Drallnutenzone derart querschnittsverjüngt, daß der dem Schaft benachbarte Teil geringere Querabmessungen als der dem freien Ende benachbarte Teil hat.In a particular embodiment of the invention, the drilling section is in the twist groove zone is tapered in cross-section in such a way that the one adjacent to the shaft Part has smaller transverse dimensions than the part adjacent to the free end.

Die ebenen Flächen können einander oberhalb, unterhalb oder im Bereich des imaginären Kreuzungspunktes schneiden.The flat surfaces can be above, below or in the area of each other intersect the imaginary crossing point.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Abschnitt eines Rohlings eines Befestigungselements nach der anfänglichen Nutausbildung; Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1; Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 1; Fig. 4 eine Seitenansicht auf einen Bohrabschnitt nach einer weiteren Bearbeituns; Fig. 5 eine Ansicht von unten auf den Bohrabschnitt gemäß Fig. 4; Fig. 6 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils C der Fig. 5; Fig. 7 eine Seitenansicht ähnlich der Fig. 4 auf eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrabschnitts Fig. 8 eine Ansicht von unten - ähnlich der Ansicht.In the following the invention is illustrated with reference to in the drawing Embodiments explained in more detail. They show: FIG. 1 a side view a portion of a blank of a fastener after the initial Groove formation; Fig. 2 is a view in the direction of arrow A in Fig. 1; Fig. 3 a Sectional view along the line B-B in Fig. 1; Fig. 4 is a side view of a Drilling section after further processing; Fig. 5 is a view from below the drilling section according to FIG. 4; Fig. 6 is a side view in the direction of the arrow C of Fig. 5; 7 shows a side view similar to FIG. 4 of an alternative Embodiment of the drilling section designed according to the invention FIG. 8 is a view from below - similar to the view.

gemäß Fig. 5 - auf den Bohrabschnitt gemäß Fig. 7; Fig. 9 eine schematische Seitenansicht auf einen Bohr abschnitt nach Ausführung einer weiteren Bearbeitungsoperation; Fig. 10 eine Ansicht von unten auf die Bohrabschnittsausführung gemäß Fig. 9; Fig. 11 eine Ansicht in Richtung des Pfeils D derFig. 10; Fig. 12 eine zur Ansicht gemäß Fig. 9 rechtwinklige Ansicht; Fig. 13 eine Ansicht von unten auf eine Bohrabschnittsausführung ähnlich derjenigen gemäß Fig 8 nach Durchführung einer weiteren Bearbeitung; Fig. 14 eine Ansicht von unten ähnlich derjenigen gemäß Fig. 13 nach einer Drehbearbeitung; Fig. 15 eine Schnittansicht ähnlich der Fig. 3, in der die Wirkung der Drehbearbeitung veranschaulicht ist; Fig. 16 die Bildung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels des .Bohrabschnitts in einem Gesenk; und Fig. 17 einen Teilschnitt auf der Linie E-E der Fig. 14. according to FIG. 5 - on the drilling section according to FIG. 7; Fig. 9 is a schematic side view of a drilling section after execution of a further machining operation; Figure 10 is a bottom view of the drill section design according to FIG. 9; 11 is a view in the direction of arrow D of FIG. 10; Fig. 12 a view at right angles to the view according to FIG. 9; 13 is a view from below to a drilling section design similar to that according to FIG. 8 after implementation a further processing; FIG. 14 is a view from below similar to that according to FIG 13 after a turning operation; FIG. 15 is a sectional view similar to FIG. 3, in which the effect of turning is illustrated; 16 the formation a modified embodiment of the .Bohrabschnitts in a die; and FIG. 17 shows a partial section on the line E-E of FIG. 14.

Die Herstellung des Bohrabschnitts bzw. -endes beginnt mit der Bildung eines Rohlings 10. Der Rohling kann bolzenförmig oder mit einem Kopf ausgebildet sein und kann entweder einen mit Außengewinde versehenen Zapfen bzw. Schaft aufweisen oder einen solchen Durchmesser haben, daß ein Gewinde der gewünschten Form nachträglich aufgebracht werden kann. Das freie Ende des Rohlings 10, an welchem der Gewindeabschnitt ausgebildet werden soll, wird im folgenden als "freier Endabschnitt" 11 bezeichnet. Dieser freie Endabschnitt kann je nach Bedarf zylindrisch, gestuft oder konisch ausgebildet sein.The manufacture of the drilling section or end begins with the formation of a blank 10. The blank can be bolt-shaped or with a head and can be either one externally threaded pins or shaft or have such a diameter that a thread of the desired shape can be applied subsequently. The free end of the blank 10, on which the threaded portion is to be formed, is hereinafter referred to as "Free end portion" 11 is designated. This free end section can as required be cylindrical, stepped or conical.

Zwei zusammenwirkende Gesenke bzw. Formen werden in einem Warm- oder Kaltverformungsprozeß dazu verwendet, zwei gerade Drallnuten 12 in der in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung dargestellten Weise auszubilden.Two cooperating dies or forms are in a hot or Cold forming process used to create two straight spiral grooves 12 in the one shown in FIGS. 1 to 4 of the drawing shown manner.

Während der Verformung wird der freie Endabschnitt des Schafts zwischen den zusammenwirkenden Gesenken bzw. Formwerkzeugen gestaucht, wobei die Gesenke so geformt sind, daß das Material des Schafts unter Bildung von zwei geraden, einander diametral gegenüberliegenden Nuten 12, die in entgegengesetzten Richtungen unter gleichen spitzen Winkeln b zur Achse 13 des Schafts geneigt sind, zum Fließen gebracht wird. Die Nuten sind bei dieser Formung gerade und nicht schraubenlinienförmig.During the deformation, the free end portion of the shaft is between the cooperating dies or forming tools upset, the dies are shaped so that the material of the shaft forming two straight, one another diametrically opposed grooves 12 which are in opposite directions below the same acute angles b are inclined to the axis 13 of the shaft, brought to flow will. The grooves in this shape are straight and not helical.

Der Formgebungsvorgang wird weiter unten genauer beschrieben.The shaping process is described in more detail below.

Das bei der Formgebung aus den Nuten. 12 verdrängte Material bildet zwei Wulste 14, welche die maximale Querabmessung des Bohrabschnitts rechtwinklig zur Schaftachse darstellen, wobei diese Querabmessung etwas größer als der vorgesehene Kerndurchmesser des Gewindeabschnitts des Schafts ist. Nach der Ausführung weiterer Bearbeitungen bis zur Endbearbeitung des Bohr abschnitts am freien Endabschnitt des Befestigungselements kann mit dem Bohrabschnitt ein Loch gebohrt werden, dessen Querschnitt zum Eindringen des Befestigungselements ausreicht, jedochnicht so groß ist, daß das am Schaft 10 vorgesehene selbst schneidende Gewinde nicht mehr greift.That when shaping from the grooves. 12 displaced material forms two beads 14 which are the maximum transverse dimension of the drilling section at right angles represent the shaft axis, this transverse dimension being slightly larger than the intended Core diameter of the threaded portion of the shaft is. After executing further Machining up to the finishing of the drilling section at the free end section of the fastening element can be drilled with the drilling portion, the Cross-section sufficient for penetration of the fastener, but not so large is that the self-tapping thread provided on the shaft 10 no longer engages.

Aus Fig. 2, in der ein teilweise geformtes Befestigungselement entlang einer der Nuten 12 gezeigt ist, ist zu sehen, daß die Nut etwa V-förmig ausgebildet ist und zwei Seitenwände bzw. Flanken 15 hat, welche einander auf einer geraden Linie 16 schneiden. Diese Vorder- und Rückflanken sind unter einem Winkel 2a gegeneinander geneigt. Die zuvor bezeichneten Winkel a und b sind so gezeigt, daß sie dem fertigen Bohrabschnitt in einer nachfolgend noch zu beschreibenden Weise den richtigen "Spanwinkel" geben.From Fig. 2, in which a partially molded fastener along one of the grooves 12 is shown, it can be seen that the groove is approximately V-shaped is and has two side walls or flanks 15, which each other on a straight Cut line 16. These leading and trailing edges are at an angle 2a to one another inclined. The aforementioned angles a and b are shown to match the finished Drill section in a manner to be described below the correct "rake angle" give.

Da die Nuten als gerade Nuten ausgebildet und mit entgegengesetzten Drallwinkeln angeordnet sind, gibt es einen mit dem Pfeil X in Fig. 1 bezeichneten Punkt, bei dem die Mittellinie 16 jeder Nut über die Schaftachse der gegenüberliegenden anderen Nut am nächsten kommt. An diesem Punkt ist der Kern bzw. die Seele zwischen den beiden Nuten am dünnsten, und die Lage dieses Kreuzungspunkts X muß festgelegt werden, bevor der nächste Schritt bei der Herstellung des Bohrabschnitts begonnen wird.Because the grooves are designed as straight grooves and with opposing grooves Twist angles are arranged, there is one indicated by the arrow X in FIG. 1 Point at which the centerline 16 of each groove is above the shaft axis of the opposite one comes closest to another groove. At this point the core or soul is between the two Grooves the thinnest, and the location of this crossing point X must be determined before proceeding to the next step in making the drill section is started.

Um einen zufriedenstellenden Bohrabschnitt herzustellen, ist es notwendig, das in den Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung gezeigte freie Ende 11 des Rohlings einer Weiterbearbeitung zu unterziehen. Zwei unter gleichen Winkeln geneigte ebene Flächen müssen durch Abarbeiten oder Entfernen von Metall vom freien Ende 11 des Schafts bis zu einem Punkt an oder nahe dem Kreuzungspunkt X der Nuten geformt werden, um einen Bohrabschnitt mit einem meißelförmigen Ende und zwei von diesem konisch ablaufenden Nuten zu bilden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 6 schneiden sich die ebenen Flächen über dem Kreuzungspunkt; in den Fig. 7, 8, 13 und 14 schneiden sie sich unterhalb und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 9 bis 12 schneiden sie sich im wesentlichen am Kreuzungspunkt.In order to produce a satisfactory drilling section it is necessary to the free end 11 of the blank shown in FIGS. 1, 2 and 3 of the drawing To undergo further processing. Two flat surfaces inclined at equal angles must be done by machining or removing metal from the free end 11 of the shaft be formed to a point at or near the intersection point X of the grooves a drilling section with a chisel-shaped end and two tapering from this end To form grooves. In the embodiment according to FIGS. 1 to 6 intersect the flat surfaces above the crossing point; 7, 8, 13 and 14 cut they intersect below and in the embodiment according to FIGS. 9 to 12 they are essentially at the crossing point.

Daher dient die Bearbeitung oder andere Formgebungsoperation der Entfernung von Metall unter der Schnittlinie B-B in Fig. 1, wodurch die in Fig. 4 dargestellte, zwischenbearbeitete Bohrspitze entsteht.Therefore, the machining or other shaping operation is for removal of metal under the section line B-B in Fig. 1, whereby the shown in Fig. 4, intermediate machined drill bit is created.

Die Bearbeitung erfolgt auf geeignete Weise so, daß zwei geneigte, flache Oberflächen geschaffen werden. So kann beispielsweise ein V-förmiges Räum<Nadel )Werkzeug derart am Ende des Befestigungselements zum Angriff gebracht werden, daß es in derRichtung der vorgesehenen Schnittlinie der beiden flachen Flächen, d.h. der Querschneide der fertigen Bohrschraube wirksam ist. In alternativer Verfahrensweise können die Flächen durch Fräsen oder Schleifen gebildet werden, sofern sie im wesentlichen flach sind. Die Flächen schließen mit der Achse des Befestigungselements gleiche Winkel ein, und in Fig. 6 ist der Komplementärwinkel d angegeben, der bei der späteren Berechnung des Spanwinkels der Nuten verwendet wird.The processing is carried out in a suitable way so that two inclined, flat surfaces can be created. For example, a V-shaped broach <needle ) Tools are brought to attack at the end of the fastener, that it in the direction of the intended line of intersection of the two flat surfaces, i.e. the cross-cutting edge of the finished drilling screw is effective. In an alternative procedure The surfaces can be formed by milling or grinding, provided that they are essentially are flat. The surfaces close flush with the axis of the fastening element Angle, and in Fig. 6 the complementary angle d is given, which in the later Calculation of the rake angle of the grooves is used.

In den Fig. 4, 5 und 6 sind die ebenen Flächen mit 17 bezeichnet, und ihre Schnittlinie, die Querschneide bzw.In Figs. 4, 5 and 6, the flat surfaces are designated by 17, and its cutting line, the cross cutting edge or

Meißel spitze der Schraube, ist mit 18 bezeichnet.Chisel tip of the screw is denoted by 18.

Die Lage der Schnittlinie 18 ist für die ordnungsgemäße Funktion des shrakschnitts von weaentliçher Bedeut Wenn die Schraube zur Bildung der flachen Flächen 17 richtig ausgerichtet ist, liegt die Schnittlinie 18 winkelmäßig kurz vor jeder Schneidkante der Nuten 12. Daher liegt die Schneidkante 19 mit Winkelabstand hinter der die Querschneide definierenden Linie 18, so daß das Metall der Schraube von der Linie 18 aus geneigt abgeht und einen Schnittkanten- bzw. Freiwinkel hinter der Schneidkante 19 jeder Nut zu Bohrzwecken bildet.The position of the cutting line 18 is essential for the proper functioning of the shrakschnitts of weaentliçher meaning when the screw to form the flat Surfaces 17 is correctly aligned, the cutting line 18 is angularly short in front of each cutting edge of the grooves 12. Therefore, the cutting edge 19 is angularly spaced behind the line 18 defining the cross cutting edge, so that the metal of the screw descends inclined from the line 18 and a cutting edge or clearance angle behind the cutting edge 19 of each groove forms for drilling purposes.

Vor der Bearbeitung ist es notwendig, die Rohlinge genau zu orientieren, damit ein vorgegebener Winkel c zwischen der Richtung des Pfeils C (entlang der Schnittlinie 18) und dem Teil der Schraube mit der rechtwinklig zur Schraubenachse größten Querabmessung genau definiert. wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Querschneide die richtige Lage in Bezug auf die Schneidkanten 19 der Nuten einnimmt. Bei Verwendung eines Räumwerkzeugs zur Bildung der Bohrspitze wirkt das Werkzeug in Richtung des Pfeils C.Before machining, it is necessary to precisely orient the blanks, so that a given angle c between the direction of the arrow C (along the Section line 18) and the part of the screw with the right angle Exactly defined to the screw axis largest transverse dimension. will. This ensures that the cross cutting edge is in the correct position in relation to the cutting edges 19 of the grooves occupies. This works when a broach is used to form the drill bit Tool in the direction of arrow C.

Bei dem in den Fig. 1 bis 6 der Zeichnung dargestellten vorgeformten bzw. vorbearbeiteten Bohrabschnitt schneiden sich die ebenen Flächen 17 kurz oberhalb des Kreuzungspunkts X der Nuten 12.In the preformed shown in Figs. 1 to 6 of the drawings or pre-machined drilling section, the flat surfaces 17 intersect just above the intersection point X of the grooves 12.

Bei dem vorbearbeiteten Bohrabschnitt der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführung schneiden sich die ebenen Flächen 17a kurz unterhalb des Kreuzungspunkts X (sShe Fig. 7.In the pre-machined drilling section shown in FIGS. 7 and 8 Execution, the flat surfaces 17a intersect just below the crossing point X (see Fig. 7.

Bei dieser Ausführung sind die Schneidkanten der Nuten gerade und stoßen direkt auf die Querschneide 18a der Schraube, wodurch gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem ein kleiner Radius zwischen den Schneidkanten und der Querschneide vorhanden ist, etwas verbesserte Schneideeigenschaften erzielt werden. Dieses Merkmal ist bei Vergleich des leicht abgerundeten Zentralabschnitts der Schneidkante 19 in Fig. 5 mit der vollständig geraden Schneidkante 19a des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 8 zu erkennen.In this design, the cutting edges of the grooves are straight and butt directly on the cross-cutting edge 18a of the screw, whereby compared to the previously described embodiment, in which a small radius between the cutting edges and the cross cutting edge is present, somewhat improved cutting properties are achieved will. This feature is when comparing the slightly rounded central section the cutting edge 19 in FIG. 5 with the completely straight cutting edge 19a of the exemplary embodiment according to FIG. 8 to be recognized.

Weitere Bearbeitungsvorgänge werden vorzugsweise an dem vorläufigen Bohrabschnitt durchgeführt, um gute Bohreigenschaften zu gewährleisten. Die als erstes nachfolgende Bearbeitung ist ein Abarbeiten oder eine sonstige Entfernung des Metalls von den bei der Formung des Bohrabschnitts nach außen gedrückten Wülsten. Die Wirkung dieses Vorgangs ist in den Fig. 9 bis 11 dargestellt, welche auch die einander im wesentlichen am Kreuzungspunkt X schneidenden, geneigten und ebenen Flächen 17b zeigen.Further editing operations are preferably carried out on the preliminary Drill section carried out to ensure good drilling properties. As The first subsequent processing is a processing or some other removal of the metal from the beads pushed outward during the formation of the drilling section. The effect of this process is shown in FIGS. 9-11, which also include the inclined and planar intersecting each other essentially at the intersection point X. Show surfaces 17b.

Auch in diesem Falle sind die Schneidkanten 19b des Bohrabschnitts an ihrer Schnittstelle mit der Querschneide 18b leicht gekrümmt.In this case too, the cutting edges 19b are the drilling section slightly curved at their intersection with the cross-cutting edge 18b.

Gemäß den Fig. 9 bis Ii sind zwei weitere ebene Flächen 20 am Bohrabschnitt ausgebildet, und zwar an dessen dicksten Teil 14, der während der Formung der Drallnuten (Fig. 1) nach außen gedrückt worden ist. Diese Flächen 20 können genau parallel zu einander und mit gleichem Abstand an entgegengesetzten Seiten der Schaftachse angeordnet sein, oder sie können unter einem kleinen Winkel derart geneigt zueinander verlaufen, daß der dickste Teil des Bohrabschnitts an der in der Zeichnung mit 21 bezeichneten Stelle gebildet ist. In alternativer Ausführung können die Flächen 20 hinter der mit 21 bezeichneten Stelle einwärts gestuft ausgebildet sein.According to FIGS. 9 to 11, there are two further flat surfaces 20 on the drilling section formed, namely at the thickest part 14, which during the formation of the twist grooves (Fig. 1) has been pushed outwards. These surfaces 20 can be exactly parallel to each other and with the same distance on opposite sides of the shaft axis be arranged, or they can be so inclined to each other at a small angle run that the thickest part of the drilling section at the in the drawing with 21 designated point is formed. In an alternative design, the surfaces 20 be formed stepped inwardly behind the point designated by 21.

Die am Bohrabschnitt der Schraube ausgebildeten Umflächen 20 und die Stirnflächen 17b verlaufen rechtwinklig zu einer in der Zeichnung mit 22 angegebenen, mit der Schaftachse zusammenfallenden imaginären Ebene. Diese imaginäre Ebene fällt mit der Papierebene in Fig. 11 der Zeichnung z-usammen. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Stirnflächen 17b und die Umflächen 20 ggf. gleichzeitig auszubilden. Es ist jedoch nicht von wesentlicher Bedeutung, daß die Umflächen 20 parallel zur Schnittlinie -18 der flachen Flächen 17b-verlaufen, wenn diese separat hergestellt werden.The circumferential surfaces 20 formed on the drilling section of the screw and the End faces 17b are at right angles to one in the drawing with 22 indicated, coinciding with the shaft axis imaginary plane. These imaginary plane coincides with the paper plane in Fig. 11 of the drawing. Because of With this configuration, it is possible, the end faces 17b and the peripheral surfaces 20, if necessary. train at the same time. However, it is not essential that the Surrounding surfaces 20 run parallel to the line of intersection -18 of the flat surfaces 17b, if these are manufactured separately.

Um übermäßige Abnutzung oder Beschädigung der Schneidkanten der drei Nuten zu vermeiden, kann eine Drehbearbeitung entsprechend den Fig13und 14 folgen. Durch diese Drehbearbeitung wird der anderenfalls an den Nutkanten verbleibende spitze Winkel durch Ausbildung der ebenen Seiten -flächen 20 abgearbeitet. Es ist zu sehen, daß der Winkel zwischen der abgedrehten Flasche 23 und der Schneidkante 19 größer als 900 ist, so daß die Schneidkante eine-vergleichsweise hohe Stabilität besitzt. Vorzugsweise wird bei der Drehbearbeitung nicht die gesamte flache Oberfläche (Umfläche) 20 abgetragen, so daß hinter den Nutkanten ein die Reibung verringernder Zwischenraum verbleibt.To avoid excessive wear or damage to the cutting edges of the three To avoid grooves, a turning operation as shown in FIGS. 13 and 14 can follow. This turning operation removes what would otherwise remain at the groove edges Acute angles processed by forming the flat side surfaces 20. It is to see that the angle between the twisted bottle 23 and the cutting edge 19 is greater than 900, so that the cutting edge has a comparatively high stability owns. Preferably, not all of the flat surface is used in turning (Surrounding area) 20 removed, so that behind the groove edges a friction reducing Space remains.

Wenn die durch die Bearbeitung oder andersartige Formung der Flachseiten 20 gebildeten spitzwinkligen Kanten an der Schraube verbleiben würden, wäre mit Schwierigkeiten beim Bohren tiefer Löcher insbesondere aufgrund fortschreitender Abnutzung der Schneidkanten der Nuten am Ende des Bohrabschnitts zu rechnen, so daß sich eine nach außen konische Form des Bohrabschnitts mit fortschreitendem Bohren ergibt. Durch Abarbeiten wird das außerhalb des in der Zeichnung mit 23 bezeichneten Kreises liegende Metall entfernt, wodurch die äußeren Kanten der Nuten abgetragen und eine schmale Fase hinter der Schneidkante der Nut gebildet werden.If that is caused by machining or other types of shaping of the flat sides 20 acute-angled edges formed on the screw would remain with Difficulty drilling deep holes especially due to progressive wear of the cutting edges of the grooves at the end of the drilling section to be expected, so that a results in an outwardly conical shape of the drilling section as drilling proceeds. By processing, this becomes outside the circle designated by 23 in the drawing lying metal removed, whereby the outer edges of the grooves worn away and a narrow bevel can be formed behind the cutting edge of the groove.

Mit der gleichen Bearbeitung kann der Durchmesser hinter der äußeren Spitze des Bohrabschnitts verringert werden, um eine gewisse Spanlücke zu schaffen und den der Drehbewegung entgegenstehenden Reibwiderstand zu verringern.With the same machining, the diameter can be behind the outer Tip of the drill section can be reduced to create a certain chip gap and to reduce the frictional resistance opposing the rotational movement.

Dies kann zur Ausbildung einer Schulter in oder nahe der mit 24 in den Fig. 9 und 11 bezeichneten Zone oder zu einer geraden Konizität in Richtung des Vor der endes der Schraube führen, wobei der Teil 21 die dickste Stelle des Bohrabschnitts bleibt.This can be used to form a shoulder at or near the 24 in 9 and 11 designated zone or to a straight conicity in the direction of the front of the end of the screw, the part 21 being the thickest part of the Drilling section remains.

Anstelle oder vor der Bearbeitung der ebenen Seitenflächen 20 können die Seiten des Bohrabschnitts während der Formung der Nuten abgeflacht werden. Die Gesenkteile, welche bei der Nutformung verwendet werden, können ähnlich der schematisch in Fig. 16 der Zeichnung dargestellten Anordnung ausgebildet sein, bei der das Untergesenk 25 zwei abgeflachte Gegenflächen 26 aufweist, welche einer Materialverdrängung nach außen in der Zone 14 entgegenwirken. Durch diese Maßnahme wird die Möglichkeit eines Risses oder Bruches im Bereich der engsten Stelle X der Nuten ausgeschlossen und das Maß der Ausbauchung der WUlste 14 begrenzt. Bei Verwendung von Gesenken mit den flachen Oberflächen 26 wird u.U. eine spätere Bearbeitung zur Herstellung der ebenen Seitenflächen (Umflächen) 20 überflüssig. Wie in Fig. 16 zu erkennen ist, werden die Gesenkteile in einer Richtung aufeinander zubewegt, welche unter einem spitzen Winkel zu den Vorder- und Rückflanken der an einem Bohrabschnitt ausgebildeten Nuten verläuft. Dies ist im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Methode der Nutbildung, bei der die Gesenkteile in einer Richtung senkrecht zu einem Flächenpaar der Nuten zusammenbewegt wurden.Instead of or before the machining of the flat side surfaces 20 can the sides of the drilling section are flattened during the formation of the flutes. the Die parts, which are used in the groove formation, can be similar to the schematic in Fig. 16 of the drawing arrangement shown, in which the lower die 25 has two flattened mating surfaces 26, which a material displacement after counteract the outside in zone 14. By doing this, the possibility of a Crack or breakage in the area of the narrowest point X of the grooves is excluded and the extent of the bulging of the bulges 14 is limited. When using dies with The flat surfaces 26 may require later machining to produce the flat side surfaces (surrounding surfaces) 20 superfluous. As can be seen in Fig. 16, the die parts are moved towards each other in a direction which is under a acute angle to the leading and trailing flanks of those formed on a drilling section Grooves runs. This is in contrast to the previously described method of groove formation, in which the die parts in a direction perpendicular to a pair of surfaces of the grooves were moved together.

Bei Verwendung von, Gaenkteilen ntspre-chend der Prinzipdarstellung in Fig. 16 ist es möglich, einen gewünsdten Spanwinkel an der Vorderflanke der Nut geeignet auszubilden.When using, gauntlet parts according to the principle illustration in Fig. 16 it is possible to have a desired rake angle on the front flank of the groove suitable to train.

Die Geometrie der Schraubenspitze kann so gewählt werden, daß sich ein geeigneter Spanwinkel und auch ein geeigneter Schneidkanten- bzw. Freiwinkel hinter der Schneidkante 19 der Nut ergibt.The geometry of the screw tip can be chosen so that a suitable rake angle and also a suitable cutting edge or clearance angle behind the cutting edge 19 of the groove results.

Die Winkel a, b, c und d, auf die vorstehend Bezug genommen wurde, sind wählbar, und es ist durch einfache trigonometrische Berechnungen möglich, gewisse Zwischenwinkel p, q abzuleiten, die zur Berechnung des Spanwinkels und des Freiwinkels bei Verwendung der gewählten Werte von a, b, c und d benutzt werden können.The angles a, b, c and d referred to above are selectable and it is by simple trigonometric calculations possible to derive certain intermediate angles p, q that are used to calculate the rake angle and the clearance angle when using the selected values of a, b, c and d can be.

Fig. 17 ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E der Fig. 14 und zeigt die Lage des Spanwinkels x und des Freiwinkels y. Dieser Schnitt ist durch eine parallel zur Schraubenachse verlaufende Ebene gelegt, welche die Vorderflanke unter einem Winkel von 900 schneidet. Der Spanwinkel x ermöglicht die Abführung der Späne von der Bohrspitze nach oben, und der Freiwinkel y ermöglicht die Reduktion des Reibwiderstands bei Umlauf des Bohr abschnitts auf ein Minimum, und zwar selbst dann, wenn an der äußersten Schneidkante Abnutzungserscheinungen auftreten.FIG. 17 is a sectional view taken along line E-E of FIG. 14 and shows the position of the rake angle x and the clearance angle y. This cut is through laid a plane running parallel to the screw axis, which is the leading flank cuts at an angle of 900. The rake angle x enables the removal of the chips from the drill point upwards, and the clearance angle y enables the reduction the frictional resistance when rotating the drilling section to a minimum, even when signs of wear appear on the outermost cutting edge.

Die Beziehung zwischen den gewählten Winkeln a, b, c und d und den abgeleiteten Zwischenwinkeln p und q ist wie folgt: Tan p = Tan a Cos b q = c + p - 900 Nach der Bestimmung der Zwischenwinkel p und q kann der Spanwinkel x unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden: Tan x n Tan b Cos p Der Freiwinkel y kann aus der folgenden Beziehung berechnet werden: Tan y = Tan d Cos q Wenn beispielsweise a = 60° b = 200 c = 700 d = 300 so ergibt sich für x = 10° (angenähert) y = 23 (angenähert) Es versteht sich, daß eine Änderung einer der gewählten Variablen a, b, c oder d zu einer Änderung des Spanwinkels und des Freiwinkels führt.The relationship between the chosen angles a, b, c and d and the derived intermediate angles p and q is as follows: Tan p = Tan a Cos b q = c + p - 900 After determining the intermediate angles p and q, the rake angle x can be below Can be calculated using the following equation: Tan x n Tan b Cos p Of the Clearance angle y can be calculated from the following relationship: Tan y = Tan d Cos q If, for example, a = 60 ° b = 200 c = 700 d = 300, then x = 10 ° (approximate) y = 23 (approximate) It goes without saying that a change in one of the selected Variables a, b, c or d lead to a change in the rake angle and the clearance angle.

Claims

Expectations

W Method for producing a drilling section on a blank a fastener having a generally cylindrical free end portion a shaft or journal of the blank by hot or cold forming between cooperating dies two diametrically opposite, in opposite Directions of twist grooves inclined at the same acute angles with respect to the shaft axis are formed, characterized in that the twist grooves during the deformation be designed as straight grooves (12) which extend over the shaft (10) at a point of intersection (X) are most closely approximated to each other that the intersection point is chosen and two flat surfaces (17) are formed on the shaft, which are on opposite sides Sides arranged inclined at the same angles to the axis (13) of the shaft (10) and each other on one of the axis (13) or near the intersection point (X) penetrate Intersect cutting line (18), and that the cutting line (18) around the shaft axis (13) opposite the cutting edge (19) of each twist groove (12) leading, angularly offset is, by the inclination of the cutting line (18) going out to the outside Surface (17) a cutting edge or. Fteiwinkel (y) behind the cutting edge (19) each Twist groove is formed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the direction of movement each die part (25) when forming the twist grooves (12) at an acute angle to the front and rear flanks (19) of the twist groove formed by the die part (12) runs.

3. The method according to claim 1, characterized in that on the part (14) of the drilling section with the largest diameter two further flat surfaces (20) be formed parallel to the shaft axis.

4. The method according to claim 1, characterized in that the outer Edges of the twist grooves (12) are turned off, with a narrow bevel (23) behind the cutting edge (19) of each twist groove is formed.

5. Fastening element with a drill section, which after the method according to claim 1 is produced.

6. Self-drilling fastener with a head and a shank or pin, whose section adjacent to the head with an external thread and whose the free end is provided with a drilling section, with two at the drilling section diametrically opposite, in opposite directions under the same point Twist grooves inclined at angles relative to the shaft axis are formed, d a d u c h e k e k e nn z e i n g e n e t that the twist grooves (12) are straight and come closest to each other at a crossing point (X) above the shaft (10), that on the drilling section two flat surfaces (17) are formed, which on / one another opposite sides at the same angles to the axis (13) of the shaft (10) are arranged inclined and each other on an axis (13) at or near the intersection point (X) intersect the cutting line (18), and that the cutting line (18) around the shaft axis (13) leading towards the cutting edge (19) of each twist groove (12) is arranged angularly offset, whereby by the inclination of the cutting line (18) outwardly extending surface (17) a cutting edge or

Clearance angle (y) formed behind the cutting edge (19) of each twist groove is.

7. Fastening element according to claim 6, characterized in that at the part (14) of the drilling section which has the largest diameter, approximately two flat surfaces (20) running parallel to the axis (13) of the fastening element are trained.

8. Fastening element according to claim 6 or 7, characterized in that that behind the cutting edge (19) of each twist groove (12) a narrow bevel is formed is.

9. Fastening element according to claim 6, characterized in that the cross-section of the drilling section tapered towards the threaded section is.