DE2738035A1

DE2738035A1 - Gewindeschneidschraube mit bohrspitze

Info

Publication number: DE2738035A1
Application number: DE19772738035
Authority: DE
Inventors: Akira Takemura; Tadao Utsumi
Original assignee: YAMASHINA SEIKOSHO KK
Current assignee: YAMASHINA SEIKOSHO KK
Priority date: 1976-08-24
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1978-03-02
Also published as: JPS597045B2; US4136597A; JPS5325758A; DE2738035C2; CA1070994A; AU2756277A; AU509476B2

Description

Sie Erfindung betrifft eine Gewindeschneidschraube mit einem einen Werkzeugeinsatz ermöglichenden Kopf, einem Gewinde und einer Bohrspitze, um Bohrvorgänge ausführen zu können, sowie ein Preßwerkzeug zur Herstellung der Bohrspitze im Preßverfahren.

Gewindeschneidschrauben mit einer Bohrspitze können nach ihren Herstellungsverfahren grob in zwei Arten unterteilt werden. Bei der einen Art sind die Bohrspitzen durch Fräsen oder andere maschinelle Bearbeitung hergestellt, bei der anderen Art sind die Bohrspitzen durch Schmieden oder Kaltverformung gebildet. Sie Erfindung betrifft eine nach einem Kaltverformungs-Yerfahren hergestellte Gewindeschneidschraube mit Bohrspitze sowie Formteile, also Preßwerkzeuge zur Herstellung einer solchen Gewindeschneidschraube nach Kaltverf ormungs-Verf ahren.

Bei bisher bekannten Gewinde schneidschrauben dieser Art ist die Ausbildung der Bohrspitze für den Bohrvorgang nicht ausreichend.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine billig herzustellende Gewindeschneidschraube mit bisher unerreichter Bohrleistung sowie ein Formwerkzeug zur Herstellung einer solchen Gewindeschneidschraube zu schaffen, das ebenfalls leicht herstellbar ist, und sich in seiner konstruktiven Ausbildung gegenüber den komplexen Formen herkömmlicher Formwerkzeuge vorteilhaft unterscheidet und wesentlich vereinfacht ist.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bohrspitze aus zwei im wesentlichen identischen halben Spitzen besteht, von denen eine jede einen halben konischen Teil, einen halben zylindrischen Teil und einen halben kegelstumpfförmigen Teil aufweist, die durch gleiche Aufteilung erzeugt und vom vorderen Ende jeder Spitze beginnend aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei die beiden Hälften der Bohrspitzen derart aneinandergrenzen, daß ihre Längsmittelachsen in entgegengesetzten Richtungen um den gleichen Winkel in bezug auf die Schraubenlängsachse geneigt sind und sich in einem Punkt etwas außerhalb vom vorderen Ende der halben Bohrspitzen schneiden.

Zur Herstellung einer solchen Gewindeschneidschraube dient nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Formwerkzeug, das gekennzeichnet ist durch ein Paar im wesentlichen identische Bohrspitzen erzeugende Formteile, von denen jedes eine halbe konische Ausnehmung, eine halbe zylindrische Ausnehmung und eine halbe kegelstumpfförmige Ausnehmung aufweist, die durch gleiche Aufteilung erzeugt und vom vorderen Ende jeder Hälfte der Bohrspitzen bildenden Formteile beginnend angeordnet sind, und daß zur Herstellung der Formteile Werkzeugrohlinge in bezug auf ein Bearbeitungswerkzeug (Funkenerosionswerkzeug) so angeordnet sind, daß die Mittelachsen eines Paares von Formteilen ergebenden Werkzeugrohlingen in entgegengesetzten Richtungen um den gleichen Winkel in bezug auf die Mittelachse des Bearbeitungswerkzeuges geneigt

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sind, und daß die Mittelachsen des Werkzeugrohlingpaares sich an einem etwas außerhalb vom vorderen Ende der Spitzen der Hohlformen liegenden Punkt schneiden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht zur Erläuterung der Hohlform

eines Preßwerkzeuges nach der Erfindung zur Bearbeitung eines Schraübenrohlings;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung sowie eine und 3 Seitenansicht der Preßwerkzeuge zur Erläuterung zweier Arbeitsabläufe bei ihrer Herstellung;

Figur 4- eine perspektivische Ansicht eines fertigen Preßwerkzeuges;

Figur 5 eine Ansicht von vorn auf einen Rohling für eine Gewindeschneidschraube;

Figur 6 den Rohling nach Figur 5 in die Preßwerkzeuge eingebracht, jedoch vor Beginn des Preßvorganges;

Figur 7 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen

Gewindeschneidschraube, die mittels der Preßwerkzeuge hergestellt wurde, jedoch noch überschüssiges Material aufweist;

Figur 8 eine Ansicht einer Gewindeschneidschraube mit Bohrspitze herkömmlicher Art, aus der ihre nicht exakte Ausbildung hervorgeht, und

Figur 9 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Gewindeschneidschraube gemäß Figur 7» bei der das

überschüssige Material entfernt worden ist.

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In Figur 1 sind mit den Bezugszeichen 1, 2 und 3 gekrümmte Flächenelemente einer Preßform nach der Erfindung bezeichnet, die jeweils ein halbkonisches Profil, ein halbzylindrisches Profil und ein halbkegelstumpfförmiges Profil aufweisen. Die Flächenelemente 1, 2 und 3 haben eine gemeinsame Längsmittelachse O^ und diametrale, in der gleichen Ebene liegende Gegenflächen. Die Flächenelemente 1, 2 und 3 bilden in Kombination die Ausnehmung oder Hohlform des Preßwerkzeuges zur Erzeugung einer Bohrspitze. Eine Ausnehmung identischer Ausbildung mit einer Längsmittelachse Op, strichpunktiert angegeben, liegt zu der in ausgezogenen Linien gezeigten Ausnehmung derart in entgegengesetzter Richtung geneigt, daß ein Paar von Ausnehmungen gebildet ist, die zu einer Mittellinie 0-, je einen Winkel ß einschließen.

Die Linie 0, ist die Mittellinie eines Schraubenrohlings für eine Gewindeschneidschraube, wie nachfolgend beschrieben ist.

Die Mittelachsen O_x. und Op dieses Paares von Ausnehmungen schneiden sich auf der Mittellinie O₅, an einem Punkt, der etwas außerhalb der Spitze 4- dieser Ausnehmung liegt.

Das halbzylindrische, eine Ausnehmung bildende Flächenelement 2 hat einen Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Schraubenrohlings für die Spitze der noch zu beschreibenden Gewindeschneidschraube ist. Die charakteristischen Merkmale der Preßwerkzeuge gehen aus der nachfolgenden Beschreibung ihrer Herstellung und ihres Einsatzes eindeutig hervor.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Preßwerkzeuge wird als Bearbeitungswerkzeug ein Funkenerosionswerkzeug 8 verwendet, das einen konischen Teil 1', einen zylindrischen Teil 2* und einen kegelstumpfförmigen Teil 3' aufweist, die jeweils den zuvor erwähnten Flächenelementen der beschriebenen Ausnehmungen entsprechen. Zwei ein Paar bildende Werkzeugrohlinge werden in eine nicht dargestellte Einspannvorrichtung eingebracht, so daß ihre Stirn-

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flächen aneinanderstoßen und sie in bezug auf die Mittelachse des Funkenerosionswerkzeuges ö in entgegengesetzter Richtung um den Winkel (h geneigt sind; ihre Mittelachsen schneiden sich an einem Punkt O' der Werkzeugrohlinge 7i 7', der etwas tiefer liegt als eia Punkt V, der der vorbestimmten Spitze der mit dem Funkenerosionswerkzeug 6 herzustellenden Ausnehmung entspricht. Danach wird mittels des zwischen beiden Werkzeugrohlingen angreifenden Funkenerosionswerkzeuges bis zu einer vorbestimmten Tiefe Material von den Werkzeugrohlingen abgetragen. Ein auf diese Weise fertiggestelltes Preßwerkzeug 13 wird derart nachbearbeitet, daß auf der geneigten Seite gemäß Figur 4 eine Schneidkante 16 entsteht. Das Preßwerkzeug wird anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen, um ihm die vorgegebene Festigkeit zu verleihen, danach ist es einsatzfertig.

Nunmehr wird das Verfahren zur Erzeugung der Gewindespitze mit dem erfindungsgemäßen Preßwerkzeug beschrieben. Ein Schraubenrohling für eine Gewindeschneidschraube gemäß Figur 5 ist in herkömmlicher Weise im üblichen Verfahren hergestellt und weist einen Kopf 10 mit einem Einsatz für ein Schraubwerkzeug, hier einen Kreuzschlitz 9» einen Gewindeteil 11 und einen Teil für die Bildung der Bohrspitze 12 auf. Der Gewindeteil 11 hat einen Durchmesser , der im wesentlichen dem wirksamen Durchmesser des Gewindes der Gewindeschneidschraube entspricht, während der Teil 12 einen etwas geringeren Durchmesser als der Gewindeteil 11 aufweist, mit anderen Worten, er weist einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich dem Wurzeldurchmesser des Gewindes der Gewindeschneidschraube ist.

Wie aus Figur 6 hervorgeht, wird ein Preßwerkzeugpaar 13, 13* auf einer nicht dargestellten Zustellvorrichtung einer Kaltverformungsmaschine so angeordnet, daß die beiden Formenteile nicht geneigt zueinander und in bezug auf den Schraubenrohling senkrecht liegen.

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Werden die beiden Preßwerkzeuge und damit die Formenteile geschlossen, so nehmen die Ausnehmungen in der Arbeitsstellung im wesentlichen die oben beschriebenen Lagen ein. Bei dieser Bearbeitung, bei der die Bohrspitze 12 aus dem Schraubenrohling ausgearbeitet wird, wird dieser so geformt, daß seine Konfiguration dem Negativ in der linken und rechten Form 13, 13' der Preßwerkzeuge entspricht. Das in Figur 7 mit 14 bezeichnete überschüssige Material wird bei einem darauffolgenden Arbeitsgang entfernt. InnereKanten 5» 6 zwischen den außenliegenden Umfangsflächen der halbzylindrischen Ausnehmung 2 der Preßwerkzeuge und den Oberflächen der Preßwerkzeuge bilden in bezug auf die Achse O, des Schraübenrohlings einen negativen Winkel, sobald sich die Preßwerkzeuge in den Schraubenrohling eindrücken, so daß die Preßwerkzeuge den Schraubenrohling fest umschließen und dadurch verhindern, daß der Schraubenrohling sich während des Arbeitsvorganges nach oben verschiebt.

Auf diese Weise kann das Abtrennen von überschüssigem Materil verhindert werden und der Schraubenrohling läßt sich präzis in Übereinstimmung mit der Negativform der Preßwerkzeuge bringen, sobald der Preßdruck aufgebracht wird.

Figur 8 zeigt einen Schraubenrohling, der mit herkömmlichen Preßformen bearbeitet wurde, die keine halbzylindrische Ausnehmung 2 aufweisen. Bei Verwendung solcher Formteile bewegen sich der Schraubenrohling und das überschüssige Material in entgegengesetzten Richtungen, sobald sich die Formteile in den Schraubenrohling eindrücken. Es kann also sein, daß manchmal der Schraubenrohling bereits abgetragen ist, ehe das Aufbringen des Druckes am Ende des Vorganges abgeschlossen ist. Die bekannten Formwerkzeuge hatten den Nachteil, daß die Schnittkante und das Endstück der Schraubenspitze mangelhaft ausgebildet waren, so daß die Bohrleistung der Gewindeschneidschraube wesentlich gemindert war.

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Bei Verwendung des Formwerkzeuges nach der Erfindung bleibt das überschüssige Material 14 am Endstück der Schraubspitze bis nach dem Eindrücken bestehen. Das überschüssige Material 14 kann leicht beim nächsten Arbeitsvorgang, nämlich dem Gewindewalzvorgang, entfernt werden, wenn dem Endstück der Schraubspitze ein Hindernis zugeordnet wird. Auf diese Weise wird die Gewindeschneidschraube nach Figur 9 hergestellt. Die fertige Gewindeschneidschraube enthält, wie aus Figur 9 hervorgeht, einen halbkonischen Abschnitt 1", einen halbzylindrischen Abschnitt 2'' und einen halbkegelstumpfförmigen Abschnitt 3'¹» die jeweils d«irch den halbkonischen Negativteil 1, den halbzylindrischen iiegativteil 2 und und halbkegelstumpfförmigen Negativteil 3 der Preßwerkzeuge 13 erzeugt wurden.

Mit dem Bezugszeichen 12* ist eine Fläche der Schraubenspitze bezeichnet, die nicht mit den Preßwerkzeugen in Verbindung kam.

Eine mit den erfindungsgemäßen Preßwerkzeugen hergestellte Bohrspitze kann eine Nut 15 großer Breite aufweisen, durch die die beim Bohren anfallenden Späne abgeleitet werden können. Dadurch ist es möglich, bei einer Gewindeschneidschraube zwei Spitzen A¹' und zwei Schneidkanten 4" bis 5¹ ' vollständig auszubilden und scharf zu erzeugen. Solche Bohrspitzen weisen daher eine weitaus bessere Bohrleistung als bisher bekannte auf.

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Claims

Kabushiki Kaisha Yamashina Seikosho München, 19.08.1977

Nr. 16, Higashinokitsuneyabu-cho, P 492/77

Yamashina-ku, Pu/rei Kyoto-shi, Kyoto-fu, Japan

Patent anspräche

Gewindeschneidschraube mit einem einen Werkzeugeinsatz ermöglichenden Kopf, einem Gewinde und einer Bohrspitze, dadurch gekennzeichnet , daß die Bohrspitze (12) aus zwei im wesentlichen identischen halben Spitzen (V') besteht, von denen eine jede einen halben konischen Teil (1'') , einen halben zylindrischen Teil (2") und einen halben kegel stumpf f δ rmigen Teil (3¹¹) aufweist, die durch gleiche Aufteilung erzeugt und vom vorderen Ende jeder Spitze beginnend aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei die beiden Hälften der Bohrspitzen derart aneinandergrenzen, daß ihre Längsmittelachsen (O₄., Op) in entgegengesetzten Richtungen um den gleichen Winkel ( Λ ) in bezug auf die Schraubenlängsachse (0,) geneigt sind und sich in einem Punkt (0) etwas außerhalb vom vorderen Ende der halben Bohr spitzen (V') schneiden.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Formwerkzeug zur Herstellung einer Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1 durch Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet , daß ein Paar im wesentlichen identische Bohrspitzen (V') erzeugende Formteile (Preßwerkzeuge 13, 13') vorgesehen sind, von denen jedes eine halbe konische Ausnehmung(i), eine halbe zylindrische Ausnehmung (2) und eine halbe kegelstumpfförmige Ausnehmung (3) aufweist, die durch gleiche Aufteilung erzeugt und vom vorderen Ende jeder Hälfte der Bohrspitzen bildenden Formteile beginnend angeordnet sind, und daß zur Herstellung der Formteile Werkzeugrohlinge (7, 7') in bezug auf ein Bearbeitungswerzeug (Funkenerosionswerkzeug 8) so angeordnet sind, daß die Mittelachsen eines Paares von Formteilen ergebenden Werkzeugrohlingen in entgegengesetzten Sichtungen um den gleichen Winkel (ß ) in bezug auf die Mittelachse des Bearbeitungswerkzeuges geneigt sind, und daß die Mittelachsen des Werkzeugrohlingpaares sich an einem etwas außerhalb vom vorderen Ende der Spitzen der Hohlformen liegenden Punkt (O¹) schneiden, vgl. Figur 3.
3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch g e k en η zeichnet , daß die Hohlformen (1, 2, 3) des Formwerkzeugpaares (13« 13') innere, einen den Schraubenrohling (10, 11, 12) beim Kaltverformen festhaltenden negativen Winkel einschließende Kanten (5» 6) aufweisen.

4-, Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlform (1, 2, 3) des Formwerkzeugpaares (13* 13') mit Hilfe eines Funkenerosionswerkzeuges (8) erzeugt ist, dessen wirksamen Umfangsflächen (1¹, 2·, 3¹) die gleiche Form wie die Hohlform des Formwerkzeugpaares aufweisen.

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