DE69924555T2

DE69924555T2 - Gewindebohrer

Info

Publication number: DE69924555T2
Application number: DE69924555T
Authority: DE
Inventors: Teruo Sawabe
Original assignee: Tanoi Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tanoi Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JPH11309624A; EP0953396B1; JP3457178B2; DE69924555D1; EP0953396A1; US6499920B2; US20010041108A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gewindebohrer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, der zum Gewindebohren eines vorgegossenen Lochs oder dergleichen geeignet ist (siehe zum Beispiel das US-Patent 2.898.612).
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die Ausbildung eines Innengewindes wurde bislang nach dem Bohren vorgenommen. Damit war die Unannehmlichkeit verbunden, dass der Werkzeugwechsel entsprechende Einrichtungen und Zeit erforderte. Daher wurde vor kurzem, wie in der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 25782/93 beschrieben, ein Gewindebohrer für ein vorgegossenes Loch vorgestellt, der am Vorderende eines Gewindebohrbereichs einen Führungsbereich sowie eine Schneidkante zum Stirnschneiden aufweist, die derart am Vorderende des Führungsbereichs vorgesehen ist, dass das Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs und das Gewindebohren in einem einzigen Schritt erfolgen können.
Bei dem oben erwähnten herkömmlichen Gewindebohrer für vorgegossene Löcher nimmt der Nichtvollgewindebereich des Gewindebohrers um die Größe des Führungsbereichs zu. Daher treten keine Probleme auf, wenn das für ein Innengewinde vorbereitete Loch eine Durchgangsbohrung oder groß genug ist. Wenn es sich bei dem für ein Innengewinde vorbereiteten Loch jedoch um ein Sackloch oder dergleichen handelt und es nicht groß genug ist, kann das Gewindebohren nicht durchgeführt werden. Selbst wenn ein Gewindebohren möglich ist, weil das für ein Innengewinde vorbereitete Loch eine Durchgangsbohrung oder groß genug ist, wird eine innere Umfangsfläche des durch den Gewindebohrbereich vorbereiteten Lochs in ihrem gegenwärtigen Zustand zur Scheitelfläche eines Innengewindes. Unter anderem aus diesem Grund wird je nach den Bearbeitungsbedingungen nicht immer eine hinreichend zufrieden stellende Rauheit oder Genauigkeit der bearbeiteten Fläche erzielt.
In dem US-Patent 2.898.612, von dem der Oberbegriff von Anspruch 1 ausgeht, wird ein kombiniertes Bohr- und Gewindebohrwerkzeug beschrieben, das einen Bohrbereich und einen Gewindebohrbereich aufweist, die hintereinander entlang derselben Achse angeordnet sind. Die Schneidkanten des Bohrbereichs ragen in den Gewindebohrbereich hinein, um das durch den Gewindebohrbereich gebildete Gewinde zu entgraten. Diese Anordnung hat insofern denselben Nachteil wie der oben beschriebene Stand der Technik, als dass sie kein Schneiden eines Gewindes in ein Sackloch mit begrenzter Tiefe erlaubt.
Im selben Dokument wird eine modifizierte Anordnung ohne Bohrbereich beschrieben, jedoch mit Schneidkanten im Gewindebohrbereich zum Entgraten des Gewindes wie bei der nicht modifizierten Anordnung. Die modifizierte Anordnung kann eine Exzentrizität zwischen dem Werkzeug und einem vorbereiteten Loch in dem Werkstück nicht korrigieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Gewindebohrers zum Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs, zum Gewindebohren und zum Nachbearbeiten eines Innendurchmessers in einem einzigen Schritt, wobei das Gewindebohren auch erfolgen kann, wenn es sich bei dem für ein Innengewinde vorbereiteten Loch um ein Sackloch oder dergleichen handelt. Dieses Ziel wird durch einen Gewindebohrer nach Anspruch 1 erreicht. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Eine Ausführungsform der Erfindung zur Erreichung des oben genannten Ziels ist ein Gewindebohrer zum Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs und zum Gewindebohren in einem einzigen Schritt, wobei der Gewindebohrer einen Gewindebereich zum schneidenden Gewindebohren mit einem Vorlauf, dessen Gewindedurchmesser zu seinem Vorderende hin allmählich abnimmt, einem an den Vorlauf anschließenden Vollgewindebereich und mehreren, in Umfangsrichtung angeordneten Nuten, einen ersten Schneidkantenbereich auf der Frontfläche des Vorlaufs zum Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs und einen zweiten Schneidkantenbereich in einem Teil des Außenumfangs des Vollgewindebereichs zum Nachbearbeiten des Innendurchmessers des Innengewindes aufweist, wobei der zweite Schneidkantenbereich eine oder mehrere Windungen lang ist.
Dementsprechend können das Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs, das Gewindebohren und das Nachbearbeiten eines Innendurchmessers in einem einzigen Schritt ohne Werkzeugwechsel erfolgen, lassen sich der Arbeitsaufwand und die Bearbeitungszeit deutlich reduzieren und kann die Produktivität erhöht werden. Darüber hinaus ist der erste Schneidkantenbereich direkt am Vorderende des Vorlaufs des Gewindebereichs ausgebildet, ohne dass ein Führungsbereich vorgesehen wäre, und der zweite Schneidkantenbereich ist im Gewindebereich vorgesehen. Daher braucht die Gesamtlänge des Gewindebohrers nicht erhöht zu werden, und das Gewindebohren kann auch durchgeführt werden, wenn es sich bei dem für ein Innengewinde vorbereiteten Loch um ein Sackloch oder dergleichen handelt und dieses nicht groß genug ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der anliegenden Zeichnungen leichter verständlich, wobei diese lediglich der Veranschaulichung dienen und daher die vorliegende Erfindung in keiner Hinsicht einschränken.
1 zeigt eine Zeichnung des gesamten Aufbaus eines schneidenden Gewindebohrers nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2(a) zeigt eine Ansicht entlang der Linie I-I in 1, 2(b) eine Endflächenansicht entlang der Linie II-II in 1, 2(c) eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 und 2(d) eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 1.
3(a) zeigt eine Ansicht entlang der Linie I-I in 1 für eine modifizierte Ausführungsform des Gewindebohrers, und 3(b) zeigt eine Endflächenansicht entlang der Linie II-II in 1 für die modifizierte Ausführungsform des Gewindebohrers.
Die Zeichnungen in 4(a) und 4(b) dienen zur Erläuterung der Funktionsweise des Gewindebohrers.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachstehend wird ein erfindungsgemäßer Gewindebohrer anhand der folgenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei zu beachten ist, dass die Erfindung hierdurch nicht eingeschränkt wird.
1 zeigt den Gesamtaufbaus eines schneidenden Gewindebohrers nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2(a) zeigt eine Ansicht entlang der Linie I-I in 1, 2(b) eine Endflächenansicht entlang der Linie II-II in 1, 2(c) eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 und 2(d) eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 1. 3(a) zeigt eine Ansicht entlang der Linie I-I in 1 für eine modifizierte Ausführungsform des Gewindebohrers, und 3(b) zeigt eine Endflächenansicht entlang der Linie II-II in 1 für die modifizierte Ausführungsform des Gewindebohrers. Die Zeichnungen in 4(a) und 4(b) dienen zur Erläuterung der Funktionsweise des Gewindebohrers.
Wie in 1 und 2(a) bis 2(d) gezeigt, umfasst ein schneidender Gewindebohrer 1 einen Schaftbereich 2 mit einem nahezu viereckigen Querschnitt am hinteren Ende 2a zum Einspannen in eine Gewindeschneidmaschine (nicht gezeigt) und einen Gewindebereich 3 zum Gewindeschneiden eines vorgegossenen Lochs W1 in einem Werkstück W (noch zu beschreiben) als dem schneidend zu bearbeitenden Material.
Der Gewindebereich 3 weist einen Vorlauf 3a, dessen Gewindedurchmesser zu seinem Vorderende hin allmählich abnimmt, einen an den Vorlauf 3a anschließenden Vollgewindebereich 3b und vier gerade (oder auch spiralförmige) Nuten 3c auf, die in gleichen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. In dem Gewindebereich 3 ist zum Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs ein erster Schneidkantenbereich (Stirnfrässchneide) 4 ausgebildet, der sich an der Stirnfläche des Vorlaufs 3a befindet und vier Schneidkanten 4a und vier Flanken 4b umfasst (siehe 2(a) und 2(b)). In dem Gewindebereich 3 ist zum Nachbearbeiten eines Innendurchmessers an zwei gegenüberliegenden Stegen an der Stirnfläche des Vollgewindebereichs 3b (dort, wo der Vorlauf 3a endet) außerdem ein zweiter Schneidkantenbereich (Reibahlenschneide) 5 ausgebildet. Der zweite Schneidkantenbereich 5 umfasst die Schneidkanten 5a und die Flanken 5b (siehe 2(c)). Die Schneidkante 4a und die Schneidkante 5a sind in der in 2(c) durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung bei normalem Betrieb auf der vorwärts gerichteten Seite ausgebildet. Die Schneidkante 5a ist über eine Länge von mehreren Windungen ausgebildet.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 6 ein Mittelloch/Ölloch (d.h. ein Mittelloch, das gleichzeitig als Ölloch dient). Wie in 3(a) und 3(b) gezeigt, kann an einer Umfangskante einer Öffnung des Mittellochs/Öllochs 6 eine Spitzenfläche 7 derart ausgebildet sein, dass der Schnittwiderstand beim Bearbeiten der Grundfläche eines Sacklochs verringert wird.
Zum Gewindebohren wird der schneidende Gewindebohrer 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau in das vorgegossene Loch W1 des Werkstücks W eingedreht. Zunächst wird das vorgegossene Loch W1 entlang seiner Wand, wie in 4 gezeigt, mit den vier Schneidkanten 4a des ersten Schneidkantenbereichs 4 am Vorderende des Gewindebereichs 3 geschnitten. Sodann greift der Vorlauf 3a des Gewindebereichs 3 in die vorgeschnittene Wand ein, und der Vollgewindebereich 3b schneidet das Innengewinde. Dabei führen die Schneidkanten 5a des zweiten Schneidkantenbereichs 5 mit einem größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Gewindebereichs 3 die Nachbearbeitung des Innendurchmessers durch, damit dieser den Toleranzen entspricht.
In 4(b) zeigt die linke Hälfte ein Bearbeitungsbeispiel, bei dem der Innendurchmesser des Innengewindes mit dem zweiten Schneidkantenbereich 5 entsprechend den Toleranzen nachbearbeitet wurde, während die rechte Hälfte ein Bearbeitungsbeispiel zeigt, bei dem der schneidende Gewindebohrer 1 keinen zweiten Schneidkantenbereich 5 aufweist. Die vier Schneidkanten 4a des ersten Schneidkantenbereichs 4 schneiden darüber hinaus einen am Grund des vorgegossenen Lochs W1 befindlichen Grat ab.
Nach der vorliegenden Ausführungsform werden, wie vorstehend beschrieben, das Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs, das Gewindebohren und das Nachbearbeiten eines Innendurchmessers in einem einzigen Schritt ohne Werkzeugwechsel durchgeführt. Auf diese Weise lassen sich der Arbeitsaufwand und die Bearbeitungszeit deutlich verringern und die Produktivität kann gesteigert werden.
Des Weiteren ist der erste Schneidkantenbereich 4 direkt am Vorderende des Gewindebereichs 3 ausgebildet, ohne dass dort ein Führungsbereich vorgesehen wäre, und der zweite Schneidkantenbereich 5 ist in der Mitte des Gewindebereichs 3 vorgesehen. Somit braucht die Gesamtlänge des Gewindebohrers nicht erhöht zu werden, und das Gewindebohren kann durchgeführt werden, auch wenn es sich bei dem für ein Innengewinde vorbereitetes Loch um ein Sackloch oder dergleichen handelt, das nicht groß genug ist.
Ferner ist der erste Schneidkantenbereich 4 zum Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs am Vorderende des Gewindebereichs 3 vorgesehen. Somit kann, auch wenn die Achse des vorgegossenen Lochs W1 des Werkstücks W exzentrisch ist, ein Gewindebohren erfolgen, wobei die Exzentrizität mit Hilfe des ersten Schneidkantenbereichs 4 korrigiert wird.
Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung macht deutlich, dass diese in vielfacher Hinsicht variiert werden kann, unter anderem durch Änderung der Anzahl der Nuten, des ersten Schneidkantenbereichs und des zweiten Schneidkantenbereichs. Derartige Änderungen sind nicht als Abweichungen vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen, und alle derartigen Modifizierungen, die für den Fachmann offensichtlich sind, gelten als im Umfang der nachstehenden Ansprüche enthalten.

Claims

Gewindebohrer zum Bearbeiten eines vorbereiteten Lochs und zum Gewindebohren in einem einzigen Schritt, aufweisend: einen Gewindebereich (3) zum schneidenden Gewindebohren mit einem Vorlauf (3a), dessen Gewindedurchmesser zu seinem Vorderende hin allmählich abnimmt, einem an den Vorlauf (3a) anschließenden Vollgewindebereich (3b), mehreren Nuten (3c) an verschiedenen Umfangspositionen und einer Schneidkante (4, 5), die einen ersten Schneidkantenbereich (4, 4a) auf der Frontfläche des Gewindebohrers zum Bearbeiten des vorbereiteten Lochs und einen zweiten Schneidkantenbereich (5, 5a) zum Nachbearbeiten eines Innendurchmessers des Innengewindes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schneidkantenbe reich (4, 4a) direkt am Vorderende des Vorlaufs (3a) ausgebildet ist, ohne daß dort ein Führungsbereich vorgesehen wäre, und daß der zweite Schneidkantenbereich (5, 5a) lediglich über einige Windungen des Gewindebohrers im Außenumfang am Vorderende des Vollgewindebereichs (3b) ausgebildet ist.
Gewindebohrer nach Anspruch 1, wobei das vorbereitete Loch ein Sackloch ist.
Gewindebohrer nach Anspruch 1, wobei die Schneidkanten (4a, 5a) des ersten und des zweiten Schneidkantenbereichs (4, 5) in Drehrichtung bei normalem Betrieb auf der vorwärts gerichteten Seite der Schneidkantenbereiche angeordnet sind.
Gewindebohrer nach Anspruch 1, wobei im Gewindebereich (3) ein Mittelloch oder Ölloch (6) ausgebildet ist und an einer Umfangskante einer Öffnung am Vorderende des Mittellochs oder Öllochs (6) eine Spitzenfläche (7) ausgebildet ist.