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Verfahren zur Herstellung konischer Gewinde, insbesondere für Gewindebohrer
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung konischer Gewinde,
insbesondere für Gewindebohrer, mittels spangebender Formung. Beim Herstellen dieser
Gewinde in üblicher Weise paßt sich zwangsläufig der Durchmesser des Gewindegrundes
dem Flankendurchmesser an. Nun ist es unter gewissen Umständen erforderlich, daß
wohl der Flankendurchmesser des Gewindes konisch verläuft, der Gewindegrund jedoch,
abweichend von der Flanke, mehr oder weniger konisch bis zylindrisch sein soll,
d. h. also, daß die Gewindegrundbreite von Gang zu Gang fortschreitend zu- bzw.
abnimmt. Diese Gewinde wirtschaftlich herzustellen ist nicht bekannt. Nach dem vorliegenden
Verfahren soll nun die Möglichkeit erschlossen werden, oben beschriebene Gewinde
in einfacher Weise herzustellen. Das Verfahren besteht darin, daß die Gewinde mit
zwei oder mehr voneinander abweichenden Steigungen bearbeitet werden. Hierdurch
verbreitert sich der Gewindegrund von Gang zu Gang, während die Flanke des Gewindes,
unabhängig vom Gewindegrund, in einer beliebig gegebenen Konizität verläuft.
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Unter Berücksichtigung dieses Verfahrens können nun auch Gewindebohrer
mit geringster Flankenreibung und doch sicherer Führung hergestellt werden, die
bei sauberem Schnitt ein sehr leichtes Verspanen und freies Schneiden, insbesondere
auch bei Materialien mit hoher Festigkeit, ermöglichen. Es sind bereits Gewindebohrer
bekannt, deren Gewindezähne zur Minderung der Reibung abwechselnd herausgenommen
sind bzw. Aushebungen haben oder deren Gewindezähne von der Schneidkante zum Rücken
hinterarbeitet sind. Erstere haben den Nachteil, daß der nächstfolgende
Zahn
die Verspanungsarbeit des vorhergehenden herausgenommenen Zahns mitzuleisten hat.
Damit wird aber der Leistungsgrad des Bohrers um ein bedeutendes herabgemindert,
was zum Bruch des Bohrers führen kann oder dazu, daß die geschnittenen Gewinde unsauber
ausfallen.
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Die andererseits von der Schneidkante her zum Rücken hinterarbeiteten
Zahnflanken eines Gewindebohrers haben den Nachteil einer mangelhaften Führung,
durch welche ungenaue und unsaubere Gewinde, aber auch ein Einhaken bis zum Festsetzen
des Gewindebohrers, nicht ausgeschlossen ist.
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Durch die vorliegende Erfindung werden diese Übelstände behoben, indem
die Flanken des Gewindebohrers innerhalb des Anschnitts ausgespart sind und nur
eine kleine Fase der Flanke die Führung übernimmt. Hierdurch kann das Schmiermittel
von allen Seiten an die Schneidkanten und Führungsflächen herandringen. Es wird
eine außerordentlich leichte Verspanung und sehr freies Schneiden ermöglicht und
kann zum Einsparen eines Gewindevorschneiders führen, was sich insbesondere bei
Gewinden mit grober Steigung sehr vorteilhaft auswirkt.
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Eine weitere Erfindung in Verbindung mit obigem Verfahren an Gewindebohrern
besteht in Aushebungen an den Schneidzähnen, wobei der Aushebungsgrund sich von
Gang zu Gang verbreitert. Es sind Gewindebohrer mit abwechselnden Aushebungen bekannt,
haben aber auch hier den Nachteil einer Verdoppelung des .Spanquerschnitts je schneidendem
Zahn. Dann sind Gewindebohrer bekannt, auf derem Anschnitt noch ein zusätzliches
Gewinde gearbeitet ist. Diese haben den Nachteil, daß neben den Anschnittkanten
auch die Flankenkanten des eingearbeiteten Gewindes infolge der Konizität eine Verspanungsarbeit
zu leisten haben. Jedoch läßt eine Verspanungsarbeit der Anschnittkante in Verbindung
mit der Flankenkante des eingearbeiteten Gewindes den Span nicht frei abfließen.
Die konisch ansteigende Flanke keilt sich auf das zu schneidende Arbeitsstück und
wird, wenn sie nicht hinterarbeitet ist, ein Klemmen und Quetschen hervorrufen.
Ist sie aber hinterarbeitet, dann ist auch die Gefahr des Einhakens und damit verbundenen
Ausreißens des zu schneidenden Gewindes vorhanden.
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Diesem Übelstand wird in vorliegender Erfindung in der Weise abgeholfen,
daß die Gewindezähne im Anschnitt mit Aushebungen versehen werden, die sich von
Gang zu Gang fortlaufend verbreitern. Damit wird eine Aufteilung der Spanbreite
erreicht, ohne daß die Aushebungsflanken zum Eingriff kommen.
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So wie bei Gewindebohrern die Erfindung auf die einzelnen Schneidlippen
ihre Anwendung findet, können auch die Gewindeschneidbacken eines Messerkopfes für
die Herstellung von Schrauben mit dieser Erfindung ausgerüstet werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist in einigen Ausführungsbeispielen in der
Zeichnung dargestellt. Es zeigt Abb. i den Gewindeausschnitt einer Schraube, deren
Gewindegrund nach dem Verfahren sich zunehmend verbreitert, Abb.2 die Schneidlippe
eines Gewindebohrers, deren Flanken unterhalb der Schneidkante längs des Anschnitts
ganz ausgespart sind, Abb.3 die Schneidlippe eines Gewindebohrers, deren Flanken
unterhalb der Schneidkante längs des Anschnitts teilweise ausgespart sind, Abb.
q. die Schneidlippe eines Gewindebohrers, deren Aushebungen in den Schneidzähnen
des Anschnitts sich zunehmend verbreitern, Abb.5 die Schneidlippe eines Gewindebohrers,
deren Aushebungen in den Schneidzähnen des Ani schnitts sich zunehmend verbreitern,
jedoch die Aushebungen in den Schneidzähnen des Anschnitts einseitig gelegt sind,
Abb.6 die Schneidlippe eines Gewindebohrers, deren Flanken nach Abb. 2 unterhalb
der Schneidkante längs des Anschnitts ausgespart sind und zusätzlich noch nach Abb.
q die Schneidzähne des Anschnitts mit Aushebungen versehen sind, die sich zunehmend
verbreitern.
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Der nach Abb. i dargestellte Gewindeausschnitt einer Schraube läßt
durch die strichpunktierte Linie A den normalen Verlauf eines zylindrischen Gewindes
mit normaler Steigung S" erkennen. Nach dem Verfahren wird nun ein Außengewinde,
dessen Grund sich von Gang zu Gang verbreitern soll, derart hergestellt, daß dieses
nacheinander mit zwei voneinander abweichenden Steigungen Sk und SQ, bearbeitet
wird. Die Differenz der Steigungen ist durch das Bearbeitungswerkzeug W,-W, und
W,-W, angedeutet. Durch diese Maßnahme wird zwangsläufig in der Flanke ein konisches
Gewinde erzeugt, während jedoch der Grund des Gewindes zylindrisch oder aber unabhängig
von der Flankenkonizität verlaufen kann. Eine etwaige in der Mitte des Grundes verbleibende
Erhöhung kann durch axiale Verschiebung des Arbeitsstücks beseitigt werden.
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Bei der Herstellung von Gewindebohrern nach den Abb. 2 bis 6 'liegt
das oben beschriebene Verfahren durch Bearbeiten mit voneinander abweichenden Steigungen
zugrunde. Gemäß Abb.2 hat der Gewindebohrer längs des Anschnitts, unterhalb der
Anschnittkante, in der Flanke eine Aussparung g, so daß von der ursprünglichen Flankenfläche
nur eine mehr oder weniger große Facette F stehen bleibt. Durch das neue Verfahren
wird die Aussparung g im Verlauf des Anschnitts mehr und mehr verbreitert. Nach
Ende des Anschnitts ist es vorteilhaft, die Verbreiterung nicht weiter fortzusetzen,
sondern im entgegengesetzten Sinn eine Verringerung der Aussparung g vorzunehmen,
um einen allmählichen Übergang in das volle Gewindeprofil P zu ermöglichen. Die
Aussparung g hat den Vorteil, daß der größte Teil der Flankenreibung aufgehoben
wird und der Bohrer trotzdem eine sichere Führung durch die Facette F zur Erreichung
eines maßhaltigen Gewindes erhält. Durch die Aussparung g kann das Schmiermittel
leicht an die FührungsfacetteF dringen. Die in Fachkreisen gefürchteten Kaltschweißungen,
d. h. daß sich Material an den Reibungsflächen des Gewindebohrers ansetzt; werden
durch die Erfindung behoben, sofern auch die übrigen Voraussetzungen in bezug auf
Härte des Bohrers und das verwendete Schmiermittel gegeben sind.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 unterscheidet sich von Abb. 2
durch die nur teilweise in der Flanke vorgesehene Aussparung g. Neben einer Facette
F an
der Schneidkante bleibt auch eine Facette f am Grund des Gewindes
stehen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 sind Aushebungen b in den Schneidzähnen
innerhalb des Anschnitts vorgesehen, die so angeordnet sind, daß der Grund der Aushebungen
b sich von Gang zu Gang in Richtung des Gewindebohrerschaftes verbreitert. Dies
bedeutet, daß der Abstand von der Mitte der einzelnen Schneidzähne z bis
zur Aushebungsflanke d sich mehr und mehr vergrößert. Die Verbreiterung des
Grundes kann so gewählt werden, daß die beim Umlauf des Bohrers folgende Aushebungsflanke
d nicht mehr zum Eingriff kommt. Hierdurch findet eine nicht mit Nachteilen verbundene
Spanteilung statt, und die Aushebungsflanke d kann keinerlei Reibung verursachen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb.5 entspricht dem Beispiel nach Abb.
4, nur daß die Aushebungen b einseitig im Schneidzahn x vorgesehen sind. Dadurch
sind die Aushebungen b über die gesamte Länge des Anschnitts möglich, die im letzten
Teil des Anschnitts einseitig in das volle Gewindeprofil des Bohrers auslaufen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 sind die Flankenaussparungen
g nach Abb.2 in Verbindung mit den Aushebungen b nach Abb.4 vorgesehen. Durch die
Vereinigung der Aussparungen g und der Aushebungen b an einem Gewindebohrer summieren
sich die Vorzüge. Während einerseits der Bohrer eine feste Führung bei geringster
Flankenreibung erhält, wird andererseits im Anschnitt eine Spanteilung ohne zusätzliche
Reibung oder Verstärkung des Spanquerschnitts je Zahn erreicht. Ein solcher Gewindebohrer
sichert bei einer einwandfreien Verspanung und Erzielung sauberster Gewinde ein
sehr leichtes Schneiden, wobei die unbedingte Maßhaltigkeit des geschnittenen Gewindes
gewährleistet ist.