DE8718096U1

DE8718096U1 - Kombiniertes Bohr- und Gewindewerkzeug

Info

Publication number: DE8718096U1
Application number: DE8718096U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 1997-01-28
Also published as: CA1325085C; EP0265445B1; WO1987005546A1; AU597940B2; USRE35255E; AU6933287A; EP0265445A4; MX160071A; EP0265445A1; US4651374A

Description

KOMBINIERTES BOHR- UND GEWINDEBOHRWERKZEUG BEREICH DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich, auf Werkzeuge, insbesondere bezieht sie sich auf ein Werkzeug zur Herstellung einer Gewindebohrung in Metall und anderen Materialien.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei maschineller Berarbeitung von Metallen und anderen Materialien gibt es viele Fälle, wo es wünschenswert ist, eine Bohrung mit einem einzigen Werkzeug zu machen und mit einem Gewinde zu versehen. Ein solches einziges Werkzeug für Bohrung und Gewindeschneiden wird nicht nur für Durchgangsbohrungen, sondern auch für Sackbohrungen in einem Werkstück gebraucht. Der Vorteil eines solchen Werkzeugs besteht darin, daß es die Anzahl der Bewegungen oder Arbeitsvorgänge, die für die Herstellung eines Gewindes erforderlich sind, reduziert; es ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit Hochgeschindigkeitsmaschinenarbeiten.

Im Stand der Technik ist es bekannt, ein einziges Werkzeug zur Bohrung eines Loches und Formung von Innengewinden beim Gesenkschmieden oder Nachpressen des Metalls zu verwenden. Ein Werkzeug dieser Art ist in dem Barth-Patent 2 703 419 offenbart, das am 8. März 1955 erteilt wurde und einen Gesenkgewindeschneider beschreibt, der einen Bohrer oder Endfräser an seinem führenden Ende aufweist, um das Loch zu bohren, in welches ein Gewinde geschnitten werden soll. Dieses Werkzeug wird rotiert und das Loch beim Einführen des Werkzeugs gebohrt und mit einem Gewinde versehen, und das Werkzeug wird aus der mit einem Gewinde versehenen Bohrung herausgeschraubt. Ein ähnliches Werkzeug ist im Grenell-Patent

4,271,554 offenbart, das am 9. Juni 1981 erteilt wurde. Bei Werkzeugen dieser Art muß der Maximaldurchmesser des Gesenkgewindeschneiders größer als der Maximaldurchmesser des Bohrers oder Endfräsers sein. Weiterhin ist, wie im Grenell-Patent beschrieben, der kleinere Durchmesser der Innegewinde kleiner als der Durchmesser des gebohrten Loches, und der größere Durchmesser der Gewinde ist größer als der Durchmesser des gebohrten Loches.

Eine allgemeine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein kombiniertes Loch- und Gewindewerkzeug zu liefern, das sowohl für Durchgangsbohrungen wie auch Sackbohrungen verwendet werden kann und das für Hochgeschwindigkeitsmaschinenbearbeitung geeignet ist.

ZUSAMMENFASSUNG BER ERFINDUNG

In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Werkzeug zur Herstellung einer Bohrung in einem Werkstück bei der Einwärtsführung des Werkzeugs und zur Gewindeschneidung der Bohrung während des Rückzugs des Werkzeugs oder - alternativ während einer weiteren Einwärtsführung des Werkzeugs gegeben. Das wird durch ein Werkzeug erreicht, das einen länglichen geraden Körper mit einem Schaft an einem Ende, einem Bohrmittel an dem anderen Ende und eine Gewindeschneidevorrichtung zwischen den Enden umfaßt. Das Bohrmittel, wie eine Bohrspitze, arbeitet durch Rotation um die Werkzeugachse und das Gewindeherstellmittel, wie eine Gewindeformfräse, arbeitet durch helikale Bewegung des Werkzeugs kombiniert mit einer Rotation um die Werkzeugachse. Das Gewindeherstellmittel hat einen Maximaldurchmesser, der gleich dem Maximaldurchmesser der Bohrmittel ist, wobei das Gewindeherstellmittel in die Bohrung ohne gegenseitige Beeinflussung eindringen kann. Weiterhin umfaßt die Erfindung ein Werkzeug, das Gewindeherstellmittel zur Herstellung von Innengewinden hat mit einem Höchstwert oder kleinerem Durchmesser, der nicht kleiner ist

als der Durchmesser der Bohrung, die durch die Bohrmittel geformt wurde. Weiterhin umfaßt die Erfindung eine Gewindeformfräse. Weiterhin schließt der Körper des Werkzeugs einen Spanentfernungsdurchgang ein.

Ein vollständiges Verständnis dieser Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gewonnen werden.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs dieser Erfindung;

Fig. 2 ist eine Stirnansicht des vorderen Endes des Werkzeuges;

Fig. 3 veranschaulicht das Werkzeug während des Bohrens eines Loches in ein Werkstück; und

Fig. 4 veranschaulicht das Werkzeug während des Fräsens eines Gewindes in das Werkstück.

BEVORZUGTES ÄUSFUIIRUNGSBEISPIEL

Mit Bezug auf die Zeichnungen ist eine erläuternde Ausführungsform der Erfindung in einem Kombinationswerkzeug gezeigt, das eine Bohrspitze und eine Gewindeformfräse zur Herstellung von Löchern und Gewinden umfaßt. Es ist bei einem Fortgang der Beschreibung zu ersehen, daß das erfinderische Werkzeug in verschiedenen Formen zur Verwendung in einer großen Vielzahl von Anwendungen ausgeführt sein kann.

Das Werkzeug 10 dieser Erfindung ist in perspektivischer Ansicht in Figur 1 gezeigt. Es umfaßt im allgemeinen einen länglichen geradlinigen Körper einschließlich eines Schaftes 12 an einem Ende, der mit einem geeigneten Anpassungsstück von konventioneller Gestaltung zum Einsatz eines Werkzeughalters eines Maschinenwerkzeugs versehen ist. Das Werkzeug 10 umfaßt ebenso das Bohrmittel in Form einer Bohrspitze 14 am vorderen Ende und ein Gewindeherstellmittel in Form einer Gewindeformfräse 16 zwischen der Bohrspitze 14 und dem Schaft 12. Das Werkzeug 10 ist aus Material hergestellt, das gemäß der gewählten Werkstückanwendung ausgesucht wurde und in geeigneter Weise als ein einheitlicher Körper geformt ist.

Die Bohrspitze 14 am vorderen Ende des Wekzeugs ist von bekannter Gestaltung, wobei sie ein Paar von Schneidkanten 22 hat, wie in Figur 1 und 2 gezeigt. Die Bohrspitze 14 hat einen maximalen Durchmesser D und ist für rechtshändige oder uhrweise Rotation um die Werkzeugachse zur Lochbohrung in konventioneller Weise angepaßt.

Die Gewindeformfräse 16 ist mit einer Vielzahl von Gewindeformschneidern 24 in konventioneller Weise versehen. Das Werkzeug hat eine oder mehrere Hohlkehlen 26, die von der Bohrspitze durch die Gewindeformfräse zum Zwecke der Spanentfernung reichen. Ebenso ist das Werkzeug mit einem Kühldurchgang 28 mit Verzweigungsdurchgängen 28a versehen, zur Zuführung von unter Druck stehender Flüssigkeit an die Bohrspitze und zur Hilfe bei der Spanentfernung.

In der Gewindeformfräse 16 ist jeder Schneider 24 von ringförmiger Konfiguration und die Anzahl der Schneider 24 ist bevorzugt gleich oder größer als die Anzahl der Gewinde, die zu schneiden sind. Jeder Schneider 24 umfaßt eine Anzahl von Scheidesegmenten 24a, 24b, 24c und 24d, die umlaufend ausgerichtet sind und durch die dazwischenliegenenden Hohlkellen getrennt sind. Je.des, Schneideteil hat ein Schneideende, das

an dem führenden Ende gemäß der Richtung der Schneiderotation angeordnet ist. Die Gewindeformfräse 16 ist für rechtshändige oder uhrweise Rotation zum Gewindeschneiden angepaßt. Die Schneideteile der Gewindeformfräse haben einen maximalen Gewindescheiteldurchmesser, der gleich dem Maximaldurchmesser der Bohrspitze 14 ist.

Das Werkzeug 10 kann in jedem CNC (computerisierte numerische Steuerung) Maschinenzentrum verwendet werden. Es kann ebenso in einem speziellen Maschinenwerkzeug verwendet werden, das zur Verwendung des Wekzeugs dieser Erfindung angepaßt ist. Die Bohr- und Gewindeherstellungsarbeiten sind wie folgt. Zur Herstellung der Bohrung, wie in Figur 3 gezeigt, wird das Werkzeug mit der gewünschten Geschwindigkeit um seine eigene Längsachse rotiert und die Bohrspitze 14 in das Werkstück bei der gewünschten Einführungsrate vorgeschoben. Wenn die gewünschte Bohrtiefe erreicht ist, wird die Einführung gestoppt, aber die Werkzeugrotation fortgesetztz. Die Achse 32 des gebohrten Lochs 34 ist in Figur 4 gezeigt. Das Werkzeug wird genügend weit herausgezogen, um den gewünschten Freiraum für die Bohrspitze zu liefern. Dann, mit einer fortgesetzten Rotation in der gleichen Richtung wird der Gewindefrästeil des Zyklusses durch übertragene helikale Bewegung an das Werkzeug in zurückziehender Richtung begonnen. Die Längsachse des Werkzeugs beschreibt einen orbitalen Weg 36 um die Achse 32 des gebohrten Lochs, wie in Figur 4 gezeigt. Während das Werkzeug 10 um seine eigene Längsachse rotiert und auf dem orbitalen Weg 36 sich bewegt, wird es axial zurückgezogen um die helikale Bewegung zur Schneidung des gewünschten Gewindes zu erzeugen. Das Werkzeug führt eine orbitale Drehung während des axialen Zurücknehmens aus, die einer Gewindesteigung entspricht. Bevorzugt wird mehr als eine orbitale Umdrehung an das Werkzeug übertragen, zum Beispiel ungefähr eineinhalb Umdrehungen, um sauber geschnittene Gewinde sicherzustellen. Nachdem die orbitale Bewegung vervollständigt ist, wird das Werkzeug bewegt, um die Achse desselben mit der Achse der Bohrung auszuxichten udn wird dann zurück-

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gezogen. Dasselbe Werkzeug kann zum Schneiden linkshändiger Gewinde durch Zuführung von orbitalen Bewegungen im Gegenuhrzeigersinn verwendet werden.

Obwohl die Beschreibung dieser Erfindung mit Bezug auf eine besondere Ausfühungsform gegeben wurde, ist sie nicht in begrenzendem Sinne aufzufassen. Viele Variationen und Modifikationen werden dem Fachmann einfallen. Für eine Definition der Erfindung wird auf die anhängenden Ansprüche verwiesen.

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Beansprucht wird:

1. Werkzeug zur Herstellung von Bohrungen und Gewinden, umfassend:

einen langgestreckten geraden Körper mit einem Schaft an einem ersten Ende, einem Bohrmittel an dem zweiten Ende und einem Mittel zur Gewindeherstellung zwischen den besagten Enden,

wobei der maximale Durchmesser des Mittels zur Gewindeherstellung gleich dem maximalen Durchmesser des Bohrmittels ist, so daß das Mittel zur Gewindeherstellung in eine durch das Bohrmittel erzeugte Bohrung ohne gegenseitige Beeinflussung einführbar ist.

2. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Bohrmittel durch einen Bohrer gebildet ist.

3. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel zur Gewindeherstellung durch eine Gewindefräse gebildet ist.

4. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Bohrmittel durch einen Bohrer und das Mittel zur Gewindeherstellung durch eine Gewindeformfräse gebildet ist.

5. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei der Körper einen Spanabführkanal umfaßt.

6. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Bohrmittel eine Bohrspitze und das Mittel zur Gewindeherstellung eine Gewindeformfräse mit einer Vielzahl von Gewindeschneidmessern umfaßt.

7. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel zur Gewindeherstellung durch eine Gewindeformfräse zur Her-

Claims

Stellung von Innengewinden gebildet ist, deren minimaler Durchmesser nicht kleiner ist als der Durchmesser des Loches.