EP0115012B1 - Threading method and device - Google Patents
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- B21H3/042—Thread-rolling heads
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Definitions
- the invention relates to a method for producing threads on workpieces with a thread rolling head with two thread rollers, which is arranged on the turret disk of a numerically controlled automatic lathe, and a device for carrying out the method.
- a thread rolling head is known, the thread rolls of which have a pitch.
- this thread rolling head two thread rolls are rotatably mounted in a carrier and act together with a third roll.
- the carrier can be pivoted about an external axis. After an axial infeed of the thread rolling head and the rolling of a thread with the participation of the third roller, the two thread rollers with their carrier are to be pivoted away from the workpiece in an arc around the outer axis. Then the thread rolling head must be withdrawn axially. This means that only threads with a length corresponding to the length of the thread oils can be produced.
- Known thread rolling heads are not suitable for use on CNC lathe machines (computer numerical controlled) with an adjustable turret disc mounted transversely and vertically on a slide for the accommodation of a thread rolling head or other automatically controlled lathes because a considerable effort is required after the radial swiveling out the thread rolling to close the thread rolling head again to carry out another operation.
- Another disadvantage is that even with this arrangement, a thread does not have to be rolled on a workpiece if the workpiece is clamped between two tips in a lathe, since then the axial feed is not possible.
- the object of the invention is to provide a method and a device in which a thread rolling head can be used on an automatic lathe for rolling a thread without requiring special mechanical effort to close the opened thread rolling head again after a rolling operation.
- a thread rolling head in a generic method, it is provided that the thread rolls after the thread has been rolled using an axial thread rolling head are pulled off tangentially and mutually axially displaced from the workpiece at a constant mutual distance from the workpiece.
- the feed of the thread rolling head at the beginning of the rolling process can take place both in the axial direction and in the radial direction, so that it is also possible to roll a thread on a workpiece which is clamped between two tips.
- this reference relates to the circumferential surface of the thread rolls with respect to the outer circumference of the workpiece, so that the thread rolling head is pulled off radially from the workpiece.
- the axial displacement of the thread rolls prevents damage to the thread from the workpiece when the thread rolls are removed.
- the axes of the thread rolls can be held rigidly in a fork-shaped bracket of the thread rolling head or a carrier, but it is expedient if the axes of the thread rolls are designed as eccentric bolts and if the thread rolls also act against the pressure of springs are axially displaceable.
- the thread rolls are loosely rotatable on the axles. You do not need to be in a fixed starting position to each other at the start of the rolling process.
- Grooved rollers are used which are aligned with their axes at approximately the pitch angle of the thread to be produced, so that their axes are not parallel to each other.
- the axis of the one roller is inclined to the axis of the other roller in such a way that the axes are not directed towards one another, but are at an angle to one another in parallel planes.
- the angle between the inclined axes and the axis of the thread rolling head corresponds approximately to the pitch angle of the thread to be rolled.
- the thread rolls do not need to be adjusted to one another again after they have been removed from the finished workpiece in the manner of a closing process of the thread rolling head, so that, with the construction of particularly simple axial thread rolling heads, new uses for NC or CNC automatic lathes arise and the rolling of threads of any length is possible.
- the device for carrying out the method according to the invention is the subject of claim 3.
- the axial thread rolling head 1 shown in the drawing which is particularly simple in construction, has a fork 2 which is open on one side and carries two thread rollers 3 and 3 '.
- the two thread rolls 3 and 3 ' are at a fixed distance from one another and are freely rotatably mounted on eccentric bolts 7, by means of which inaccuracies in size can be compensated for, which result from a suspension of the fork 2 of the thread rolling head.
- the central section of the eccentric bolt 7 with the axis A-A is offset from the axis B-B of the thread roll.
- the axis A-A corresponds to the axis of rotation of the thread roll 3 and the axis B-B to the axis of rotation of the eccentric bolt 7 which carries the thread roll 3.
- the thread roll 3 can be adjusted radially by rotating the eccentric bolt 7.
- the feed of the thread rolling head 1 for producing a thread on a workpiece 6 can take place both radially and axially, in accordance with positions 1 and 2 of FIG
- the thread then takes place by axial movement of the thread rolling head in accordance with position 3 of FIG. 1.
- the thread rolling head is pulled off the workpiece 6 radially in accordance with position 4 of FIG.
- This tangential movement under a lightning-fast workflow can take place perpendicular to the axis of the workpiece 6, especially since the thread rolls are displaceable on their axes against the pressure of a spring 4, so that they can dodge axially during the rapid return stroke without damaging the formed thread .
- the springs 4 serve to reset the thread rolls 3 and 3 'after the end of a rolling process. If the springs 4 were not present, the thread rolls 3 and 3 'would remain in an axially displaced position at the end of a rolling process. However, they would then be able to be returned to the necessary starting position by the workpiece 6 at the beginning of a new rolling process, so that the arrangement of the springs is not absolutely necessary.
- the scope S o is divided into S 1 and S z . It is expedient if at the end of the rolling process the sizes S 1 and S 2 are of the same size or correspond to the value S o / 2 for both thread rolls 3 and 3 ', so that they dodge in opposite directions when the thread rolling head is pivoted away can.
- the displacement of the thread rolls also results from the programming of the positive feed X z of the machine. It can be assumed that the positive feed of the thread rolling head 1, which is exerted by the machine, is smaller than the feed X G of the thread rolls 3 and 3 ', which results from the pitch of the thread produced.
- the individual thread roll 3 and 3 moves on its axis in the sense that instead of the original play S o, a play occurs in the size S o / 2, which is expedient in order not to damage the finished thread when the thread rolls are pulled off tangentially of the workpiece 6.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken mit einem Gewinderollkopf mit zwei Gewinderollen, der auf der Revolverscheibe eines numerisch gesteuerten Drehautomaten angeordnet ist, sowie eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing threads on workpieces with a thread rolling head with two thread rollers, which is arranged on the turret disk of a numerically controlled automatic lathe, and a device for carrying out the method.
Nach der FR-A-862871 ist ein Gewinderollkopf bekannt, dessen Gewinderollen eine Steigung aufweisen. Bei diesem Gewinderollkopfsind zwei Gewinderollen drehbar in einem Träger gelagert und wirken zusammen mit einer dritten Rolle. Der Träger ist um eine aussen liegende Achse schwenkbar. Nach einer axialen Zustellung des Gewinderollkopfes und dem Rollen eines Gewindes unter Mitwirkung der dritten Rolle sind die zwei Gewinderollen mit ihrem Träger bogenförmig vom Werkstück um die aussenliegende Achse herum abzuschwenken. Danach muss der Gewinderollkopf axial zurückgezogen werden. Damit lassen sich nur Gewinde herstellen von einer Länge entsprechend der Länge der Gewindero6len.According to FR-A-862871, a thread rolling head is known, the thread rolls of which have a pitch. In this thread rolling head, two thread rolls are rotatably mounted in a carrier and act together with a third roll. The carrier can be pivoted about an external axis. After an axial infeed of the thread rolling head and the rolling of a thread with the participation of the third roller, the two thread rollers with their carrier are to be pivoted away from the workpiece in an arc around the outer axis. Then the thread rolling head must be withdrawn axially. This means that only threads with a length corresponding to the length of the thread oils can be produced.
Bekannt ist es weiterhin, zum Rollen eines Gewindes auf einem Werkstück einen Axialgewinderollkopfaxial zuzuführen und nach dem Rollendes Gewindes die Gewinderollen radial vom Werkstück abzuschwenken unter Zuhilfenahme von Exzenzern und einem Mechanismus, durch welchen die Rollen radial vom Werkstück fortgeschwenkt werden. Danach wird der Rollkopf axial zurückgefahren. Anschliessend muss der Gewinderollkopf wieder geschlossen werden. Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Herstellen von Gewinden werden die Gewinderollen nach dem Rollen des Gewindes zurückgedreht, so dass kein Abschwenken notwendig ist. Für die Anwendung auf CNC-Drehautomaten (Computer numerical controlled) mit einer queraxial und höhenmässig auf einem Schlitten gelagerten verstellbaren Revolverscheibe für die Aufnahme eines Gewinderollkopfes oder andersartigen automatisch gesteuerten Drehmaschinen sind bekannte Gewinderollköpfe nicht geeignet, weil es eines erheblichen Aufwandes bedarf, nach dem radialen Ausschwenken der Gewinderollen den Gewinderollkopf wieder zu schliessen für die Durchführung eines weiteren Arbeitsganges. Ein weiterer Nachteil ist es, dass auch bei dieser Anordnung auf einem Werkstück nicht ein Gewinde zu rollen ist, wenn sich das Werkstück zwischen zwei Spitzen in einer Drehbank eingespannt befindet, da dann die axiale Zuführung nicht möglich ist.It is also known to axially feed an axial thread rolling head for rolling a thread and, after the thread has rolled, to pivot the thread rolls radially from the workpiece with the aid of eccentric elements and a mechanism by which the rollers are pivoted radially away from the workpiece. Then the rolling head is retracted axially. The thread rolling head must then be closed again. In another known method for producing threads, the thread rolls are turned back after the thread has rolled, so that no pivoting is necessary. Known thread rolling heads are not suitable for use on CNC lathe machines (computer numerical controlled) with an adjustable turret disc mounted transversely and vertically on a slide for the accommodation of a thread rolling head or other automatically controlled lathes because a considerable effort is required after the radial swiveling out the thread rolling to close the thread rolling head again to carry out another operation. Another disadvantage is that even with this arrangement, a thread does not have to be rolled on a workpiece if the workpiece is clamped between two tips in a lathe, since then the axial feed is not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, bei dem zum Rollen eines Gewindes ein Gewinderollkopf auf einem Drehautomaten Anwendung finden kann, ohne dass es eines besonderen mechanischen Aufwandes bedarf, nach einem Rollvorgang den geöffneten Gewinderollkopf wieder zu schliessen. Gemäss der Erfindung ist bei einem gattungsgemässen Verfahren dafür vorgesehen, dass die Gewinderollen nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes quer zum Werkstück unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück tangential abgezogen und gegenseitig axial verschoben werden.The object of the invention is to provide a method and a device in which a thread rolling head can be used on an automatic lathe for rolling a thread without requiring special mechanical effort to close the opened thread rolling head again after a rolling operation. According to the invention, in a generic method, it is provided that the thread rolls after the thread has been rolled using an axial thread rolling head are pulled off tangentially and mutually axially displaced from the workpiece at a constant mutual distance from the workpiece.
Die Zustellung des Gewinderollkopfes zu Beginn des Rollvorganges kann dabei sowohl in axialer Richtung wie auch in radialer Richtung erfolgen, so dass also auch das Rollen eines Gewindes auf einem Werkstück möglich ist, welches zwischen zwei Spitzen eingespannt ist.The feed of the thread rolling head at the beginning of the rolling process can take place both in the axial direction and in the radial direction, so that it is also possible to roll a thread on a workpiece which is clamped between two tips.
Wenn vorstehend von einem tangentialen Abziehen der Gewinderollen gesprochen ist, so bezieht sich dieser Hinweis auf die Umfangsfläche der Gewinderollen in bezug auf den Aussenumfang des Werkstückes, so dass also der Gewinderollkopf radial abgezogen wird vom Werkstück.If a thread pulling off of the thread rolls is referred to above, this reference relates to the circumferential surface of the thread rolls with respect to the outer circumference of the workpiece, so that the thread rolling head is pulled off radially from the workpiece.
Durch die axiale Verschiebbarkeit der Gewinderollen werden Beschädigungen des Gewindes vom Werkstück beim Abziehen der Gewinderollen verhindert.The axial displacement of the thread rolls prevents damage to the thread from the workpiece when the thread rolls are removed.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens können die Achsen der Gewinderollen in einem gabelförmigen Bügel des Gewinderollkopfes bzw. einem Träger starr gehalten sein, wobei es jedoch zweckmässig ist, wenn die Achsen der Gewinderollen als Exzenterbolzen ausgebildet sind und wenn darüber hinaus die Gewinderollen gegen den Druck von Federn axial verschiebbar gelagert sind. Die Gewinderollen sitzen dabei lose drehbar auf den Achsen. Sie brauchen zu Beginn des Rollvorganges keine feste Ausgangsstellung zueinander einzunehmen. Anwendung finden dabei Rillenrollen, die in etwa dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes schräg mit ihrem Achsen zueinander ausgerichtet sind, wobei also ihre Achsen nicht parallel zueinander stehen. Die Achse der einen Rolle ist dabei zu der Achse der anderen Rolle derart schräg gestellt, dass die Achsen nicht aufeinander zugerichtet sind, sondern in parallelen Ebenen schräg zueinander stehen.When using the method according to the invention, the axes of the thread rolls can be held rigidly in a fork-shaped bracket of the thread rolling head or a carrier, but it is expedient if the axes of the thread rolls are designed as eccentric bolts and if the thread rolls also act against the pressure of springs are axially displaceable. The thread rolls are loosely rotatable on the axles. You do not need to be in a fixed starting position to each other at the start of the rolling process. Grooved rollers are used which are aligned with their axes at approximately the pitch angle of the thread to be produced, so that their axes are not parallel to each other. The axis of the one roller is inclined to the axis of the other roller in such a way that the axes are not directed towards one another, but are at an angle to one another in parallel planes.
Der Winkel zwischen den schräg gerichteten Achsen und der Achse des Gewinderollkopfes entspricht etwa dem Steigungswinkel des zu rollenden Gewindes.The angle between the inclined axes and the axis of the thread rolling head corresponds approximately to the pitch angle of the thread to be rolled.
Bei dem Verfahren und der Gestaltung des Gewinderollkopfes brauchen die Gewinderollen nicht nach einem Abziehen vom fertigen Werkstück in der Art eines Schliessvorganges des Gewinderollkopfes wieder zueinander verstellt zu werden, so dass sich mit im Aufbau besonders einfachen Axialgewinderollköpfen neue Einsatzmöglichkeiten an NC- oder CNC-Drehautomaten ergeben und das Rollen beliebig langer Gewinde möglich ist.In the process and the design of the thread rolling head, the thread rolls do not need to be adjusted to one another again after they have been removed from the finished workpiece in the manner of a closing process of the thread rolling head, so that, with the construction of particularly simple axial thread rolling heads, new uses for NC or CNC automatic lathes arise and the rolling of threads of any length is possible.
Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist Gegenstand von Anspruch 3.The device for carrying out the method according to the invention is the subject of
Weitere Merkmale der Erfindung bilden Gegenstand von Unteransprüchen und sind nachstehend erläutert unter Bezugnahme auf eine Zeichnung.Further features of the invention form the subject of subclaims and are explained below with reference to a drawing.
In der Zeichnung zeigen:
- Figur 1: die verschiedenen Stellungen eines Gewinderollkopfes im Verlaufe eines Rollvorganges;
- Figur 2: ein Gewinderollkopf in der Seitenansicht;
- Figur 3: die Draufsicht auf einen Gewinderollkopf;
- Figur 4: die Anordnung eines Gewinderollkopfes auf einer Revolverscheibe eines Drehautomaten, und
- Figur 5: ein Teilausschnitt eines Gewinderollkopfes mit Werkstück unter Angabe der mathematischen Beziehungen.
- Figure 1: the various positions of a thread rolling head in the course of a rolling process;
- Figure 2: a thread rolling head in side view;
- Figure 3: the top view of a thread rolling head;
- Figure 4: the arrangement of a thread rolling head on a turret disk of an automatic lathe, and
- Figure 5: a partial section of a thread rolling head with workpiece specifying the mathematical relationships.
Der in der Zeichnung wiedergegebene, im Aufbau besonders einfache Axialgewinderollkopf 1 besitzt eine einseitig offene Gabel 2, die zwei Gewinderollen 3 und 3' trägt. Die beiden Gewinderollen 3 und 3' stehen im festen Abstand zueinander und sind frei drehbar gelagert auf Exzenterbolzen 7, durch die sich Massungenauigkeiten ausgleichen lassen, die sich ergeben durch eine Auffederung der Gabel 2 des Gewinderollkopfes. Der Mittelabschnitt der Exzenterbolzen 7 mit der Achse A-A ist versetzt zu der Achse B-B der Gewinderolle. Dabei entspricht die Achse A-A der Drehachse der Gewinderolle 3 und die Achse B-B der Drehachse des Exzenterbolzens 7, der die Gewinderolle 3 trägt. Durch eine Drehung des Exzenterbolzens 7 lässt sich die Gewinderolle 3 radial einstellen.The axial
Die Achsen A, und Az der beiden Gewinderollen 3 und 3' sind zueinander entsprechend Figur 3 schräg ausgerichtet, wobei der Winkel a, den die beiden Achsen zur Achse des Gewinderollkopfes 1 bilden, etwa dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes entspricht.The axes A, and A z of the two
Bei der Anordnung des Gewinderollkopfes 1 auf der Revolverscheibe 5 eines Drehautomaten entsprechend der Figur 4 kann die Zustellung des Gewinderollkopfes 1 zum Herstellen eines Gewindes auf einem Werkstück 6 sowohl radial wie auch axial erfolgen, entsprechend den Stellungen 1 und 2 der Figur 1. Die Herstellung des Gewindes erfolgt danach durch axiale Bewegung des Gewinderollkopfes entsprechend der Stellung 3 der Figur 1. Beim Abschluss des Rollvorganges wird der Gewinderollkopf radial entsprechend der Stellung 4 der Figur 1 vom Werkstück 6 abgezogen. Dabei werden die Gewinderollen 3 und 3' vom Werkstück 6 tangential fortbewegt. Diese tangentiale Fortbewegung unter einem blitzschnellen Arbeitsablauf kann senkrecht zu der Achse des Werkstükkes 6 erfolgen, zumal die Gewinderollen verschiebbar und zwar gegen den Druck einer Feder 4 auf ihren Achsen gelagert sind, so dass sie axial beim Eilrückhub ausweichen können, ohne das geformte Gewinde zu beschädigen. Die Federn 4 dienen einer Rückstellung der Gewinderollen 3 und 3' nach Abschluss eines Rollvorganges. Würden die Federn 4 nicht vorhanden sein, so würden die Gewinderollen 3 und 3' zum Abschluss eines Rollvorganges in axial verschobener Stellung stehen bleiben. Sie würden dann jedoch zu Beginn eines neuen Rollvorganges durch das Werkstück 6 in die notwendige Ausgangslage zurückversetzt werden können, so dass es also nicht unbedingt der Anordnung der Federn bedarf.With the arrangement of the
Aus der Figur 5 ist ersichtlich, dass es zweckmässig ist, wenn der Zwangsvorschubweg Xz kleiner ist, als der steigungsbedingte Vorschub XG und zwar sollte die Differenz dem Betrag So/2 entsprechen, wenn die Länge ℓ des herzustellenden Gewindes der Grösse XG entspricht. Dabei ergibt sich, dass der mögliche Weg der Verschiebung einer Gewinderolle auf ihrer Achse bzw. das Spiel "S" der Grösse entspricht.It can be seen from FIG. 5 that it is expedient if the positive feed path X z is smaller than the pitch-dependent feed X G, and that the difference should correspond to the amount S o / 2 if the length ℓ of the thread of size X G to be produced corresponds. The result is that the possible way of moving a thread roll on its axis or the play "S" corresponds to the size.
Der Zwangsvorschubweg Xz entspricht dann der Grösse:
Wird ein solcher Zwangsvorschubweg Xz gewählt, so stehen die Gewinderollen 3 und 3' bei Abschluss des Rollvorganges über die volle Gewindelänge ℓ in der Mittelstellung So/2 ihres axialen Spieles, so dass sie beim Abziehen des Gewinderollkopfes 1 beide infolge der schrägstellung ihrer Achsen gleich weit nach entgegengesetzten Richtungen axial ausweichen können und dadurch eine Beschädigung des Gewindes beim Abziehen des Gewinderollkopfes verhindern.If such a positive feed path X z is selected, the
Bei dieser Betrachtung ist ausgegangen von der Herstellung eines eingängigen Gewindes, dessen Teilung dem Wert "p" entspricht, wie auch der Rillenteilung der Gewinderollen und der Gewindesteigung des Werkstückes 6.This consideration starts from the production of a single-start thread, the pitch of which corresponds to the value " p", as well as the groove pitch of the thread rolls and the thread pitch of the
Während des Rollvorganges entsprechend der Stellung 3 der Figur 1 teilt sich der Spielraum So auf in S1 und Sz. Zweckmässig ist es, wenn zum Abschluss des Rollvorganges die Grössen S1 und S2 gleich gross sind bzw. dem Wert So/2 entsprechen und zwar bei beiden Gewinderollen 3 bzw. 3', so dass sie in entgegengesetzten Richtungen beim Abschwenken des Gewinderollkopfes ausweichen können. Die Verschiebung der Gewinderollen ergibt sich im übrigen durch die Programmierung des Zwangsvorschubes Xz der Maschine. Dabei ist davon auszugehen, dass der Zwangsvorschub des Gewinderollkopfes 1, der von der Maschine ausgeübt wird, kleiner ist als der Vorschub XG der Gewinderollen 3 und 3', der sich ergibt aus der Steigung des hergestellten Gewindes. Dadurch verschiebt sich die einzelne Gewinderolle 3 und 3' auf ihrer Achse in dem Sinne, dass anstelle des ursprünglichen Spieles So ein Spiel auftritt in der Grösse So/2, das zweckmässig ist, um beim tangentialen Abziehen der Gewinderollen keine Beschädigung des fertiggestellten Gewindes des Werkstückes 6 hervorzurufen.During the rolling process according to
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