EP4126433A1 - Method for producing a workpiece threaded hole - Google Patents

Method for producing a workpiece threaded hole

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Publication number
EP4126433A1
EP4126433A1 EP21704523.6A EP21704523A EP4126433A1 EP 4126433 A1 EP4126433 A1 EP 4126433A1 EP 21704523 A EP21704523 A EP 21704523A EP 4126433 A1 EP4126433 A1 EP 4126433A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
tool
stroke
drilling
cutting edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21704523.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Kopton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP4126433A1 publication Critical patent/EP4126433A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23GTHREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/20Thread-cutting tools; Die-heads combined with other tools, e.g. drills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23GTHREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/32Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by milling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23GTHREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/16Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor in holes of workpieces by taps

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a workpiece threaded hole according to the preamble of claim 1 and a tapping tool according to claim 19.
  • a drilling stroke is initially carried out, in which the rotating The tapping tool is driven in one drilling direction up to a target drilling depth into the non-pre-drilled workpiece, to be precise with the formation of a thread-free pre-drilling.
  • a thread stroke takes place in the process, in which the tapping tool generates an internal thread in the pre-hole with a thread feed and a thread speed synchronized with it.
  • the method can be implemented as a so-called one-shot tapping process, in which both the pre-drilling (i.e. core drilling) and the generation of an internal thread are carried out in a common tool stroke.
  • the drilling stroke and the thread stroke are temporally superimposed on one another. This leads to a high load on the tool and possibly to a reduced tool life.
  • Such a one-shot tapping process is known from WO 2019/029850 A1.
  • the direction of rotation of the rotating tool is reversed.
  • the tool is then versierhub led out of the threaded hole free of stress, namely at a reversing speed synchronized with the reversing feed, at which the thread machining teeth of the tapping tool move free of stress in the threads of the workpiece threaded hole.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a workpiece threaded hole and a tapping tool in which the tool load is reduced compared to the prior art and the threaded hole can be produced in a reduced process time.
  • both the pilot hole and the internal thread are no longer produced in the drilling stroke, which is associated with a high load on the tool.
  • the tapping tool is designed in such a way that the pre-drilling takes place in the drilling stroke alone.
  • the internal thread is then generated in an independent thread stroke.
  • a reversing stroke takes place in which the tapping tool is completely led out of the pre-drilling in a reversing direction opposite to the drilling direction.
  • the tapping tool led out of the pilot hole is controlled in an offset stroke by a radial offset towards the outside radially. Then the radially controlled threaded debohr tool is guided in a circular rotary movement along a circular path around the bore axis, whereupon the thread stroke starts.
  • the internal thread generation does not take place during the reversing stroke.
  • a time-consuming speed control would have to be used to prepare the internal thread generation.
  • Adaptation of the tapping tool takes place in which the tapping tool would have to be controlled from a drilling speed (from the previous drilling stroke) to a thread speed (for the subsequent generation of internal threads).
  • the tapping tool would be subjected to a tensile force, as a result of which the tool is less resilient.
  • the thread stroke and the drilling stroke can have an identical stroke direction.
  • the tool axis around which the tapping tool rotates and the drilling axis can be coaxial with one another.
  • a drilling section of the tapping tool is in chip engagement with the workpiece, while a thread-generating section is carried along free of stress.
  • the thread stroke can be extended by a free cut stroke when the target thread depth is reached.
  • the free-cutting stroke the feed and the speed of the tapping tool are no longer synchronized with one another, as a result of which a circumferential free-cut groove adjoining the internal thread is created without thread pitch.
  • the thread stroke the tool axis and the bore axis are axially parallel to one another, with an axis distance that corresponds to the radial offset by which the tapping tool has been radially controlled in the offset stroke.
  • a second offset stroke can take place.
  • the tapping tool is retracted by a radial offset in the radial direction from the internal thread or from the cutout groove. This enables the tapping tool to be guided out of the threaded hole in the workpiece in a subsequent reverse stroke without stress, that is to say without thread engagement or chip engagement.
  • the direction of rotation of the tapping tool can be reversed if necessary. The reversal of the direction of rotation can take place, for example, while the first reversing stroke is being carried out.
  • the speed of the tapping tool can be slowed down to zero and the first reversing stroke can be started.
  • thread cutting takes place through synchronous interpolation in an xy plane around the center point of the outer thread diameter dA and through a simultaneous synchronous movement along the drilling axis (or tool axis) with a feed rate of one pitch per revolution.
  • the time for one revolution of the tapping tool (nw) corresponds to the time for one revolution around the center point of the outer thread diameter (CG).
  • the infeed along the bore axis (thread feed) during this time corresponds to the thread pitch.
  • the rotating tapping tool In the first offset stroke (i.e. between the first reversing stroke and the thread stroke) the rotating tapping tool is controlled by a radial offset and guided in a circular rotary movement along a circular path around the bore axis.
  • the tapping tool is designed in such a way that a tool thread generating section (required for generating internal threads) remains stress-free and disengaged from the wall of the pilot hole during the drilling stroke. In the subsequent thread stroke, however, the tool drilling section (required to generate the pilot hole) remains free of stress and except for a handle with the generated internal thread.
  • the tool drilling section moves in the thread stroke with its cutting edges radially inside the radially inner thread apex of the internal thread.
  • the thread stroke takes place with a tool axis which is axially parallel to the bore axis.
  • the tapping tool has at least a first cutting edge and a second cutting edge, which are spaced apart from one another by a cutting angle in the circumferential direction of the tool. The cutting edge angle is dimensioned so that the two cutting edges can be guided out of the workpiece threaded hole in the thread stroke without stress and out of engagement with the internal thread produced.
  • the thread generating section formed on the tapping tool is arranged in a tool circumferential direction outside the range of rotation angle spanned by the two cutting edges.
  • An outer cutting edge contour of the two cutting edges moves on a circular path when the tool rotates.
  • a tooth contour of the tool thread generating section moves on a tooth contour circular path with a tooth contour diameter.
  • the tooth contour diameter is designed to be smaller than the cutting contour diameter in order to support an interference contour-free clearance cut of the tapping tool in the radial direction and the second reverse stroke. In this way, there is a radial tool clearance between the cutting edge circular path and the circular tooth contour path. The tool clearance is partially used up during the clearance cut in the radial direction.
  • the cutting edge angle spanned between the first cutting edge and the second cutting edge can, purely by way of example, be smaller than 180 ° and, for example, be dimensioned in the range of 120 °.
  • Each of the cutting edges can have at least one end-face transverse cutting edge formed on the tool tip.
  • the transverse cutting edge of each cutting edge can merge into a longitudinal cutting edge of the cutting edge at a radially outer cutting corner.
  • a drill bit can be formed on a drill web running in the longitudinal direction of the tool.
  • the two the drill webs can be spaced apart from one another in the tool circumferential direction via chip spaces.
  • a rake face delimiting the chip space can merge (in the tool circumferential direction) at the longitudinal cutting edge into a circumferential drill web flank.
  • Guide chamfers can project radially outward from each of the two drill web free surfaces.
  • the tool thread generating section can be formed on one of the two circumferential drill web free surfaces.
  • a rake face delimiting the chip space can merge into an end face flank on the front side transverse cutting edge that tapers conically in the direction of the tool axis.
  • first and second drill bits are arranged in different height positions in the tool axial direction, that is to say they are axially offset in height relative to one another.
  • the axial height offset between the two cutting edges can be dimensioned in such a way that the cutting edge loads per cutting edge in the drilling stroke are approximately the same.
  • the two end-face transverse cutting edges of the cutting edges can be offset in height relative to one another in the axial direction of the tool.
  • 1 shows, in a sectional side view, a threaded blind hole bore formed in a workpiece; 2 and 3 different views of a tapping tool;
  • 4 to 8 are each views illustrating the generation of the threaded blind hole shown in FIG. 1 in a process sequence
  • FIGS. 15 to 18 show a further embodiment of the invention.
  • a finished threaded blind hole 1 is shown.
  • the hole 1 is worked with its hole bottom 3 up to a target drilling depth te in a workpiece 5 by means of a process sequence which will be explained later with reference to FIGS. 4 to 8.
  • the threaded hole 1 has at its hole approximately opening on a circumferential counterbore 7, which merges into an internal thread 9 in the further Ver run down.
  • the internal thread 9 extends along the bore axis A up to a usable nominal thread depth tG.
  • a thread passage of the internal thread 9 opens into an annular circumferential clearance or free cut groove 13.
  • the thread core of the internal thread 9 in FIG. 1 is on a core hole diameter dK.
  • the thread root of the internal thread 9 lies on an outer thread diameter dA.
  • the threaded blind hole 1 shown in FIG. 1 is produced with the aid of a tapping tool described below with reference to FIGS. 2 and 3. Accordingly, the tool in FIG. 2 has a clamping shank 15 to which a tapping body 17 is connected.
  • a first cutting edge S1 and a second cutting edge S2 are formed on the tapping body 17, which are spaced apart from one another in a tool circumferential direction u by a cutting angle ⁇ .
  • the tapping tool has in Fig. 3 two in one work- tool-longitudinal direction extending drill webs 14.
  • a cutting edge S1, S2 is formed on each of the two drill webs 14.
  • the two drill webs 14 are spaced apart from one another in the tool circumferential direction u (FIG. 3) via chip spaces 23.
  • Each of the cutting edges S1, S2 each has a longitudinal cutting edge 27 running in the longitudinal direction of the tool (only indicated in FIGS. 12 and 14) and an end-face transverse cutting edge 29 formed on the tool tip.
  • the front transverse cutting edge 29 merges into the longitudinal cutting edge 27 at a radially outer cutting corner 33.
  • a rake face delimiting the chip space 23 merges at the longitudinal cutting edge 27 into a circumferential drill web flank 35 (FIG. 3).
  • a circumferential drill web flank 35 On the circumferential drill web open areas 35, guide chamfers 37 protruding from the side are formed in each case.
  • a tool thread generating section 39 is formed on the wide drill web 14 (specifically on its drill web free surface 35). This consists in Fig. 3 of a total of three machining teeth, namely a pre-machining tooth 40, an intermediate tooth 41 and a finishing tooth 42. Alternatively or additionally, further teeth (such as the tooth 43 shown in Fig. 1) can be provided.
  • the teeth 40 to 42 are arranged one behind the other in the tool circumferential direction u in FIG.
  • the thread generating section 39 is not limited to this special embodiment variant. Rather, fewer or more cutting teeth can also be provided and / or the cutting teeth can also be arranged axially offset from one another on the drill web free surfaces 35.
  • the thread generating section 39 also has, viewed in the axial direction, on both sides of the machining teeth 40, 41, 42 in each case a circumferential cylindrical support web 44 (FIGS. 3 and 4), the outer diameter of which when the thread is generated (see FIG. 7) is approximately on the Pre-drilling diameter dve, so that when threading the Support web (44) of the tapping tool is supported against the wall of the pilot hole
  • an outer cutting contour of the first and second cutting edges S1, S2 moves with a tool rotation on a cutting edge circular path 45 with a cutting contour diameter (identical to core hole diameter d «).
  • a tooth contour of the tool thread generating section 39 moves during a tool rotation on a tooth contour circular path or envelope curve 47 (FIGS. 3 and 4) with a tooth contour diameter.
  • the tooth contour diameter is dimensioned smaller than the cutting contour diameter (identical to the core hole diameter d «). This results in a radial tool clearance 49 (FIGS. 3 or 4) between the circular path 45 and the circular tooth contour path 47.
  • the tool clearance 49 is required in a free travel step F (FIG. 8b) described later.
  • Drilling depth te driven in to form a pilot hole 51.
  • the two cutting edges S1, S2 are in cutting engagement with the workpiece 5, while the tool thread generating section 39 remains stress-free and out of engagement with the pre-drilling wall.
  • the tool axis W is aligned coaxially to the bore axis A, the feed rate Vf and the speed n of the tapping tool are freely selectable.
  • the drilling process takes place in FIG. 4 in the direction of rotation 38 shown, for example, counterclockwise.
  • the thread stroke G (FIG. 8a) is prepared with the following process steps: After the drilling stroke B, a first reversing stroke R1 (FIG. 6) takes place, in which the tapping tool moves in one direction to the drilling direction opposite reversing direction is guided out of the pilot hole 51 so far that a first offset hub V1 ( Figure 7) can take place. In the first offset stroke V1, the tapping tool guided out of the pilot hole 51 is controlled radially by a radial offset Dh.
  • Thread stroke starts ( Figure 8a), in which the radially controlled, rotating tapping tool is guided in a circular rotary movement ( Figure 7) along a circular path 53 around the bore axis A and with a thread feed and a synchronized with it Thread speed is introduced into the pilot hole 51.
  • Thread stroke G the tool rotation and the tool circular movement take place both in the same direction of rotation and at the same speed, as is indicated in FIG.
  • the thread generating section 39 of the tapping tool In the thread stroke G (FIG. 8a), the thread generating section 39 of the tapping tool generates the internal thread 9 until the target thread depth tG is reached.
  • the thread stroke G is extended with a free cut stroke F (FIG. 8a).
  • the free cut stroke F In the free cut stroke F, the feed rate Vf and the speed n of the tapping tool are no longer synchronized with one another. It is therefore generated on the internal thread 9 to closing circumferential free cut groove 13 without thread pitch.
  • a second offset stroke V2 (FIG. 8b) follows, in which the tapping tool is moved clear of the free cut groove 13 by a radial offset DG2 in the radial direction.
  • This enables a second reversing stroke R2 (FIG. 8b), in which the threaded drilling tool can be guided out of the workpiece threaded hole 1 without stress, that is to say without thread engagement and without chip engagement.
  • the process parameters i.e. speed n and feed Vf of the drilling tool
  • the process parameters correspond to the positions of the cutting edges S1, S2 on the drilling tool to agree that the cutting edge load per cutting edge S1, S2 is approximately the same, that is the feed vtz (tooth feed) per cutting edge S1, S2 is ideally the same.
  • This is achieved in a conventional drilling tool (FIGS. 9 and 10) by constant spacing between the cutting edges S1, S2.
  • the cutting edges S1, S2 are therefore diametrically opposite with respect to the tool axis W, so that the feed (tooth feed) per cutting edge S1, S2 is approximately the same, as can be seen from FIG. 10.
  • the lateral surface of the conventional drilling tool is shown in a development. Accordingly, the cutting edges S1, S2 are positioned at the same axial height H.
  • the cutting edges S1, S2 in FIG. 10 are each in chip engagement with the inner wall of a workpiece bore over identical cutting widths s.
  • the cutting paths wi and W2 of the two cutting edges S1, S2 resulting in the drilling process are shown.
  • the cutting paths wi and W2 run spirally along the inner wall of the bore at an angle of inclination ⁇ , so that in the development (FIG. 10) a straight course of the cutting paths wi and W2 results.
  • the cutting paths wi and W2 do not overlap in FIG. 10, but rather go into one another in the axial direction without overlapping.
  • FIGS. 11 to 14 - in contrast to the prior art according to FIGS. 9 and 10 - the spacings between the two cutting edges S1, S2 are no longer identical, but different.
  • the feed rate ftz per cutting edge is no longer the same for each cutting edge, but rather different.
  • the cutting edges S1, S2 are no longer evenly loaded in the drilling process, but are loaded differently.
  • the first cutting edge S1 is assigned the largest feed vtz per cutting edge, that is, the first cutting edge S1 is exposed to the greater cutting edge load.
  • the two cutting edges S1, S2 are positioned at the same height H without an axial height offset DH. According to FIGS.
  • each transverse cutting edge 29 of each cutting edge S1, S2 with the tool axis W spans a point angle ⁇ i, ⁇ 2.
  • the point angles ßi, ß2 of the two cutting edges S1, S2 are shown in Fig. 14 (as with conventional drilling tools with symmetrical cutting edge distribution) sized identically.
  • the point angles ßi, ß2 are selected so that the axial height offset DH is set at the tool circumference, i.e. at the cutting corners 33 of the two cutting edges S1, S2, or the different height positions H1, H2 of the cutting edges S1, S2, as shown in FIG.
  • the cutting edges S1, S2 are no longer positioned at the same axial height H in the exemplary embodiment of FIGS H2 arranged.
  • These height positions H1 and H2 are selected in such a way that, in comparison to FIGS. 11 and 12, the result is a more even cutting edge load on the two cutting edges S1, S2.
  • the height positions H1 and H2 are selected depending on the process parameters in the drilling process (i.e. tool speed, tool feed) and depending on the respective pitch.
  • the cutting edges S1, S2 - analogously to FIGS. 9 and 10 - are each in cutting engagement with the inner wall of the bore over identical cutting widths s.
  • the cutting paths wi and W2 do not overlap, but rather they merge into one another without overlapping.
  • each transverse cutting edge 29 of each cutting edge S1, S2 with the tool axis W spans a point angle ⁇ 1, ⁇ 2.
  • the point angles ßi, ß2 of the two cutting edges S1, S2 are not measured identically in FIG. 18 (as in conventional drilling tools with symmetrical cutting edge distribution), but rather measured differently from one another.
  • the tip angles ßi, ß2 are chosen so that the axial height offset DH on the tool circumference, that is, at the cutting corners 33 of the two cutting edges S1, S2, or the different height positions H1, H2 of the cutting edges S1, S2 are set as shown in FIG. REFERENCE LIST

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a workpiece threaded hole (1) by means of a tapping tool, the method comprising a drilling stroke (B), in which the rotating tapping tool is driven into the workpiece (5) in a drilling direction to an intended drilling depth (tB), such that a screw-thread-free pilot hole (51) is formed, and comprising a screw-thread stroke (G), in which the tapping tool produces an internal screw thread (9) in the pilot hole (51) at a screw-thread advancing rate (vf) and a screw-thread rotational speed (n), which is synchronized with the screw-thread advancing rate. According to the invention, a reversing stroke (R1) is carried out after the drilling stroke (B), in which reversing stroke the tapping tool is led out of the pilot hole (51) in a reversing direction counter to the drilling direction. Subsequently, the tapping tool executes a controlled lateral movement radially by a radial offset (Δr1) in an offset stroke (V1). Thereafter, the radially adjusted, rotating tapping tool is guided in a circular rotational motion along a circular path (53) about the hole axis (A) in the screw-thread stroke (G).

Description

Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung Process for creating a workpiece tapped hole
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück- Gewindebohrung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Ge- windebohr-Werkzeug gemäß dem Anspruch 19. In einem gattungsgemäßen Verfahren erfolgt bei der Erzeugung der Werk stück-Gewindebohrung zunächst ein Bohrhub, bei dem das rotierende Ge- windebohr-Werkzeug in einer Bohrrichtung bis zu einer Soll-Bohrtiefe in das nicht vorgebohrte Werkstück eingetrieben wird, und zwar unter Bildung einer gewindefreien Vorbohrung. Zudem erfolgt in dem Verfahren ein Gewindehub, bei dem das Gewindebohr-Werkzeug mit einem Gewinde-Vorschub und ei ner damit synchronisierten Gewinde-Drehzahl ein Innengewinde in der Vor bohrung erzeugt. The invention relates to a method for producing a workpiece threaded hole according to the preamble of claim 1 and a tapping tool according to claim 19. In a generic method, when creating the workpiece threaded hole, a drilling stroke is initially carried out, in which the rotating The tapping tool is driven in one drilling direction up to a target drilling depth into the non-pre-drilled workpiece, to be precise with the formation of a thread-free pre-drilling. In addition, a thread stroke takes place in the process, in which the tapping tool generates an internal thread in the pre-hole with a thread feed and a thread speed synchronized with it.
Beispielhaft kann das Verfahren als ein sogenannter Einschuss- Gewindebohr-Prozess realisiert sein, bei dem sowohl die Vorbohrung (das heißt Kernbohrung) als auch eine Innengewinde-Erzeugung in einem ge meinsamen Werkzeughub durchgeführt werden. In diesem Fall sind der Bohrhub und der Gewindehub zeitlich einander überlagert. Dies führt zu ei ner hohen Werkzeugbelastung und gegebenenfalls zu einer reduzierten Werkzeug-Standzeit. For example, the method can be implemented as a so-called one-shot tapping process, in which both the pre-drilling (i.e. core drilling) and the generation of an internal thread are carried out in a common tool stroke. In this case, the drilling stroke and the thread stroke are temporally superimposed on one another. This leads to a high load on the tool and possibly to a reduced tool life.
Ein solcher Einschuss-Gewindebohr-Prozess ist aus der WO 2019/029850 A1 bekannt. Am Ende des Gewindebohr-Hubs erfolgt eine Drehrichtungsum kehr des rotierenden Werkzeugs. Anschließend wird das Werkzeug im Re- versierhub belastungsfrei aus der Gewindebohrung herausgeführt, und zwar bei einer mit dem Reversier-Vorschub synchronisierten Reversier-Drehzahl, bei der sich die Gewinde-Bearbeitungszähne des Gewindebohr-Werkzeugs belastungsfrei in den Gewindegängen der Werkstück-Gewindebohrung be wegen. Such a one-shot tapping process is known from WO 2019/029850 A1. At the end of the tapping stroke, the direction of rotation of the rotating tool is reversed. The tool is then versierhub led out of the threaded hole free of stress, namely at a reversing speed synchronized with the reversing feed, at which the thread machining teeth of the tapping tool move free of stress in the threads of the workpiece threaded hole.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung sowie ein Gewindebohr-Werkzeug bereitzustel len, bei dem im Vergleich zum Stand der Technik die Werkzeugbelastung reduziert ist und die Gewindebohrung in reduzierter Prozessdauer erzeugt werden kann. The object of the invention is to provide a method for producing a workpiece threaded hole and a tapping tool in which the tool load is reduced compared to the prior art and the threaded hole can be produced in a reduced process time.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 19 gelöst. Be vorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offen bart. The object is achieved by the features of claim 1 or 19. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.
In Abkehr zur obigen WO 2019/029850 A1 wird erfindungsgemäß im Bohr hub nicht mehr sowohl die Vorbohrung als auch gleichzeitig das Innengewin de erzeugt, was mit einer hohen Werkzeugbelastung einhergeht. Vielmehr ist in der Erfindung das Gewindebohr-Werkzeug so ausgelegt, das im Bohrhub alleine die Vorbohrung erfolgt. In einem davon unabhängigen Gewindehub wird dann das Innengewinde erzeugt. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erfolgt zur Vorbereitung des Gewindehubs nach dem Bohrhub ein Reversierhub, bei dem das Gewindebohr-Werkzeug in einer zur Bohrrichtung entgegengesetzten Reversierrichtung komplett aus der Vorboh rung herausgeführt wird. Das aus der Vorbohrung herausgeführte Gewinde bohr-Werkzeug wird in einem Versatzhub um einen Radialversatz nach radi al außen ausgesteuert. Anschließend wird das radial ausgesteuerte Gewin debohr-Werkzeug in einer Zirkular-Drehbewegung entlang einer Kreisbahn um die Bohrungs-Achse geführt, woraufhin der Gewindehub startet. In a departure from the above WO 2019/029850 A1, according to the invention, both the pilot hole and the internal thread are no longer produced in the drilling stroke, which is associated with a high load on the tool. Rather, in the invention, the tapping tool is designed in such a way that the pre-drilling takes place in the drilling stroke alone. The internal thread is then generated in an independent thread stroke. According to the characterizing part of claim 1, in preparation for the thread stroke after the drilling stroke, a reversing stroke takes place in which the tapping tool is completely led out of the pre-drilling in a reversing direction opposite to the drilling direction. The tapping tool led out of the pilot hole is controlled in an offset stroke by a radial offset towards the outside radially. Then the radially controlled threaded debohr tool is guided in a circular rotary movement along a circular path around the bore axis, whereupon the thread stroke starts.
Es ist hervorzuheben, dass erfindungsgemäß die Innengewinde-Erzeugung nicht während des Reversierhubs erfolgt. In diesem Fall müsste zur Vorbe reitung der Innengewinde-Erzeugung zeitaufwendig eine Drehzahl- Anpassung des Gewindebohr-Werkzeugs erfolgen, bei der das Gewinde- bohr-Werkzeug von einer Bohr-Drehzahl (vom vorangegangenen Bohrhub) auf eine Gewinde-Drehzahl (für die folgende Innengewinde-Erzeugung) ge steuert werden müsste. Zudem würde bei einer solchen Innengewinde- Erzeugung das Gewindebohr-Werkzeug mit einer Zugkraft beaufschlagt werden, wodurch das Werkzeug weniger stark belastbar ist. It should be emphasized that, according to the invention, the internal thread generation does not take place during the reversing stroke. In this case, a time-consuming speed control would have to be used to prepare the internal thread generation. Adaptation of the tapping tool takes place in which the tapping tool would have to be controlled from a drilling speed (from the previous drilling stroke) to a thread speed (for the subsequent generation of internal threads). In addition, with such an internal thread generation, the tapping tool would be subjected to a tensile force, as a result of which the tool is less resilient.
Erfindungsgemäß können der Gewindehub und der Bohrhub eine identische Hubrichtung aufweisen. Im Bohrhub können die Werkzeug-Achse, um die das Gewindebohr-Werkzeug rotiert, und die Bohrungs-Achse zueinander koaxial sein. Zudem ist im Bohrhub ein Bohrabschnitt des Gewindebohr- Werkzeugs in Spaneingriff mit dem Werkstück, während ein Gewindeerzeu gungsabschnitt belastungsfrei mitgeführt wird. According to the invention, the thread stroke and the drilling stroke can have an identical stroke direction. In the drilling stroke, the tool axis around which the tapping tool rotates and the drilling axis can be coaxial with one another. In addition, in the drilling stroke, a drilling section of the tapping tool is in chip engagement with the workpiece, while a thread-generating section is carried along free of stress.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann der Gewindehub mit Errei chen der Soll-Gewindetiefe um einen Freischnitthub verlängert sein. Im Frei schnitthub sind der Vorschub und die Drehzahl des Gewindebohr-Werkzeugs nicht mehr zueinander synchronisiert, wodurch eine an das Innengewinde anschließende, umlaufende Freischnittnut ohne Gewindesteigung erzeugt wird. Im Gewindehub sind die Werkzeug-Achse und die Bohrungs-Achse zueinander achsparallel, und zwar mit einem Achsabstand, der dem Radial versatz entspricht, um den das Gewindebohr-Werkzeug im Versatzhub radial ausgesteuert worden ist. In a preferred embodiment variant, the thread stroke can be extended by a free cut stroke when the target thread depth is reached. In the free-cutting stroke, the feed and the speed of the tapping tool are no longer synchronized with one another, as a result of which a circumferential free-cut groove adjoining the internal thread is created without thread pitch. In the thread stroke, the tool axis and the bore axis are axially parallel to one another, with an axis distance that corresponds to the radial offset by which the tapping tool has been radially controlled in the offset stroke.
Nach der Erzeugung der umlaufenden Freischnittnut während des Frei schnitthubs kann ein zweiter Versatzhub erfolgen. Im zweiten Versatzhub wird das Gewindebohr-Werkzeug um einen Radialversatz in Radialrichtung von dem Innengewinde oder von der Freischnittnut freigefahren. Dadurch wird ermöglicht, dass das Gewindebohr-Werkzeug in einem folgenden Re versierhub belastungsfrei, das heißt ohne Gewindeeingriff oder Spaneingriff aus der Werkstück-Gewindebohrung herausgeführt werden kann. Zur Vorbereitung des Gewindehubs kann bei Bedarf eine Drehrichtungsum kehr des Gewindebohr-Werkzeugs erfolgen. Die Drehrichtungsumkehr kann beispielhaft während der Durchführung des ersten Reversierhubs stattfinden. After the circumferential free cut groove has been generated during the free cut stroke, a second offset stroke can take place. In the second offset stroke, the tapping tool is retracted by a radial offset in the radial direction from the internal thread or from the cutout groove. This enables the tapping tool to be guided out of the threaded hole in the workpiece in a subsequent reverse stroke without stress, that is to say without thread engagement or chip engagement. To prepare for the thread stroke, the direction of rotation of the tapping tool can be reversed if necessary. The reversal of the direction of rotation can take place, for example, while the first reversing stroke is being carried out.
Nach Durchführung des Bohrhubs kann gegebenenfalls die Drehzahl des Gewindebohr-Werkzeugs auf null abgebremst werden und der erste Rever sierhub starten. After the drilling stroke has been carried out, the speed of the tapping tool can be slowed down to zero and the first reversing stroke can be started.
Im Gewindehub erfolgt das Gewindeschneiden durch ein synchrones Inter polieren in einer xy-Ebene um den Mittelpunkt des Gewindeaußendurchmes sers dA und durch eine gleichzeitige synchrone Bewegung entlang der Boh rungs-Achse (beziehungsweise Werkzeug-Achse) mit einem Vorschub von einer Steigung pro Umdrehung. Die Zeit für eine Umdrehung vom Gewinde- bohr-Werkzeug (nw) entspricht der Zeit für eine Umdrehung um den Mittel punkt des Gewindeaußendurchmessers (CG). Die in dieser Zeit erfolgende Zustellung entlang der Bohrungs-Achse (Gewinde-Vorschub) entspricht der Gewindesteigung. In the thread stroke, thread cutting takes place through synchronous interpolation in an xy plane around the center point of the outer thread diameter dA and through a simultaneous synchronous movement along the drilling axis (or tool axis) with a feed rate of one pitch per revolution. The time for one revolution of the tapping tool (nw) corresponds to the time for one revolution around the center point of the outer thread diameter (CG). The infeed along the bore axis (thread feed) during this time corresponds to the thread pitch.
Im ersten Versatzhub (d.h. zwischen dem ersten Reversierhub und dem Ge windehub) wird das rotierende Gewindebohr-Werkzeug um einen Radialver satz ausgesteuert und in einer Zirkular-Drehbewegung entlang einer Kreis bahn um die Bohrungs-Achse geführt. In the first offset stroke (i.e. between the first reversing stroke and the thread stroke) the rotating tapping tool is controlled by a radial offset and guided in a circular rotary movement along a circular path around the bore axis.
Das Gewindebohr-Werkzeug ist so ausgelegt, dass im Bohrhub ein Werk- zeug-Gewindeerzeugungsabschnitt (zur Innengewinde-Erzeugung erforder lich) belastungsfrei sowie außer Eingriff mit der Vorbohrungswand bleibt. Im anschließenden Gewindehub bleibt dagegen der Werkzeug-Bohrabschnitt (zur Erzeugung der Vorbohrung erforderlich) belastungsfrei sowie außer Ein griff mit dem erzeugten Innengewinde. Der Werkzeug-Bohrabschnitt bewegt sich im Gewindehub mit seinen Bohrschneiden radial innerhalb des radial inneren Gewinde-Scheitels des Innengewindes. Der Gewindehub erfolgt bei einer zur Bohrungs-Achse achsparallelen Werkzeug-Achse. Das Gewindebohr-Werkzeug weist zumindest eine erste Bohrschneide und eine zweite Bohrschneide auf, die in Werkzeug-Umfangsrichtung um einen Schneidenwinkel voneinander beabstandet sind. Der Schneidenwinkel ist so bemessen, dass die beiden Bohrschneiden im Gewindehub belastungsfrei und außer Eingriff mit dem erzeugten Innengewinde aus der Werkstück- Gewindebohrung herausgeführt werden können. The tapping tool is designed in such a way that a tool thread generating section (required for generating internal threads) remains stress-free and disengaged from the wall of the pilot hole during the drilling stroke. In the subsequent thread stroke, however, the tool drilling section (required to generate the pilot hole) remains free of stress and except for a handle with the generated internal thread. The tool drilling section moves in the thread stroke with its cutting edges radially inside the radially inner thread apex of the internal thread. The thread stroke takes place with a tool axis which is axially parallel to the bore axis. The tapping tool has at least a first cutting edge and a second cutting edge, which are spaced apart from one another by a cutting angle in the circumferential direction of the tool. The cutting edge angle is dimensioned so that the two cutting edges can be guided out of the workpiece threaded hole in the thread stroke without stress and out of engagement with the internal thread produced.
In einer technischen Umsetzung ist der am Gewindebohr-Werkzeug ausge bildete Gewindeerzeugungsabschnitt in einer Werkzeug-Umfangsrichtung außerhalb des von den beiden Bohrschneiden aufgespannten Drehwinkelbe reiches angeordnet. In a technical implementation, the thread generating section formed on the tapping tool is arranged in a tool circumferential direction outside the range of rotation angle spanned by the two cutting edges.
Eine äußere Schneidenkontur der beiden Bohrschneiden bewegt sich bei einer Werkzeug-Rotation auf einer Bohrschneiden-Kreisbahn. In gleicher Weise bewegt sich bei der Werkzeug-Rotation eine Zahnkontur des Werk zeug-Gewindeerzeugungsabschnitts auf einer Zahnkontur-Kreisbahn mit ei nem Zahnkontur-Durchmesser. Um einen störkonturfreien Freifahrschnitt des Gewindebohr-Werkzeugs in der Radialrichtung sowie den zweiten Rever sierhub zu unterstützen, ist der Zahnkontur-Durchmesser kleiner ausgelegt als der Schneidenkontur-Durchmesser. Auf diese Weise ergibt sich ein radia ler Werkzeug-Freiraum zwischen der Bohrschneiden-Kreisbahn und der Zahnkontur-Kreisbahn. Der Werkzeug-Freiraum wird beim Freifahrschnitt in Radialrichtung teilweise aufgebraucht. An outer cutting edge contour of the two cutting edges moves on a circular path when the tool rotates. In the same way, when the tool rotates, a tooth contour of the tool thread generating section moves on a tooth contour circular path with a tooth contour diameter. The tooth contour diameter is designed to be smaller than the cutting contour diameter in order to support an interference contour-free clearance cut of the tapping tool in the radial direction and the second reverse stroke. In this way, there is a radial tool clearance between the cutting edge circular path and the circular tooth contour path. The tool clearance is partially used up during the clearance cut in the radial direction.
Der zwischen der ersten Bohrschneide und der zweiten Bohrschneide aufge spannte Schneidenwinkel kann rein exemplarisch kleiner als 180° sein und zum Beispiel im Bereich von 120° bemessen sein. The cutting edge angle spanned between the first cutting edge and the second cutting edge can, purely by way of example, be smaller than 180 ° and, for example, be dimensioned in the range of 120 °.
Jede der Bohrschneiden kann zumindest eine, an der Werkzeugspitze aus gebildete stirnseitige Querschneidkante aufweisen. Die Querschneidkante einer jeden Bohrschneide kann an einer radial äußeren Schneidenecke in eine Längsschneidkante der Bohrschneide übergehen. Zudem kann in einer konkreten Ausführungsvariante jeweils eine Bohrschneide an einem, in der Werkzeug-Längsrichtung verlaufenden Bohrersteg ausgebildet sein. Die bei- den Bohrerstege können in der Werkzeug-Umfangsrichtung über Spanräume voneinander beabstandet sein. Eine den Spanraum begrenzende Spanfläche kann (in der Werkzeug-Umfangsrichtung) an der Längsschneidkante in eine umfangsseitige Bohrersteg-Freifläche übergehen. Von jeder der beiden Boh- rersteg-Freiflächen können jeweils radial nach außen Führungsfasen abra gen. Zudem kann an einem der beiden umfangsseitigen Bohrersteg- Freiflächen der Werkzeug-Gewindeerzeugungsabschnitt ausgebildet sein. Each of the cutting edges can have at least one end-face transverse cutting edge formed on the tool tip. The transverse cutting edge of each cutting edge can merge into a longitudinal cutting edge of the cutting edge at a radially outer cutting corner. In addition, in a specific embodiment variant, in each case a drill bit can be formed on a drill web running in the longitudinal direction of the tool. The two the drill webs can be spaced apart from one another in the tool circumferential direction via chip spaces. A rake face delimiting the chip space can merge (in the tool circumferential direction) at the longitudinal cutting edge into a circumferential drill web flank. Guide chamfers can project radially outward from each of the two drill web free surfaces. In addition, the tool thread generating section can be formed on one of the two circumferential drill web free surfaces.
An der Werkzeugspitze des Gewindebohr-Werkzeugs kann eine den Span raum begrenzende Spanfläche an der stirnseitigen Querschneidkante in eine stirnseitige Freifläche übergehen, die in Richtung auf die Werkzeug-Achse konisch zu läuft. Bevorzugt im Hinblick auf eine gleichmäßige Bohrschneiden- Belastung ist es, wenn die ersten und zweiten Bohrschneiden in der Werk- zeug-Axialrichtung in unterschiedlichen Höhenpositionen, das heißt zueinan der axial höhenversetzt angeordnet sind. Der axiale Höhenversatz zwischen den beiden Bohrschneiden (insbesondere deren Querschneiden mit zugehö riger Schneidenecke) kann derart bemessen sein, dass die Bohrschneiden- Belastungen pro Bohrschneide im Bohrhub in etwa gleich sind. Bei axial hö henversetzten Bohrschneiden kann eine in etwa gleichmäßige Bohrschnei- den-Belastung erzielt werden, und zwar trotz der nicht mit Bezug auf die Werkzeug-Achse diametral gegenüberliegenden Bohrschneiden (wie es in einem herkömmlichen Gewindebohr-Werkzeug der Fall ist), so dass der Zahnvorschub pro Bohrschneide in etwa gleich groß ist. Insbesondere kön nen die beiden stirnseitigen Querschneidkanten der Bohrschneiden in der Werkzeug-Axialrichtung zueinander höhenversetzt sein. At the tool tip of the tapping tool, a rake face delimiting the chip space can merge into an end face flank on the front side transverse cutting edge that tapers conically in the direction of the tool axis. With regard to a uniform drill bit loading, it is preferred if the first and second drill bits are arranged in different height positions in the tool axial direction, that is to say they are axially offset in height relative to one another. The axial height offset between the two cutting edges (in particular their cross cutting edges with associated cutting edge) can be dimensioned in such a way that the cutting edge loads per cutting edge in the drilling stroke are approximately the same. With drill bits that are axially offset in height, an approximately even drill bit load can be achieved, despite the drill bits that are not diametrically opposite with respect to the tool axis (as is the case in a conventional tapping tool), so that the Tooth feed per cutting edge is approximately the same. In particular, the two end-face transverse cutting edges of the cutting edges can be offset in height relative to one another in the axial direction of the tool.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefüg ten Figuren beschrieben. An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 in einer Seitenschnittdarstellung eine in einem Werkstück ausgebildete Gewindesackloch-Bohrung; Fig. 2 und 3 unterschiedliche Ansichten eines Gewindebohr-Werkzeugs; 1 shows, in a sectional side view, a threaded blind hole bore formed in a workpiece; 2 and 3 different views of a tapping tool;
Fig. 4 bis 8 jeweils Ansichten, die die Erzeugung der in der Fig. 1 gezeig ten Gewindesackloch-Bohrung in einer Prozessabfolge ver anschaulichen; 4 to 8 are each views illustrating the generation of the threaded blind hole shown in FIG. 1 in a process sequence;
Fig. 9 und 10 ein konventionelles Bohrwerkzeug in unterschiedlichen Ansichten; Fig. 11 bis 14 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; sowie 9 and 10 a conventional drilling tool in different views; Figures 11 to 14 show an embodiment of the invention; as
Fig. 15 bis 18 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. FIGS. 15 to 18 show a further embodiment of the invention.
In der Fig. 1 ist eine fertiggestellte Gewindesackloch-Bohrung 1 gezeigt. Die Bohrung 1 ist mit ihrem Bohrungsgrund 3 bis zu einer Soll-Bohrtiefe te in ein Werkstück 5 mittels einer Prozessabfolge eingearbeitet, die später anhand der Fig. 4 bis 8 erläutert wird. Die Gewindebohrung 1 weist an ihrer Boh rungsöffnung eine umlaufende Gewindesenkung 7 auf, die im weiteren Ver lauf nach unten in ein Innengewinde 9 übergeht. Das Innengewinde 9 er- streckt sich entlang der Bohrungs-Achse A bis zu einer nutzbaren Soll- Gewindetiefe tG. Wie aus der Fig. 1 weiter hervorgeht, mündet ein Gewinde gang des Innengewindes 9 in einen ringförmig umlaufenden Freigang bezie hungsweise Freischnittnut 13. Die Gewindekern des Innengewindes 9 liegen in der Fig. 1 auf einem Kernlochdurchmesser dK. Der Gewindegrund des In- nengewindes 9 liegt auf einem Gewinde-Außendurchmesser dA. In Fig. 1, a finished threaded blind hole 1 is shown. The hole 1 is worked with its hole bottom 3 up to a target drilling depth te in a workpiece 5 by means of a process sequence which will be explained later with reference to FIGS. 4 to 8. The threaded hole 1 has at its hole approximately opening on a circumferential counterbore 7, which merges into an internal thread 9 in the further Ver run down. The internal thread 9 extends along the bore axis A up to a usable nominal thread depth tG. As can also be seen from FIG. 1, a thread passage of the internal thread 9 opens into an annular circumferential clearance or free cut groove 13. The thread core of the internal thread 9 in FIG. 1 is on a core hole diameter dK. The thread root of the internal thread 9 lies on an outer thread diameter dA.
Die in der Fig. 1 gezeigte Gewindesackloch-Bohrung 1 wird mit Hilfe eines nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Gewindebohr- Werkzeugs hergestellt. Demzufolge weist das Werkzeug in der Fig. 2 einen Spannschaft 15 auf, an dem ein Gewindebohr-Körper 17 anschließt. Am Gewindebohr-Körper 17 sind in der Fig. 3 eine erste Bohrschneide S1 und eine zweite Bohrschneide S2 ausgebildet, die in einer Werkzeug- Umfangsrichtung u um einen Schneidenwinkel a voneinander beabstandet sind. Das Gewindebohr-Werkzeug weist in der Fig. 3 zwei in einer Werk- zeug-Längsrichtung verlaufende Bohrerstege 14 auf. An jedem der beiden Bohrerstege 14 ist jeweils eine Bohrschneide S1 , S2 ausgebildet. Die beiden Bohrerstege 14 sind in der Werkzeug-Umfangsrichtung u (Figur 3) über Spanräume 23 voneinander beabstandet. Jede der Bohrschneiden S1 , S2 weist jeweils eine in der Werkzeug-Längsrichtung verlaufende Längschneid kante 27 (nur in den Fig. 12 und 14 angedeutet) und eine an der Werkzeug spitze ausgebildete stirnseitige Querschneidkante 29 auf. Die stirnseitige Querschneidkante 29 geht an einer radial äußeren Schneidenecke 33 in die Längsschneidkante 27 über. The threaded blind hole 1 shown in FIG. 1 is produced with the aid of a tapping tool described below with reference to FIGS. 2 and 3. Accordingly, the tool in FIG. 2 has a clamping shank 15 to which a tapping body 17 is connected. In FIG. 3, a first cutting edge S1 and a second cutting edge S2 are formed on the tapping body 17, which are spaced apart from one another in a tool circumferential direction u by a cutting angle α. The tapping tool has in Fig. 3 two in one work- tool-longitudinal direction extending drill webs 14. A cutting edge S1, S2 is formed on each of the two drill webs 14. The two drill webs 14 are spaced apart from one another in the tool circumferential direction u (FIG. 3) via chip spaces 23. Each of the cutting edges S1, S2 each has a longitudinal cutting edge 27 running in the longitudinal direction of the tool (only indicated in FIGS. 12 and 14) and an end-face transverse cutting edge 29 formed on the tool tip. The front transverse cutting edge 29 merges into the longitudinal cutting edge 27 at a radially outer cutting corner 33.
Eine den Spanraum 23 begrenzende Spanfläche geht an der Längsschneid kante 27 in eine umfangsseitige Bohrersteg-Freifläche 35 (Fig. 3) über. An den umfangsseitigen Bohrersteg-Freiflächen 35 sind jeweils seitlich ab ragende Führungsfasen 37 ausgebildet. Zudem ist am breiten Bohrersteg 14 (und zwar an dessen Bohrersteg-Freifläche 35) ein Werkzeug- Gewindeerzeugungsabschnitt 39 ausgebildet. Dieser besteht in der Fig. 3 aus insgesamt drei Bearbeitungszähnen, nämlich einem Vorbearbeitungs zahn 40, einem Zwischenzahn 41 und einem Fertigbearbeitungszahn 42. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Zähne (etwa der in der Fig. 1 gezeigte Zahn 43) vorgesehen werden. Die Zähne 40 bis 42 sind in der Fig. 3 in der Werkzeug-Umfangsrichtung u hintereinander angeordnet sowie in der Axialrichtung in etwa auf gleicher Höhe positioniert. Alternativ dazu ist jedoch der Gewindeerzeugungsabschnitt 39 nicht auf diese spezielle Ausfüh rungsvariante beschränkt. Vielmehr können auch weniger oder mehr Schneidzähne bereitgestellt werden und/oder können die Schneidzähne auch axial zueinander versetzt an den Bohrersteg-Freiflächen 35 angeordnet sein. A rake face delimiting the chip space 23 merges at the longitudinal cutting edge 27 into a circumferential drill web flank 35 (FIG. 3). On the circumferential drill web open areas 35, guide chamfers 37 protruding from the side are formed in each case. In addition, a tool thread generating section 39 is formed on the wide drill web 14 (specifically on its drill web free surface 35). This consists in Fig. 3 of a total of three machining teeth, namely a pre-machining tooth 40, an intermediate tooth 41 and a finishing tooth 42. Alternatively or additionally, further teeth (such as the tooth 43 shown in Fig. 1) can be provided. The teeth 40 to 42 are arranged one behind the other in the tool circumferential direction u in FIG. 3 and are positioned approximately at the same height in the axial direction. As an alternative to this, however, the thread generating section 39 is not limited to this special embodiment variant. Rather, fewer or more cutting teeth can also be provided and / or the cutting teeth can also be arranged axially offset from one another on the drill web free surfaces 35.
Der Gewindeerzeugungsabschnitt 39 weist zudem, in Axialrichtung betrach tet, beidseitig der Bearbeitungszähne 40, 41 , 42 jeweils einen umfangsseiti gen zylindrisch verlaufenden Stützsteg 44 (Figur 3 und 4) auf, dessen Au ßendurchmesser bei der Gewindeerzeugung (siehe Figur 7) in etwa auf dem Vorbohrdurchmesser dve liegt, so dass sich bei der Gewindeerzeugung der Stützsteg (44) des Gewindebohr-Werkzeugs gegen die Vorbohrungswand abstützt The thread generating section 39 also has, viewed in the axial direction, on both sides of the machining teeth 40, 41, 42 in each case a circumferential cylindrical support web 44 (FIGS. 3 and 4), the outer diameter of which when the thread is generated (see FIG. 7) is approximately on the Pre-drilling diameter dve, so that when threading the Support web (44) of the tapping tool is supported against the wall of the pilot hole
Wie aus der Fig. 3 weiter hervorgeht, bewegt sich eine äußere Schneiden kontur der ersten und zweiten Bohrschneiden S1 , S2 bei einer Werkzeug- Rotation auf einer Bohrschneiden-Kreisbahn 45 mit einem Schneidenkontur- Durchmesser (identisch mit Kernlochdurchmesser d«). In gleicher Weise be wegt sich eine Zahnkontur des Werkzeug-Gewindeerzeugungsabschnitts 39 bei einer Werkzeug-Rotation auf einer Zahnkontur-Kreisbahn bzw. Hüllkurve 47 (Fig. 3 und 4) mit einem Zahnkontur-Durchmesser. In den Fig. 3 oder 4 ist der Zahnkontur-Durchmesser kleiner bemessen als der Schneidenkontur- Durchmesser (identisch mit Kernlochdurchmesser d«). Dadurch ergibt sich ein radialer Werkzeug-Freiraum 49 (Figuren 3 oder 4) zwischen der Bohr- schneiden-Kreisbahn 45 und der Zahnkontur-Kreisbahn 47. Der Werkzeug- Freiraum 49 wird in einem später beschriebenen Freifahrschritt F (Figur 8b) benötigt. As can also be seen from FIG. 3, an outer cutting contour of the first and second cutting edges S1, S2 moves with a tool rotation on a cutting edge circular path 45 with a cutting contour diameter (identical to core hole diameter d «). In the same way, a tooth contour of the tool thread generating section 39 moves during a tool rotation on a tooth contour circular path or envelope curve 47 (FIGS. 3 and 4) with a tooth contour diameter. In Fig. 3 or 4, the tooth contour diameter is dimensioned smaller than the cutting contour diameter (identical to the core hole diameter d «). This results in a radial tool clearance 49 (FIGS. 3 or 4) between the circular path 45 and the circular tooth contour path 47. The tool clearance 49 is required in a free travel step F (FIG. 8b) described later.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 bis 8 eine Gewindeerzeugung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gewindebohr-Werkzeugs beschrieben: So wird in einem Bohrhub B (Fig. 4 und 5) das rotierende Gewindebohr-Werkzeug in das noch nicht vorgebohrte Werkstück 5 bis zu der Soll-Bohrtiefe te unter Bildung einer Vorbohrung 51 eingetrieben. Im Bohrhub B befinden sich die beiden Bohrschneiden S1 , S2 in Spaneingriff mit dem Werkstück 5, während der Werkzeug-Gewindeerzeugungsabschnitt 39 belastungsfrei sowie außer Eingriff mit der Vorbohrungs-Wand bleibt. Die Werkzeug-Achse W ist koaxial zur Bohrungs-Achse A ausgerichtet, der Vorschub Vf sowie die Drehzahl n des Gewindebohr-Werkzeugs sind frei wählbar. Der Bohrvorgang erfolgt in der Figur 4 in eingezeichneter Drehrichtung 38 beispielhaft linksdrehend. A thread generation with the aid of the tapping tool according to the invention is described below with reference to FIGS. Drilling depth te driven in to form a pilot hole 51. In the drilling stroke B, the two cutting edges S1, S2 are in cutting engagement with the workpiece 5, while the tool thread generating section 39 remains stress-free and out of engagement with the pre-drilling wall. The tool axis W is aligned coaxially to the bore axis A, the feed rate Vf and the speed n of the tapping tool are freely selectable. The drilling process takes place in FIG. 4 in the direction of rotation 38 shown, for example, counterclockwise.
Nach dem Bohrhub-Ende (Figur 5) wird mit den folgenden Prozessschritten der Gewindehub G (Figur 8a) vorbereitet: So erfolgt nach dem Bohrhub B zunächst ein erster Reversierhub R1 (Fig. 6), bei dem das Gewindebohr- Werkzeug in einer zur Bohrrichtung entgegengesetzten Reversierrichtung soweit aus der Vorbohrung 51 herausgeführt wird, dass ein erster Versatz- hub V1 (Figur 7) erfolgen kann. Im ersten Versatzhub V1 wird das aus der Vorbohrung 51 herausgeführte Gewindebohr-Werkzeug um einen Radialver satz Dh radial ausgesteuert. After the end of the drilling stroke (FIG. 5), the thread stroke G (FIG. 8a) is prepared with the following process steps: After the drilling stroke B, a first reversing stroke R1 (FIG. 6) takes place, in which the tapping tool moves in one direction to the drilling direction opposite reversing direction is guided out of the pilot hole 51 so far that a first offset hub V1 (Figure 7) can take place. In the first offset stroke V1, the tapping tool guided out of the pilot hole 51 is controlled radially by a radial offset Dh.
Dann startet der Gewindehub (Figur 8a), bei der das radial ausgesteuerte, rotierende Gewindebohr-Werkzeug in einer Zirkular-Drehbewegung (Figur 7) entlang einer Kreisbahn 53 um die Bohrungs-Achse A geführt wird und mit einem Gewinde-Vorschub und einer damit synchronisierten Gewinde- Drehzahl in die Vorbohrung 51 eingeführt wird. Im Gewindehub G erfolgt die Werkzeug-Rotation und die Werkzeug-Zirkularbewegung sowohl in gleich sinniger Drehrichtung als auch bei gleicher Drehzahl, wie es in der Figur 7 angedeutet ist. Then the thread stroke starts (Figure 8a), in which the radially controlled, rotating tapping tool is guided in a circular rotary movement (Figure 7) along a circular path 53 around the bore axis A and with a thread feed and a synchronized with it Thread speed is introduced into the pilot hole 51. In the thread stroke G, the tool rotation and the tool circular movement take place both in the same direction of rotation and at the same speed, as is indicated in FIG.
Im Gewindehub G (Figur 8a) erzeugt der Gewindeerzeugungsabschnitt 39 des Gewindebohr-Werkzeugs bis Erreichen der Soll-Gewindetiefe tG das In nengewinde 9. Mit Erreichen der Soll-Gewindetiefe tG wird der Gewindehub G mit einem Freischnitthub F (Figur 8a) verlängert. Im Freischnitthub F sind der Vorschub Vf und die Drehzahl n des Gewindebohr-Werkzeugs nicht mehr zueinander synchronisiert. Es wird daher die an das Innengewinde 9 an schließende umlaufende Freischnittnut 13 ohne Gewindesteigung erzeugt. In the thread stroke G (FIG. 8a), the thread generating section 39 of the tapping tool generates the internal thread 9 until the target thread depth tG is reached. When the target thread depth tG is reached, the thread stroke G is extended with a free cut stroke F (FIG. 8a). In the free cut stroke F, the feed rate Vf and the speed n of the tapping tool are no longer synchronized with one another. It is therefore generated on the internal thread 9 to closing circumferential free cut groove 13 without thread pitch.
Nach Erzeugung der umlaufenden Freischnittnut 13 folgt ein zweiter Ver satzhub V2 (Figur 8b), bei dem das Gewindebohr-Werkzeug um einen Radi alversatz DG2 in Radialrichtung von der Freischnittnut 13 freigefahren wird. Dies ermöglicht einen zweiten Reversierhub R2 (Figur 8b), bei dem das Ge windebohr-Werkzeug belastungsfrei, das heißt ohne Gewindeeingriff sowie ohne Spaneingriff aus der Werkstück-Gewindebohrung 1 herausführbar ist. After the circumferential free cut groove 13 has been produced, a second offset stroke V2 (FIG. 8b) follows, in which the tapping tool is moved clear of the free cut groove 13 by a radial offset DG2 in the radial direction. This enables a second reversing stroke R2 (FIG. 8b), in which the threaded drilling tool can be guided out of the workpiece threaded hole 1 without stress, that is to say without thread engagement and without chip engagement.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft speziell den Bohr-Prozessschrittes sowie den Bohrabschnitt des Gewindebohr-Werkzeugs: Allgemein sind bei der Auslegung eines Bohr-Prozessschrittes die Prozessparameter (das heißt Drehzahl n sowie Vorschub Vf des Bohrwerkzeugs) so mit den Positionen der Bohrschneiden S1 , S2 am Bohrwerkzeug abzustimmen, dass die Bohr- schneiden-Belastung pro Bohrschneide S1 , S2 in etwa gleich ist, das heißt der Vorschub vtz (Zahnvorschub) pro Bohrschneide S1 , S2 idealerweise gleich ist. Dies wird bei einem konventionellen Bohrwerkzeug (Fig. 9 und 10) durch konstante Teilungsabstände zwischen den Bohrschneiden S1 , S2 er zielt. In der Fig. 9 liegen daher die Bohrschneiden S1 , S2 mit Bezug auf die Werkzeug-Achse W diametral gegenüber, so dass der Vorschub (Zahnvor schub) pro Bohrschneide S1 , S2 in etwa gleich ist, wie es aus der Fig. 10 hervorgeht. In der Fig. 10 ist die Mantelfläche des konventionellen Bohrwerk zeugs in einer Abwicklung gezeigt. Demnach sind die Bohrschneiden S1 , S2 auf gleicher axialer Höhe H positioniert. Die Bohrschneiden S1 , S2 sind in der Fig. 10 jeweils über identische Schnittbreiten s in Spaneingriff mit der Innenwandung einer Werkstückbohrung. In der Fig. 10 sind die sich im Bohr prozess ergebenden Schnittwege wi und W2 der beiden Bohrschneiden S1 , S2 eingezeichnet. Die Schnittwege wi und W2 verlaufen mit einem Stei gungswinkel ß spiralförmig entlang der Bohrungs-Innenwandung, so dass sich in der Abwicklung (Fig. 10) ein geradliniger Verlauf der Schnittwege wi und W2 ergibt. Die Schnittwege wi und W2 überlappen sich in der Fig. 10 nicht, sondern gehen vielmehr in der Axialrichtung überlappungsfrei ineinan der über. The following description relates specifically to the drilling process step and the drilling section of the tapping tool: In general, when designing a drilling process step, the process parameters (i.e. speed n and feed Vf of the drilling tool) correspond to the positions of the cutting edges S1, S2 on the drilling tool to agree that the cutting edge load per cutting edge S1, S2 is approximately the same, that is the feed vtz (tooth feed) per cutting edge S1, S2 is ideally the same. This is achieved in a conventional drilling tool (FIGS. 9 and 10) by constant spacing between the cutting edges S1, S2. In FIG. 9, the cutting edges S1, S2 are therefore diametrically opposite with respect to the tool axis W, so that the feed (tooth feed) per cutting edge S1, S2 is approximately the same, as can be seen from FIG. 10. In Fig. 10, the lateral surface of the conventional drilling tool is shown in a development. Accordingly, the cutting edges S1, S2 are positioned at the same axial height H. The cutting edges S1, S2 in FIG. 10 are each in chip engagement with the inner wall of a workpiece bore over identical cutting widths s. In FIG. 10, the cutting paths wi and W2 of the two cutting edges S1, S2 resulting in the drilling process are shown. The cutting paths wi and W2 run spirally along the inner wall of the bore at an angle of inclination β, so that in the development (FIG. 10) a straight course of the cutting paths wi and W2 results. The cutting paths wi and W2 do not overlap in FIG. 10, but rather go into one another in the axial direction without overlapping.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 bis 14 sind - im Unterschied zum Stand der Technik gemäß Fig. 9 und 10 - die Teilungsabstände zwischen den beiden Bohrschneiden S1 , S2 nicht mehr identisch, sondern unter schiedlich. Entsprechend ist in der Fig. 12 der Vorschub ftz pro Bohrschneide nicht mehr für jede Bohrschneide gleich, sondern unterschiedlich. Das heißt, dass in der Fig. 12 die Bohrschneiden S1 , S2 im Bohrprozess nicht mehr gleichmäßig, sondern unterschiedlich belastet sind. Gemäß der Fig. 12 ist der ersten Bohrschneide S1 der größte Vorschub vtz pro Bohrschneide zuge ordnet, das heißt die erste Bohrschneide S1 ist der größeren Schneidenbe lastung ausgesetzt. In der Fig.12 sind die beiden Bohrschneiden S1 , S2 oh ne axialem Höhenversatz DH auf gleicher Höhe H positioniert. Gemäß der Fig. 13 und 14 spannt jede Querschneidkante 29 jeder Bohrschneide S1 , S2 mit der Werkzeug-Achse W einen Spitzenwinkel ßi, ß2 auf. Die Spitzenwinkel ßi, ß2 der beiden Bohrschneiden S1 , S2 sind in der Fig. 14 (wie bei her kömmlichen Bohrwerkzeugen mit symmetrischer Bohrschneiden-Verteilung) identisch bemessen. Die Spitzenwinkel ßi, ß2 sind dabei so gewählt, dass sich der axiale Höhenversatz DH am Werkzeug-Umfang, das heißt an den Schneidenecken 33 der beiden Bohrschneiden S1 , S2, bzw. die unterschied lichen Höhenpositionen H1, H2 der Bohrschneiden S1 , S2 einstellen, wie sie in der Figur 14 gezeigt sind. In the embodiment of FIGS. 11 to 14 - in contrast to the prior art according to FIGS. 9 and 10 - the spacings between the two cutting edges S1, S2 are no longer identical, but different. Correspondingly, in FIG. 12 the feed rate ftz per cutting edge is no longer the same for each cutting edge, but rather different. This means that in FIG. 12, the cutting edges S1, S2 are no longer evenly loaded in the drilling process, but are loaded differently. According to FIG. 12, the first cutting edge S1 is assigned the largest feed vtz per cutting edge, that is, the first cutting edge S1 is exposed to the greater cutting edge load. In FIG. 12, the two cutting edges S1, S2 are positioned at the same height H without an axial height offset DH. According to FIGS. 13 and 14, each transverse cutting edge 29 of each cutting edge S1, S2 with the tool axis W spans a point angle βi, β2. The point angles ßi, ß2 of the two cutting edges S1, S2 are shown in Fig. 14 (as with conventional drilling tools with symmetrical cutting edge distribution) sized identically. The point angles ßi, ß2 are selected so that the axial height offset DH is set at the tool circumference, i.e. at the cutting corners 33 of the two cutting edges S1, S2, or the different height positions H1, H2 of the cutting edges S1, S2, as shown in FIG.
Um trotz der unterschiedlichen Teilungsabstände eine in etwa gleichmäßige Belastung der Bohrschneiden S1, S2 zu gewährleisten, sind in dem Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 15 bis 18 die Bohrschneiden S1 , S2 nicht mehr auf gleicher axialer Höhe H positioniert, sondern vielmehr auf unterschiedlichen Höhenpositionen H1 und H2 angeordnet. Diese Höhenpositionen H1 und H2 sind so gewählt, dass sich eine im Vergleich zur Fig. 11 und 12 gleichmäßi gere Bohrschneiden-Belastung der beiden Bohrschneiden S1 , S2 ergibt. Die Höhenpositionen H1 und H2 sind in Abhängigkeit von den Prozessparame tern im Bohrprozess (das heißt Werkzeug-Drehzahl, Werkzeug-Vorschub) sowie in Abhängigkeit von den jeweiligen Teilungsabständen gewählt. In order to ensure an approximately even load on the cutting edges S1, S2 despite the different spacing, the cutting edges S1, S2 are no longer positioned at the same axial height H in the exemplary embodiment of FIGS H2 arranged. These height positions H1 and H2 are selected in such a way that, in comparison to FIGS. 11 and 12, the result is a more even cutting edge load on the two cutting edges S1, S2. The height positions H1 and H2 are selected depending on the process parameters in the drilling process (i.e. tool speed, tool feed) and depending on the respective pitch.
Wie aus der Fig. 16 hervorgeht, sind die Bohrschneiden S1 , S2 - analog zur Fig. 9 und 10 - jeweils über identische Schnittbreiten s in Spaneingriff mit der Bohrungs-Innenwandung. Zudem überlappen sich in der Fig. 14 die Schnitt wege wi und W2 einander nicht, sondern gehen diese vielmehr überlap pungsfrei ineinander über. As can be seen from FIG. 16, the cutting edges S1, S2 - analogously to FIGS. 9 and 10 - are each in cutting engagement with the inner wall of the bore over identical cutting widths s. In addition, in FIG. 14 the cutting paths wi and W2 do not overlap, but rather they merge into one another without overlapping.
Gemäß den Figuren 17 und 18 spannt jede Querschneidkante 29 jeder Bohrschneide S1 , S2 mit der Werkzeug-Achse W einen Spitzenwinkel ßi, ß2 auf. Die Spitzenwinkel ßi, ß2 der beiden Bohrschneiden S1 , S2 sind in der Fig. 18 nicht (wie bei herkömmlichen Bohrwerkzeugen mit symmetrischer Bohrschneiden-Verteilung) identisch bemessen, sondern vielmehr zueinan der unterschiedlich bemessen. Die Spitzenwinkel ßi, ß2 sind dabei so ge wählt, dass sich der axiale Höhenversatz DH am Werkzeug-Umfang, das heißt an den Schneidenecken 33 der beiden Bohrschneiden S1 , S2, bzw. die unterschiedlichen Höhenpositionen H1, H2 der Bohrschneiden S1 , S2 ein stellen, wie sie in der Figur 16 gezeigt sind. BEZUGSZEICHENLISTE According to FIGS. 17 and 18, each transverse cutting edge 29 of each cutting edge S1, S2 with the tool axis W spans a point angle β1, β2. The point angles ßi, ß2 of the two cutting edges S1, S2 are not measured identically in FIG. 18 (as in conventional drilling tools with symmetrical cutting edge distribution), but rather measured differently from one another. The tip angles ßi, ß2 are chosen so that the axial height offset DH on the tool circumference, that is, at the cutting corners 33 of the two cutting edges S1, S2, or the different height positions H1, H2 of the cutting edges S1, S2 are set as shown in FIG. REFERENCE LIST
1 Gewindebohrung 1 threaded hole
3 Bohrungsgrund 3 bottom of the hole
5 Werkstück 5 workpiece
7 Gewindesenkung 7 Counterbore
8 Fase 9 Innengewinde 8 chamfer 9 internal thread
13 umlaufende Freischnittnut 13 circumferential free cut groove
14 Bohrerstege 14 drill bars
15 Spannschaft 17 Werkzeugkörper 15 clamping shank 17 tool body
14, 16 Bohrstege S1, S2 Bohrschneiden 23 Spanraum 25 Längsschneidkante 14, 16 Drill webs S1, S2 Drill cutting edges 23 Chip space 25 Longitudinal cutting edge
29 Querschneidkante 29 Cross cutting edge
30 stirnseitige Freifläche 33 Schneidenecke 35 Bohrersteg-Freifläche 30 End face 33 cutting corner 35 Drill web open face
37 Führungsfasen 37 guide chamfers
38 Drehrichtung im Bohrhub 38 Direction of rotation in the drilling stroke
39 Werkzeug-Gewindeerzeugungsabschnitt 39 Tool threading section
40, 41, 42 Schneidzähne des Gewindeerzeugungsabschnittes40, 41, 42 cutting teeth of the thread generating section
43 alternativer Schneidzahn 43 alternative cutting tooth
44 Abstützbasis 44 Support base
45 Bohrschneiden-Kreisbahn 47 Hüllkurve des Gewindeerzeugungsabschnittes 39 49 Werkzeug-Freiraum 51 Vorbohrung 53 Zirkular-Kreisbahn 45 Cutting edge circular path 47 Envelope curve of the thread generating section 39 49 Tool clearance 51 Pre-drilling 53 Circular circular path
ΪB Sollbohrtiefe dK Kerndurchmesser u Werkzeug-Umfangsrichtung a SchneidenwinkelΪB Target drilling depth dK Core diameter u Tool circumferential direction a cutting angle
A Bohrungs-AchseA hole axis
W Werkzeug-AchseW tool axis
B Bohrhub G Gewindehub F FreischnitthubB drilling stroke G thread stroke F free cut stroke
V1, V2 Versatzhub Dh, DG2 RadialversatzV1, V2 offset stroke Dh, DG2 radial offset
DH Höhenversatz H1, H2 Höhenpositionen ßi, ß2 SpitzenwinkelDH Height offset H1, H2 Height positions ßi, ß2 point angle
Vf Vorschub tG Soll-Gewindetiefe Vf feed tG nominal thread depth

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
Verfahren zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung (1) mittels eines Gewindebohr-Werkzeugs, mit einem Bohrhub (B), bei dem das rotierende Gewindebohr-Werkzeug in einer Bohrrichtung bis zu einer Soll-Bohrtiefe (te) in das Werkstück (5) eingetrieben wird, und zwar un ter Bildung einer gewindefreien Vorbohrung (51), und mit einem Gewin dehub (G), bei dem das Gewindebohr-Werkzeug mit einem Gewinde- Vorschub (vf) und einer damit synchronisierten Gewinde-Drehzahl (n) ein Innengewinde (9) in der Vorbohrung (51) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung des Gewindehubs (G) nach dem Bohrhub (B) ein Reversierhub (R1) erfolgt, bei dem das Gewindebohr- Werkzeug in einer zur Bohrrichtung entgegengesetzten Reversierrich tung aus der Vorbohrung (51) soweit herausgeführt wird, dass das Ge windebohr-Werkzeug in einem Versatzhub (V1) um einen Radialversatz (Dp) radial ausgesteuert wird, und dass im Gewindehub (G) das radial ausgesteuerte, rotierende Gewindebohr-Werkzeug in einer Zirkular- Drehbewegung entlang einer Kreisbahn (53) um die Bohrungs-Achse (A) geführt wird, und dass im Gewindehub (G) die Werkzeug-Rotation und die Werkzeug-Zirkularbewegung in gleichsinniger Drehbewegung sowie bei gleicher Drehzahl erfolgen. Method for producing a workpiece threaded hole (1) by means of a tapping tool, with a drilling stroke (B), in which the rotating tapping tool is driven into the workpiece (5) in a drilling direction up to a target drilling depth (te) , namely under formation of a thread-free pilot hole (51), and with a thread dehub (G), in which the tapping tool with a thread feed (vf) and a thread speed (n) synchronized with it has an internal thread (9 ) generated in the pilot hole (51), characterized in that to prepare the thread stroke (G) after the drilling stroke (B), a reversing stroke (R1) takes place, in which the tapping tool in a reversing direction opposite to the drilling direction from the pilot hole ( 51) is brought out so far that the thread tapping tool is controlled radially in an offset stroke (V1) by a radial offset (Dp), and that in the thread stroke (G) the radially controlled, rotating tapping tool is in a circle r rotary movement is guided along a circular path (53) around the bore axis (A), and that in the thread stroke (G) the tool rotation and the tool circular movement take place in the same direction and at the same speed.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ge windehub (G) und der Bohrhub (B) eine identische Hubrichtung aufwei sen, und/oder dass im Gewindehub (G) ein Gewindeerzeugungsab schnitt (39) des Gewindebohr-Werkzeugs bis auf eine Soll- Gewindetiefe (tG) das Innengewinde (9) erzeugt, und dass insbesonde re der Gewindehub (G) mit Erreichen der Soll-Gewindetiefe (tG) um ei nen Freischnitthub (F) verlängert wird, bei dem der Vorschub (vf) und die Drehzahl (n) des Gewindebohr-Werkzeugs nicht mehr zueinander synchronisiert sind und insbesondere eine an das Innengewinde (9) an schließende, umlaufende Freischnittnut (13) ohne Gewindesteigung er zeugt wird. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass nach er folgtem Freischnitthub (F) zur Vorbereitung eines Reversierhubs (R2) ein zweiter Versatzhub (V2) erfolgt, bei dem das Gewindebohr- Werkzeug um einen Radialversatz (DG2) in Radialrichtung von dem In nengewinde (9) oder von der Freischnittnut (13) freigefahren wird, so dass im Reversierhub (R2) das Gewindebohr-Werkzeug belastungsfrei, das heißt ohne Gewindeeingriff oder Spaneingriff aus der Werkstück- Gewindebohrung (1) herausführbar ist. Method according to claim 1, characterized in that the thread stroke (G) and the drilling stroke (B) have an identical stroke direction, and / or that in the thread stroke (G) a thread generating section (39) of the tapping tool down to a target - Thread depth (tG) generates the internal thread (9), and that in particular the thread stroke (G) is extended by a free cut stroke (F) when the target thread depth (tG) is reached, at which the feed rate (vf) and the speed (n) of the tapping tool are no longer synchronized with one another and, in particular, a circumferential free cut groove (13) without thread pitch, which closes on the internal thread (9), is generated. Method according to Claim 2, characterized in that, after the free cut stroke (F), a second offset stroke (V2) takes place in preparation for a reversing stroke (R2), in which the tapping tool is offset by a radial offset (DG2) in the radial direction from the internal thread (9 ) or is cleared from the free cut groove (13) so that the tapping tool can be removed from the threaded hole (1) of the workpiece in the reversing stroke (R2) without stress, i.e. without thread engagement or chip engagement.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrhub (B) ein Bohrabschnitt (S1 , S2) des Gewindebohr-Werkzeugs in Spaneingriff mit dem Werkstück (5) ist und der Gewindeerzeugungsabschnitt (39) belastungsfrei mitgeführt wird, und/oder dass im Gewindehub (G) der Gewindeerzeugungsabschnitt (39) in Form- und/oder Schneideingriff mit der Vorbohrungs innenwandung ist und der Bohrabschnitt (S1 , S2) belastungsfrei mitge führt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the drilling stroke (B) a drilling section (S1, S2) of the tapping tool is in chip engagement with the workpiece (5) and the thread-generating section (39) is carried along free of stress, and / or that In the thread stroke (G) the thread generating section (39) is in form and / or cutting engagement with the inner wall of the pilot hole and the drilling section (S1, S2) is carried along free of stress.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrhub (B) die Werkzeug-Achse (W) und die Bohrungs-Achse (A) zueinander koaxial sind, und/oder dass im Gewin dehub (G) die Werkzeug-Achse (W) und die Bohrungs-Achse (A) zuei nander achsparallel sind, und zwar mit einem Achsabstand, der dem Radialversatz (An) entspricht. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the drilling stroke (B) the tool axis (W) and the drilling axis (A) are coaxial with one another, and / or that in the thread dehub (G) the tool axis ( W) and the bore axis (A) are axially parallel to one another, with a center distance that corresponds to the radial offset (An).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrabschnitt (S1 , S2) des Gewindebohr-Werkzeugs zu mindest eine erste Bohrschneide (S1) und eine zweite Bohrschneide (S2) aufweist, die in Werkzeug-Umfangsrichtung (u) um einen Schnei denwinkel (a) voneinander beabstandet sind, und dass der Schneiden winkel (ot) so bemessen ist, dass die beiden Bohrschneiden (S1 , S2) im Gewindehub (G) belastungsfrei und außer Eingriff mit dem erzeugten Innengewinde (9) in die Werkstück-Gewindebohrung (1) einführbar sind. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the drilling section (S1, S2) of the tapping tool has at least one first cutting edge (S1) and one second cutting edge (S2) which extend in the circumferential direction of the tool (u) a cutting angle (a) are spaced apart, and that the cutting angle (ot) is dimensioned so that the two cutting edges (S1, S2) in the thread stroke (G) are free of stress and disengaged from the internal thread (9) generated in the workpiece -Threaded hole (1) are insertable.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeug-Gewindeerzeugungsabschnitt (39) in der Werkzeug- Umfangsrichtung (u) außerhalb des von den beiden Bohrschneiden (S1, S2) aufgespannten Drehwinkelbereiches (a) angeordnet ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the tool thread generating section (39) is arranged in the tool circumferential direction (u) outside the angle of rotation range (a) spanned by the two cutting edges (S1, S2).
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten und zweiten Bohrschneiden (S1 , S2) bei einer Werk zeug-Rotation auf einer gemeinsamen Bohrschneiden-Kreisbahn (45) mit einem Bohrschneiden-Durchmesser (d«) bewegen, und dass sich insbesondere im Bohrhub (B) der Werkzeug-Gewindeerzeugungs abschnitt (39) auf einem Außendurchmesser bewegt, der kleiner als der Vorbohrungs-Durchmesser (dve) ist. 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the first and second cutting edges (S1, S2) move during a tool rotation on a common circular path (45) with a cutting edge diameter (d «), and that in particular in the drilling stroke (B) the tool thread generating section (39) moves to an outer diameter which is smaller than the pilot hole diameter (dve).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeug-Gewindeerzeugungsabschnitt (39) zumindest einen, insbesondere mehrere Gewindezähne (40, 41 , 42) aufweist, und/oder dass jeder Bearbeitungszahn (40, 41 , 42) auf einem eigenen Zahnkontur-Durchmesser liegt, wobei deren Unterschied das Aufmaß zwischen zwei nacheinander folgenden Gewindezähne be schreibt, und/oder dass der in der Drehrichtung (38) als letzter Bearbei tungszahn (42) nacheilende Bearbeitungszahn ein Fertigbearbeitungs- Zahn ist, dessen Zahnkontur-Durchmesser größer ist als der Zahnkon tur-Durchmesser des vorauseilenden Bearbeitungszahns (41 , 42), und/oder dass die Gewindezähne (40, 41 , 42) auf einer Hüllkurve (Figur 4; 47) liegen. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tool thread generating section (39) has at least one, in particular several thread teeth (40, 41, 42), and / or that each machining tooth (40, 41, 42) on one own tooth contour diameter, the difference being the oversize between two consecutive thread teeth and / or that the machining tooth trailing in the direction of rotation (38) as the last machining tooth (42) is a finishing tooth whose tooth contour diameter is larger is than the tooth contour diameter of the leading machining tooth (41, 42), and / or that the thread teeth (40, 41, 42) lie on an envelope curve (FIG. 4; 47).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidgeometrie des Bearbeitungszahns (40, 41 , 42) so ausgelegt ist, dass der Bearbeitungszahn (40, 41 , 42) bei der Gewindeerzeugung in das Material der Vorbohrungswand hineingezogen wird, wodurch das Gewindebohr-Werkzeug mit einer seitlichen Auslenkkraft beaufschlagt ist, und dass für einen Auslenkkraft-Ausgleich der Werkzeug- Gewindeerzeugungsabschnitt (39) zumindest eine umfangsseitig ange- ordnete Abstützbasis (44) aufweist, deren Außendurchmesser bei der Gewindeerzeugung in etwa auf dem Vorbohrdurchmesser (dve) liegt, so dass sich bei der Gewindeerzeugung die Abstützbasis (44) des Gewin- debohr-Werkzeugs gegen die Vorbohrungswand abstützt. 10. The method according to claim 9, characterized in that the cutting geometry of the machining tooth (40, 41, 42) is designed so that the machining tooth (40, 41, 42) is drawn into the material of the pilot hole wall during thread generation, whereby the tapping -Tool is acted upon by a lateral deflection force, and that for a deflection force compensation of the tool thread generating section (39) at least one circumferentially attached has arranged support base (44), the outside diameter of which is approximately on the pre-drilling diameter (dve) when the thread is generated, so that the support base (44) of the tapping tool is supported against the pre-drilling wall when the thread is generated.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass, in Axial richtung betrachtet, beidseitig des Bearbeitungszahns (40, 41 , 42) je weils zumindest eine Abstützbasis (44) ausgebildet ist. 11. The method according to claim 10, characterized in that, viewed in the axial direction, at least one support base (44) is formed on both sides of the machining tooth (40, 41, 42).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Bohrschneiden (S1 , S2) in der Werk- zeug-Axialrichtung in unterschiedlichen Höhenpositionen (H1, H2), das heißt zueinander mit axialem Höhenversatz (DH), angeordnet sind, und dass insbesondere der axiale Höhenversatz (DH) zwischen den Bohr schneiden (S 1 , S2) derart bemessen ist, dass die Bohrschneiden- Belastungen pro Bohrschneide (S1 , S2) im Bohrhub (B) in etwa gleich sind. 12. The method according to any one of claims 6 to 11, characterized in that the first and second drill bits (S1, S2) in the tool axial direction in different height positions (H1, H2), that is to each other with an axial height offset (DH) , and that in particular the axial height offset (DH) between the drill bits (S 1, S2) is dimensioned such that the drill bit loads per drill bit (S1, S2) in the drilling stroke (B) are approximately the same.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bohrschneide (S 1 , S2) zumindest eine an der Werk zeugspitze ausgebildete stirnseitige Querschneidkante (29) aufweist, und dass insbesondere die Querschneidkanten (29) beider Bohrschnei den (S1 , S2) in der Werkzeug-Axialrichtung zueinander um einen Hö henversatz (DH) höhenversetzt sind. 13. The method according to any one of claims 6 to 12, characterized in that each cutting edge (S 1, S2) has at least one end-face transverse cutting edge (29) formed on the tool tip, and that in particular the transverse cutting edges (29) of both cutting edges (S1 , S2) are vertically offset from one another by a height offset (DH) in the tool axial direction.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschneidkante (29) jeder Bohrschneide (S1 , S2) an einer radial äu ßeren Schneidenecke (33) in eine Längsschneidkante (Fig. 14: 27) übergeht, und/oder dass die Bohrschneiden (S1 , S2) jeweils an, in Werkzeug-Längsrichtung verlaufenden Bohrerstegen (14) ausgebildet sind, und dass die Bohrerstege (14) in der Werkzeug-Umfangsrichtung (u) über Spanräume (23) voneinander beabstandet sind, und/oder dass eine den Spanraum (23) begrenzende Spanfläche an der Längs schneidkante (27) in eine umfangsseitige Bohrersteg-Freifläche (35) übergeht, und/oder dass von den umfangsseitigen Bohrersteg- Freiflächen (35) jeweils Führungsfasen (37) abragen, und/oder dass an einer umfangsseitigen Bohrersteg-Freifläche (35) der Werkzeug- Gewindeerzeugungsabschnitt (39) ausgebildet ist. 14. The method according to claim 13, characterized in that the transverse cutting edge (29) of each cutting edge (S1, S2) merges into a longitudinal cutting edge (Fig. 14: 27) at a radially outer cutting corner (33), and / or that the cutting edge (S1, S2) are each formed on drill webs (14) running in the longitudinal direction of the tool, and that the drill webs (14) are spaced from one another in the tool circumferential direction (u) via chip spaces (23), and / or that one of the Chip space (23) delimiting the rake face on the longitudinal cutting edge (27) in a circumferential drill web flank (35) and / or that guide chamfers (37) protrude from the circumferential drill web open surfaces (35), and / or that the tool thread generating section (39) is formed on a circumferential drill web open surface (35).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschneidkante (29) jeder Bohrschneide (S1 , S2) mit der Werkzeug- Achse (W) einen Spitzenwinkel (ßi, ß2) aufspannt, und dass die Spit zenwinkel (ßi, ß2) der Bohrschneiden (S1 , S2) gleich sind, oder dass die Spitzenwinkel (ßi, ß2) der Bohrschneiden (S1 , S2) unterschiedlich sind, wodurch sich der axiale Höhenversatz (DH) am Werkzeug- Umfang, das heißt an den Schneidenecken (33) der Bohrschneiden (S1 , S2), bzw. die unterschiedlichen Höhenpositionen (H1 , H2) der Bohrschneiden (S1 , S2) ergeben. 15. The method according to claim 14, characterized in that the transverse cutting edge (29) of each cutting edge (S1, S2) with the tool axis (W) spans a point angle (ßi, ß2), and that the Spit zenwinkel (ßi, ß2) the cutting edges (S1, S2) are the same, or that the point angles (ßi, ß2) of the cutting edges (S1, S2) are different, whereby the axial height offset (DH) at the tool circumference, i.e. at the cutting corners (33) the cutting edges (S1, S2) or the different height positions (H1, H2) of the cutting edges (S1, S2) result.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugspitze eine den Spanraum (23) begrenzende Spanfläche an der stirnseitigen Querschneidkante (29) in eine stirnseitige Freifläche (30) übergeht, die in Richtung auf die Werkzeug -Achse (W) konisch zu läuft. 16. The method according to claim 15, characterized in that at the tool tip a rake face delimiting the chip space (23) on the end-face transverse cutting edge (29) merges into an end-face flank (30) which is conical in the direction of the tool axis (W) to running.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessschritte zur Erzeugung der Gewinde bohrung mittels einer CNC-Steuerung ausgeführt werden. 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the process steps for generating the threaded bore are carried out by means of a CNC control.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass einige Prozessschritte zur Erzeugung der Gewindebohrung mittels einer Aufnahme ausgeführt werden, bei der das Werkzeug me chanisch aussteuerbar ist, und dass insbesondere vor dem Gewinde hub (G) eine Drehrichtungsumkehr des Gewindebohr-Werkzeugs er folgt, etwa während des ersten Reversierhubs (R1), und dass insbe sondere die Drehrichtungsumkehr als ein Signal zum Aussteuern um den Radialversatz (An) genutzt wird. 18. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that some process steps for generating the threaded hole are carried out by means of a receptacle in which the tool can be mechanically controlled, and that in particular before the thread hub (G), a direction of rotation of the threaded hole is reversed -Tool it follows, for example during the first reversing stroke (R1), and that in particular the reversal of the direction of rotation is used as a signal for modulating the radial offset (An).
19. Gewindebohr-Werkzeug zur Durchführung eines Verfahrens zur Er zeugung einer Werkstück-Gewindebohrung (1) nach einem der vorher gehenden Ansprüche. 19. Tapping tool for performing a method for generating a workpiece threaded hole (1) according to one of the preceding claims.
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