KR20220062614A - 관통-스레드를 생성하기 위한 방법 및 툴 - Google Patents

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크리스티안 비어
베른하르트 보르셰르트
토마스 펑크
디트마르 헤클
마뉴엘 레온하르트
루카스 푀르너
마르틴 스타인바흐
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에무게-베르크 리차드 글림펠 게엠바하 운트 코 케이지 파부릭 휘르 프레치지온스베르케조이게
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Abstract

본 발명은 소정의 스레드 피치(172, 272, 372)로, 그리고 툴(100, 200, 300)에 의해 작업부재(150, 250, 350)에 적어도 하나의 카운터싱크(164, 264, 364; 262)를 갖는 소정의 스레드 프로필(171, 271, 371)로, 관통-스레드, 특히 관통-스레드형 구멍(163, 263, 363)을 생성하기 위한 방법으로서, 상기 툴(100, 200, 300)은 상기 툴을 통해 연장되는 툴 축선(A)의 주위로 회전되어, 특히 회전 장치에 의해 상기 툴 축선에 대해 축방향으로 이동될 수 있으며, 상기 툴은 그 단부면(120, 220, 320)의 방향으로 순차적으로, 특히 상기 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역(211), 칩을 운반하기 위해, 특히 하나 또는 2개의 플루트 및/또는 나선형 플루트 영역을 구비하는, 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312), 상기 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위한 스레드 생성 수단을 구비하는 스레드 생성 영역(116, 216, 316), 및 상기 단부면(120, 220, 320)을 갖는 단부 영역(117, 217, 317)을 가지며, 상기 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위해, 상기 단부면이 상기 작업부재로부터 돌출되도록, 상기 스레드 생성 수단은 제1 작업부재측(151, 251, 351)으로부터 상기 제1 작업부재측과는 대향인 제2 작업부재측(152, 252, 352)으로, 상기 작업부재(150, 250, 350)를 통해 축방향 전향 방향(VR)으로 나사-조임 이동으로 이동되며, 상기 스레드 생성 수단은 특히 나선형 라인인 제1 라인을 따라 상기 작업부재를 통해 이동되며, 그 후, 적어도 하나의 카운터싱크를 생성하기 위해, 상기 스레드 생성 수단은 특히 상기 제1 라인과는 상이한 제2 라인을 따라 카운터싱킹 이동으로 이동되고, 후속의 후퇴를 위해, 상기 스레드 생성 수단은 축방향 후향 방향(RR)으로, 특히 적어도 실질적으로 상기 제1 라인을 따라, 나사-풀림 이동으로 상기 작업부재를 통해 다시 이동되는, 관통-스레드 생성 방법에 관한 것이며, 또한 툴에 관한 것이다.

Description

관통-스레드를 생성하기 위한 방법 및 툴
본 발명은 관통-스레드(through-thread), 특히 관통-스레드형 구멍을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
스레드는 나선형 또는 나선 형상의 스레드 홈을 일정한 스레드 피치로 가지며, 그리고 내부 스레드로서 또는 외부 스레드로서 생산될 수 있다. 내부 스레드를 생성하기 위한 절차로는, 먼저 일반적으로 작업부재에, 특히 관통-구멍일 수 있는 코어 구멍(또는 코어 드릴 구멍)을 생성하고, 그 후 코어 구멍의 내벽에 스레드 홈을 생성하는 것이다. 스레드를 구비한 코어 구멍은 스레드 구멍이라고도 지칭된다.
스레드 생성 또는 스레드 마무리를 위해, 칩-제거 및 비절삭 방법과 스레드 툴이 모두 알려져 있다. 칩-제거 스레드 생성은, 스레드 홈의 영역에서 작업부재 재료의 재료 제거를 기반으로 하고 있다. 비절삭 스레드 생성은, 작업부재를 형성하는 단계, 및 압력에 의해 작업부재에 스레드 홈을 생성하는 단계를 기반으로 하고 있다. 사용 시 스레드 생성 툴 및 작업 방법에 대한 개요는, 에무게-프랑켄(EMUGE FRANKEN)에 의해 출판된{출판사: 퍼블릭스 코포레이트 퍼블리싱, 발행 연도: 2004(ISBN 3-89578-232-7)} [스레드 테크놀러지 및 밀링 테크놀러지 핸드북]에서 찾아볼 수 있으며, 이는 이하에 간단히 "에무게 핸드북(EMUGE Handbook)"으로 지칭된다.
칩 제거 또는 기계가공에 의한 스레드 생성은, 스레드-절삭 탭(에무게 핸드북, 8장, 181 내지 298 페이지 참조), 스레드-밀링 커터(에무게 핸드북, 10장, 325 내지 372 페이지 참조)에 기재되어 있으며, 스레드-절삭 다이(에무게 핸드북, 11장, 373 내지 404 페이지 참조)는 외부 스레드에 대해서만 적용된다.
스레드-절삭 탭은, 생성될 스레드의 스레드 피치에서 그 절삭 엣지 또는 스레드-절삭 톱니가 외부 스레드를 따라 배치되는 스레드-절삭 툴이다. 스레드 생성 시, 스레드-절삭 탭은 툴 축선에 대해 축방향 이송에 의해, 그리고 스레드 피치에 대응하는 축방향 이송 속도(feed rate)에 의존하는 회전 속도로 그 축선 주위로의 회전에 의해, 작업부재의 원통형 코어 구멍 내로 이동되며, 상기 스레드-절삭 탭의 툴 축선은 코어 구멍의 중심 축선과 동축으로 정렬되며, 그 절삭 엣지는 코어 구멍 벽에서 작업부재와 연속적으로 맞물려(연속 절삭), 코어 구멍 벽 상에 연속적인 스레드 홈을 발생시킨다. 일반적인 테이퍼 시작 영역을 구비한 스레드-절삭 탭의 전형적인 형상은, 에무게 핸드북, 8장, 250 및 251 페이지에 그리고 284 및 285 페이지에 기재되어 있다. 절삭 방향에 있어서, 스레드-절삭 톱니는, 나선과 직교하는 횡단면에, 외측 엣지 상에 절삭 프로필 또는 유효 프로필을, 그리고 내측을 향해 이에 맞닿아서 레이크 페이스(rake face)를, 그리고 이에 맞닿은 톱니 후방에 절삭 방향과는 대향인 방향으로 클리어런스 페이스(clearance face) 또는 클리어런스 각도(clearance angle)를 가지며, 그 결과 작업부재와의 접촉이 없고, 이에 따라 마찰이 없다. 테이퍼 시작 영역에서 비스듬하게 연마된 스레드-절삭 톱니의 개별적인 유효 스레드 프로필의 전형적인 분포는, 대응의 칩 분할과 함께, 에무게 핸드북, 9장, 322 페이지에 기재되어 있다.
스레드-절삭 탭에 의한 스레드-절삭 프로세스는, 전형적인 토크 곡선과 함께, 에무게 핸드북, 8장, 255 페이지에 기재되어 있다.
칩리스(chipless) 스레드 생성 툴은 스레드-성형 탭(에무게 핸드북, 9장, 299 내지 324 페이지 참조)으로서 알려진 것을 포함하며, 그리고 스레드-롤링 툴(에무게 핸드북, 11장, 373~404 페이지 참조)은 외부 스레드에 대해서만 적용된다.
스레드-성형 탭은 대략 나사형의 또는 나선형의 원주방향 스레드 프로필을 갖는 스레딩 툴(threading tool)이며, 이를 따라 다수의 압력 러그[성형 톱니, 만입 톱니(furrowing teeth), 또는 성형 쐐기(forming wedge)라고도 지칭됨]가 배치되며, 이는 스레드-성형 탭의 대략 다각형 횡단면의 다각형 모서리 영역을 서로 오프셋시키고, 추가로 외향으로 돌출시키고, 그리고 일반적으로 라운딩시킴으로써 형성된다.
스레드 생성 시, 스레드-성형 탭은 스레드-절삭 탭과 유사한 방식으로 툴 축선에 대한 축방향 이송에 의해 그리고 그 툴 축선 주위로의 회전에 의해, 작업부재의 원통형 코어 구멍 내로 이동되며, 상기 스레드-절삭 탭의 툴 축선은 코어 구멍의 중심 축선과 동축으로 정렬된다. 회전 속도 및 축방향 이송 속도는, 스레드 피치에 따라 서로 매칭된다.
스레드-성형 탭의 압력 러그는 코어 구멍 벽에서 작업부재와 연속적으로 맞물려서, 소성 변형에 의해 스레드 홈을 코어 구멍 벽 내로 가압하여, 코어 구멍 벽에 연속적인 스레드 홈을 발생시킨다. 일반적인 초기 성형 영역을 구비한 스레드- 성형 탭의 전형적인 형상은, 에무게 핸드북, 9장, 308 및 309 페이지에 기재되어 있다.
초기 성형 영역에서 발생하는 스레드-형성 톱니의 개별적인 유효 스레드 프로필의 전형적인 분포는, 에무게 핸드북, 9장, 322 페이지에 기재되어 있다. 스레드-성형 탭에 의한 스레드-성형 작업은, 전형적인 토크 곡선과 함께, 에무게 핸드북, 9장, 310 페이지에 설명되어 있다.
스레드-절삭 탭 및 스레드-성형 탭은 배타적인 축방향 이송에 의해, 또는 스레드 피치에 따라 동기화되는 그 자체 툴 축선 주위로의 회전 이동에 의해 작동된다. 스레드를 생성할 때 스레드-절삭 탭 및 스레드-성형 탭의 회전 방향은, 생성될 스레드의 스레드 방향에 대응한다. 스레드 홈이 생성되었거나 또는 스레드 홈의 생성 종료 시에는, 툴이 제동되어, 반전 지점에서 정지된다. 반전 또는 반전 지점에 도달하기 전의 제동은, 축방향 이송 속도 및 회전 속도를 각각의 경우에 0 의 값으로 감소시킴으로써 정상적으로 실시되며, 그 감소는 일정한 스레드 피치에 따라 동기화된다.
작업부재로부터 툴을 회수하기 위해, 축방향 이송 방향 및 회전 방향이 작업 이동과는 정확히 대향하는 후향 또는 반전 이동이 이제 시작되며, 스레드 손상을 피하기 위해 축방향 이송 이동과 회전 이동이 스레드 피치에 따라 다시 동기화된다.
스레드 생성에 대한 CNC 머신의 프로그램 구조의 기본 사항은, 에무게 핸드북, 8장, 281 페이지 및 10장, 357 내지 359 페이지에 주어진다.
코어 구멍 천공은 에무게 핸드북, 7장, 161 내지 179 페이지에 기재되어 있다.
또한, 조합 툴이 다양한 실시예에 알려져 있으며, 이에 의해 단일의 작업 단계에서, 즉 코어 구멍의 사전 천공 없이 동일한 툴로, 스레드형 구멍이 작업부재의 중실 재료에 생성된다.
이들은 칩을 제거함으로써 배타적으로 작업하는 드릴/스레드 밀을 포함하며(BGF; 에무게 핸드북, 10장, 354 페이지 참조), 참조된 것은 원형 드릴/스레드 밀(ZBGF, 에무게 핸드북, 10장, 355 페이지 참조)이다.
그러나 관통-스레드가 생산된 후, 관통-스레드의 개시(start) 및 종료 시(end)에 작업부재측 상에는, 엣지, 특히 날카로운 엣지, 돌출부, 및 버어가 발생할 수 있으며, 상기 엣지는 스레드의 원하는 적절한 기능 및 사용을 손상시키며, 그 결과 예를 들어 스레드, 작업부재, 또는 결합될 나사에 손상이 발생할 수 있다.
이들 엣지, 특히 날카로운 엣지, 돌출부, 및 버어를 제거하기 위해 및/또는 결합될 나사의 보다 용이하고 더욱 안정적인 유도를 촉진시키기 위해, 그리고 스레드를 전체적으로 더욱 강건하게 하기 위해, 작업부재측 상에 또는 적어도 하나의 작업부재측 상에 카운터싱크를, 특히 모떼기(chamfer) 또는 언더컷으로서 추가하는 것이 가능하다. 그러나 이를 위해서는 별도의 작업 및/또는 별도의 툴이 요구된다.
따라서 본 발명은 이들 엣지, 특히 날카로운 엣지, 돌출부, 및 버어를 알려진 방법 및 툴로 제거하기 위해, 추가 작업 및/또는 별도의 툴이 요구되며, 이는 작업 및 툴 비용의 증가로 이어진다는 통찰에 기초하고 있다.
본 발명의 근본적인 목적은 관통-스레드, 특히 관통-스레드형 구멍을 생성하기 위한 방법을 특정하는 것이며, 여기서 관통-스레드는 스레드형 구멍과 함께 상기 작업부재의 중실 재료에 또는 이미 생성된 코어 구멍에 생성될 수 있다.
특히, 상기 방법이 의도하는 바는 바람직하게는 추가적인 감소를 달성하거나, 또는 예를 들어 원주방향 홈이 형성될 수 있는 카운터싱킹 중 축방향 힘에 의해 툴 상에 가해지는 하중을 적어도 최소화하는 것이다.
이런 목적을 달성하기에 적합한 본 발명에 따른 실시예 및 목적은, 관통-스레드, 특히 독립 청구항 1의 특징을 갖는 관통-스레드형 구멍을 생성하기 위한 방법 및 툴에 관해 기재되어 있는 특허 청구범위에 명시되어 있다.
본 발명에 따른 추가의 실시예 및 추가의 전개는, 각각의 종속 특허 청구범위에서 찾을 수 있다.
청구될 수 있는 본 발명에 따른 특징 및 목적의 조합은, 특허 청구범위의 선택된 문구 및 선택된 종속항 인용에 제한되지 않는다. 이와는 달리, 청구범위의 하나의 범주의 임의의 특징, 예를 들어 방법은, 예를 들어 장치와 같은 다른 범주의 청구범위에서도 청구될 수 있다.
또한, 특허 청구범위의 임의의 특징은, 그 종속항 인용과는 관계없이, 특허 청구범위의 하나 또는 그 이상의 다른 특징(들)과의 임의의 원하는 조합으로 청구될 수 있다. 더욱이, 발명의 상세한 설명 또는 도면에 기재되거나 도시된 각각의 특징은 그 기재된 문맥으로부터 단독으로, 또는 특허 청구범위에 기재되거나 개시된 하나 또는 그 이상의 다른 특징과의 임의의 조합으로, 청구될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 툴에 의해 작업부재에 적어도 하나의 카운터싱크를 갖는 소정의 스레드 피치 및 소정의 스레드 프로필로 관통-스레드, 특히 관통-스레드형 구멍을 생성하기 위해 제공되며,
a) 툴은 툴을 통해 연장되는 툴 축선의 주위로 회전될 수 있고, 그리고 특히 회전 장치에 의해 툴 축선에 대해 축방향으로 이동될 수 있으며,
b) 툴은 그 단부면의 방향으로 순차적으로,
b1) 특히 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역,
b2) 칩을 운반하기 위해, 특히 하나 또는 2개의 플루트(flute) 및/또는 나선형 플루트 영역을 구비하는, 적어도 하나의 네크 영역,
b3) 관통-스레드를 생성하기 위한 스레드 생성 수단을 구비하는 스레드 생성 영역, 및
b4) 단부면을 갖는 단부 영역을 가지며,
c) 상기 단부면이 작업부재로부터 돌출되도록, 관통-스레드를 생성하기 위해, 스레드 생성 수단은 제1 작업부재측으로부터 상기 제1 작업부재측과 대향하는 제2 작업부재측으로 작업부재를 통해 축방향 전향 방향으로의 나사-조임(screw-in) 이동으로 이동되며, 스레드 생성 수단은 특히 나선형 라인인 제1 라인을 따라 작업부재를 통해 이동되고,
d) 그 후, 적어도 하나의 카운터싱크를 생성하기 위해, 스레드 생성 수단은 특히 제1 라인과 상이한 제2 라인을 따라 카운터싱킹 이동으로 이동되고,
e) 후속의 후퇴를 위해, 스레드 생성 수단은 축방향 후향 방향으로, 특히 적어도 실질적으로 제1 라인을 따라, 나사-풀림(screw-out) 이동으로 작업부재를 통해 다시 이동된다.
이와 관련하여, "그 단부면의 방향으로(in the direction of the end face thereof)"라는 문구는, 바람직하게는 생크 영역으로부터 단부 영역으로의 방향 및/또는 생크 영역으로부터 단부 영역으로 툴 축선을 따른 방향을 의미한다.
"단부에서(at the end)"라는 용어는 바람직하게는 단부 영역에서의 및/또는 단부면 상에서의 및/또는 단부면의 방향으로의 및/또는 단부 영역의 방향으로의 배치를 의미한다.
"생크측(shank-side)"이라는 용어는 바람직하게는 생크 영역에서의 및/또는 생크측 상에서의 및/또는 특히 툴 축선을 따라 생크측의 방향으로의 및/또는 특히 툴 축선을 따라 생크 영역의 방향에서의 배치를 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 도움으로, 특히 단일 작업 내에서의 그리고 단일 툴의 도움으로 관통-스레드를 생성하는 것이 가능하다. 이런 방식으로, 관통-스레드는 더 낮은 비용으로 및/또는 더욱 신속하게 및/또는 더욱 간단하게 및/또는 더욱 정밀하게 생성될 수 있다.
본 발명의 목적을 위한 관통-스레드는 특히 작업부재를 통해, 특히 하나의 작업부재측으로부터 대향의 작업부재측으로 및/또는 하나/제1 작업부재측으로부터 하나/제2 작업부재측으로 완전히 연장되는 내부 스레드를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 작업부재의 적어도 한쪽 측부 상에서, 본 발명에 따른 의미의 관통-스레드는, 특히 원통형 또는 원추형일 수 있는 카운터싱크를 갖는다.
본 발명에 따른 의미의 나사-조임 이동은, 특히 관통-스레드가 생성되는 툴의 이동, 보다 구체적으로는 나선형 라인을 따른 스레드 생성 수단의 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 관통-스레드는 특히 절삭, 밀링, 성형 및/또는 롤링에 의해 생성될 수 있으며, 따라서 특히 스레드 절삭부, 스레드 밀링부, 스레드 성형부 및/또는 스레드 롤링부로서 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 의미에서, 카운터싱킹 이동은 특히 카운터싱크가 생성되는 툴의 이동, 바람직하게는 회전 이동, 원형 라인을 따른 원형 이동 및/또는 이동 및/또는 단일 축선 주위로의 원형 이동 및/또는 회전 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 카운터싱킹 이동은 바람직하게는 축방향 이송 없이 및/또는 나사-조임 이동과 관련하여 감소되는 축방향 이송으로 발생한다.
본 발명에 따른 의미의 원형 이동은, 특히 툴 축선이 스레드 중심 축선으로부터 소정의 반경만큼 편향되고 또한 상기 툴이 원형 경로 상에서 스레드 중심 축선의 주위로 소정 반경 이동되는 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 여기서 상기 툴은 추가로 그 툴 축선의 주위로 회전된다.
본 발명에 따른 의미의 나사-풀림 이동은, 특히 스레드 생성 수단 및 이에 따른 툴 전체가 관통-스레드로부터 이동되는, 보다 구체적으로는 다시 한 번, 이전에 생성된 스레드가 파괴되는 것을 방지하기 위해, 특히 나사-조임 이동에서처럼 적어도 실질적으로 동일한 나선형 라인을 따라, 바람직하게는 동일한 나선형 라인을 따른 스레드 생성 수단의 이동에 의한 툴의 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 나사-풀림 이동은 바람직하게는 나사-조임 이동에 비해 대향 방향으로 발생한다.
일 실시예에 있어서, 관통-스레드를 생성하기 위해, 스레드 생성 수단은 제1 작업부재측 상의 제1 위치로부터 상기 제1 작업부재측과는 대향인 제2 작업부재 상의 제2 위치로, 작업부재를 통해 축방향 전향 방향으로 나사-조임 이동으로 이동되므로, 단부면이 제2 위치에서 작업부재로부터 돌출되며, 상기 스레드 생성 수단이 나선형 라인인 제1 라인을 따라 작업부재를 통해 이동된다.
그 후, 카운터싱킹 이동 시 적어도 하나의 카운터싱크를 생성하기 위해, 스레드 프로필은 바람직하게는 제1 라인과는 상이한 제2 라인을 따라 제2 위치로부터 제3 위치로, 또는 다시 제2 위치로 회전 이동으로 이동된다.
후속의 후퇴를 위해, 스레드 생성 수단은 바람직하게는 제2 위치로부터 또는 제3 위치로부터 제1 라인을 따라 작업부재를 통해 제1 위치로 축방향 후향 방향으로 나사-풀림 이동으로 다시 이동된다.
작업부재를 통해 제1 라인을 따른 이동 또는 관통 이동은, 특히 나선형 라인을 따른 및/또는 나선을 따른 및/또는 원통형 나선을 따른 및/또는 코일을 따른 이동 또는 관통 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 이러한 나선형 라인은 일정한 제1 피치를 가질 수 있다.
제1 라인과는 상이한 제2 라인을 따른 이동은, 특히 예를 들어 제1 피치와는 상이한 일정한 제2 피치를 갖고, 특히 제1 피치보다 더 작은 라인을 따른 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 일 실시예에 있어서, 제2 피치는 제로 값을 가질 수도 있다.
바람직하게는, 나사-조임 이동은, 툴 축선 주위로의 소정의 회전 방향으로 툴의 회전 이동, 및 소정의 스레드 피치에 의한 툴의 축방향 이송이 툴 축선 주위로의 툴의 전체 회전에 대응하도록, 툴 축선에 대해 축방향으로 축방향 전향 방향으로 제3 피치에 따른 회전 이동과 동기화되는 축방향 이송 이동을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 이는 관통-스레드를 생성하기 위해 스레드 생성 수단이 제1 라인 상에서 작업부재를 통해 이동되는 방식으로 발생하며, 여기서 제1 라인은 나선형 라인이다.
제2 라인은 바람직하게는, 소정의 스레드 피치에 의한 툴의 축방향 이송보다 더 적게 툴 축선 주위로의 툴의 전체 회전에 대응하도록, 축방향 전향 방향 및/또는 후향 방향으로 제2 나선형 라인을 포함하며, 또는 제2 라인은 적어도 실질적으로 일정한 축방향 이송을 갖는 원형 이동을 포함한다.
특히, 방법의 바람직한 가능성은 또한 예를 들어 원주방향 홈이 형성될 수 있는 카운터싱킹 중 축방향 힘에 의해 툴 상의 하중을 추가로 감소시키거나 또는 최소화하는 것을 달성하는 것이다. 이는 특히 카운터싱킹 중 툴의 회전 속도가 나사-조임 이동 중 및/또는 나사-풀림 이동 중 회전 속도에 대해 적어도 부분적으로 일정하게 유지된다는 점에서 달성될 수 있다.
특히, 스레드 태핑 스트로크(thread tapping stroke) 및 그에 따른 대향으로 향하는 반전 스트로크가 수행될 수 있다. 스레드 태핑 스트로크에서, 한편으로는 메인 절삭 엣지가 코어 구멍 보어를 생성하고, 다른 한편으로는 제2 작업부재측에 도달될 때까지 스레드 프로필이 코어 구멍 보어의 내벽에 내부 스레드를 생성하는 것이 가능하다. 스레드 태핑 스트로크는, 특히 이와 동기화된 스레드-절삭 툴의 회전 속도로 스레드 태핑 이송으로 실시된다. 대향 방향으로의 후속의 반전 스트로크에서, 스레드-절삭 툴은 반전 방향으로, 바람직하게는 대향의 반전 이송 및 이와 동기화된 반전 회전 속도로 스레드 보어로부터 안내될 수 있다. 이에 따라, 스레드-절삭 툴의 스레드 프로필이 내부 스레드의 스레드 홈에서 무부하 방식으로 이동되는 것을 보장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스레드 생성 영역은 스레드 생성 수단을 포함한다. 특히, 스레드 생성 영역은 단부면에 및/또는 단부면 근처에 배치될 수 있다. 스레드 생성 수단은 스레드 홈, 특히 정확히 하나의 스레드 홈을 포함할 수 있다. 스레드 생성 수단은, 바람직하게는 적어도 하나의 플루트에 의해 차단된다. 특히, 이는 생산된 칩의 제거를 가능하게 하거나 또는 이를 촉진시킨다.
스레드 생성 수단은 바람직하게는 소정의 스레드 피치와 매칭되도록 설계되어 배치되는 적어도 하나의 스레드 톱니를 가지며, 또한 관통-스레드의 스레드 프로필에 대응하는 유효 프로필을 갖는다. 특히, 적어도 하나의 스레드 톱니는 작업부재 내에 스레드를 절단한다.
적어도 하나의 스레드 톱니는, 바람직하게는 나사-조임 이동 중 나선형 라인 상에서 작업부재를 통해 이동된다.
스레드 프로필은 적어도 하나의 스레드-절삭 톱니에 의해 탭 본체의 외주 후면 상에 형성될 수 있다. 절삭 톱니의 톱니 높이는, 바람직하게는 반경방향으로, 절삭 톱니가 반경방향으로 반경방향 오프셋에 의해 메인 절삭 엣지를 넘어 외측을 향해 돌출되는 방식으로 치수가 지정된다. 선택사항으로서, 절삭 톱니는 표면과 동일한 높이의 메인 절삭 엣지를 외측을 향해 반경방향으로 연장시킬 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 절삭 톱니는 축방향으로 보았을 때 축방향 오프셋에 의해 메인 절삭 엣지 뒤에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 네크 영역은 제1 네크 영역 및 제2 네크 영역을 갖는다. 특히, 제1 네크 영역은 제1 네크 직경을 갖고, 제2 네크 영역은 제2 네크 직경을 갖는다. 제1 네크 직경은 바람직하게는 제2 네크 직경보다 더 크다.
제1 원추 영역은, 바람직하게는 네크 영역과 스레드 생성 영역 사이에 배치된다.
제2 원추 영역은, 바람직하게는 제1 네크 영역과 제2 네크 영역 사이에 배치된다. 특히, 제1 원추 영역은 단부면의 방향으로 툴의 네크 직경을 테이퍼링한다. 제2 원추 영역은, 바람직하게는 단부면의 방향으로 툴의 네크 직경을 확장시킨다.
특히, 단부 영역은 관통-구멍을 천공하기 위한 천공 영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 천공 영역은 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 포함하며, 그 외측 상에 안내 영역이 바람직하게 형성된다. 특히, 안내 영역은 원통형 디자인을 가질 수 있다. 특히, 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는 안내 영역을 각각 차단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 네크 영역은 천공 영역의 안내 영역보다 더 작은 직경을 갖는다. 이는 특히 툴에 의한 원형 이동의 실행을 가능하게 하며, 이에 의해 제1 카운터싱크는 제1 카운터싱킹 수단에 의해 제2 작업부재측 상에 생성되고 및/또는 제2 카운터싱크는 제2 카운터싱킹 수단에 의해 제1 작업부재측 상에 생성된다. 제2 네크 영역과 천공 영역의 안내 영역 사이에는, 제1 원추 영역이 바람직하게 배치되며, 이에 의해 안내 영역의 직경이 제2 네크 영역의 직경으로 감소된다.
만약 제2 네크 영역의 직경이, 천공 영역의 안내 영역의 직경에 대해, 툴의 툴 축선이 원형 이동 중 스레드 중심 축선으로부터 편향되는 반경의 2배 이상 감소된다면, 특히 유리하다.
특히, 제2 네크 영역은 스레드 생성 영역보다 더 작은 직경을 가질 수 있다. 이는 특히 툴에 의한 원형 이동의 실행을 가능하게 한다.
관통-구멍, 관통-스레드, 및 적어도 하나의 카운터싱크는 동일한 툴에 의해, 특히 나선형 라인 상의 전향 방향으로의 이송 이동에 의해, 나선형 라인 상에서 후향 방향으로 이를 직접적으로 따르는 카운터싱킹 프로세스, 및 이를 직접적으로 따르는 후향 이동에 의해 한 번의 작업으로 바람직하게 생성된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 네크 영역으로부터 단부면까지, 정확히 2개, 정확히 3개, 적어도 2개 또는 적어도 3개의 탭 본체가 툴 축선에 평행하게 또는 툴 축선에 대해 비틀림 각도로 나사형으로 연장되며, 그리고 플루트에 의해 서로 분리된다.
플루트는 스레드 생성 영역 및 적어도 하나의 플루트 또는 네크 영역을 통해, 단부 및/또는 메인 절삭 엣지로부터 연장될 수 있으며, 따라서 칩이 단부 및/또는 메인 절삭 엣지로부터 후방으로 운반될 수 있게 한다.
일 실시예에 있어서, 제1 카운터싱킹 수단은 제1 원추 영역 및/또는 스레드 생성 영역을 포함하고, 특히 상기 제1 원추 영역은 스레드 생성 영역에 직접 병합될 수 있다.
특히, 카운터싱킹 수단은 스레드 생성 영역에 의해서만 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 카운터싱킹 수단은 제1 원추 영역에 의해 툴 상에 형성된다. 일 실시예에 있어서, 제2 카운터싱킹 수단은 제2 원추 영역에 의해 툴 상에 형성된다.
제1 및 제2 카운터싱킹 수단 사이의 거리는, 실질적으로 작업부재의 두께에 바람직하게 대응한다.
일 실시예에 있어서, 관통-스레드의 생성 중, 관통-구멍은 나사-조임 이동 중 툴에 의해 동시에 생성된다. 일 실시예에 있어서, 관통-스레드는 관통-구멍에 생성된다.
제1 위치는 작업부재로의 입구 지점에 배치되고 및/또는 제2 위치는 작업부재로부터의 출구 지점에 바람직하게 배치된다.
일 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동은 원형 이동이거나 또는 이를 포함하며, 이에 의해 제1 카운터싱크는 제1 카운터싱킹 수단에 의해 제2 작업부재측 상에 생성된다.
추가의 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동은 원형 이동이거나 또는 이를 포함하며, 이에 의해 제1 카운터싱크는 제1 카운터싱킹 수단에 의해 제2 작업부재측 상에 생성되고, 제2 카운터싱크는 제2 카운터싱킹 수단에 의해 제1 작업부재측 상에 생성된다.
툴의 툴 축선은 원형 이동 중 스레드 중심 축선으로부터 소정의 반경만큼 바람직하게 편향되며, 툴은 스레드 중심 축선의 주위로 소정의 반경을 갖는 원형 경로 상에서 이동되며, 상기 툴은 그 툴 축선의 주위로 추가로 회전된다.
특히 유리한 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동 중, 제1 카운터싱크는 툴 상의 제1 원추 영역을 통해 제1 카운터싱크 수단에 의해 생성되고, 제2 카운터싱크는 툴 상의 제2 원추 영역을 통해 제2 카운터싱킹 수단에 의해 동시에 생성된다. 이런 방식으로, 제1 카운터싱크가 제2 작업부재측 상에 생성될 수 있고, 제2 카운터싱크가 단일의, 특히 균일한, 카운터싱킹 이동 내에서 제1 작업부재측 상에 동시에 생성될 수 있다.
유리한 실시예에 있어서, 카운터싱크는 스레드 프로필의 최대 직경보다 더 크거나 또는 스레드 프로필의 최대 직경과 동일한 최대 직경을 갖는 원추형이다.
추가의 실시예에 있어서, 카운터싱크는 특히 제1 및/또는 제2 작업부재측 상에 및/또는 관통-스레드의 개시 및/또는 종료 시에 모떼기를 생성한다.
바람직하게는, 카운터싱킹 이동은 원형 라인을 따른 스레드 생성 수단 및/또는 툴의 이동이거나 또는 이를 포함하며, 이에 의해 카운터싱크, 특히 원통형 카운터싱크가 제1 카운터싱킹 수단에 의해 제1 작업부재측 상에 생성된다.
특히, 카운터싱킹 이동은 비나선형(non-helical) 이동이며, 이에 의해 카운터싱크가 제2 작업부재측 상에 생성된다.
이송은 카운터싱킹 이동 중, 특히 툴의 1회전 중의 이송이 소정의 스레드 피치보다 더 적은 방식으로 적어도 일시적으로 바람직하게 감소된다. 이런 실시예는 오직 툴의 이송만 적용되어야만 하기 때문에 구현하기에는 적어도 비교적 간단하지만, 그러나 툴의 회전 속도가 바람직하게 일정하게 유지될 수 있으며, 그리고 카운터싱크를 생성하기 위해 별도의 툴 영역이 요구되지 않는다.
특히, 카운터싱킹 이동은 전향 방향으로 및/또는 후향 방향으로 및/또는 반전 카운터싱킹으로 발생한다.
카운터싱크를 생성하기 위해, 단부면은 전향 방향으로 제2 위치로부터 제3 위치로 이동되고, 제2 및 제3 위치는 나선형 라인 또는 나선 라인 상에 각각 놓인다.
일 실시예에 있어서, 카운터싱크를 생성하기 위해, 단부면은 후향 방향으로 제2 위치로부터 제3 위치로 이동되고, 제2 및 제3 위치는 나선형 라인 상에 각각 놓인다.
카운터싱크를 생성하기 위해, 단부면은 전향 방향으로 제2 위치로부터 제3 위치로 이동되고, 그 후 후향 방향으로 다시 제2 위치로 이동되는 것이 가능하다.
추가의 실시예에 있어서, 카운터싱크는 스레드 프로필의 최대 직경과 동일하거나 또는 최대 직경보다 더 큰 직경을 갖는 원통형이다.
카운터싱크는 제1 및/또는 제2 작업부재측 상에 및/또는 관통-스레드의 개시 및/또는 종료 시에 바람직하게 생성된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 이송 및 하나의 회전 각도가 툴의 각각의 위치에 할당된다.
위치는 특히 회전 각도, 축방향으로의 선형 변위, 및 특히 스레드 중심 축선으로부터 툴 축선과의 반경방향 편향에 의해 정의될 수 있다.
본 발명은 또한 특히 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 단부면을 갖는 툴에 관한 것으로, 상기 툴은 그 단부면의 방향으로 순차적으로 이하의 요소를 포함한다.
- 특히 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역,
- 칩을 운반하기 위해, 적어도 하나의 네크 영역, 특히 하나 또는 2개의 플루트 및/또는 나선형 플루트 영역,
- 관통- 스레드를 생성하기 위해 스레드 생성 수단을 구비하는 스레드 생성 영역, 및
- 단부면을 갖는 단부 영역.
본 발명에 따른 방법 및/또는 방법을 실시하기 위한 툴은 스레드 커터, 스레드-밀링 커터, 스레드-성형 탭 및/또는 스레드-절삭 탭을 포함할 수 있다.
상기 방법을 실시하기 위한 툴은 특히 모놀리식(monolithic) 툴일 수 있다. 특히, 일 실시예에 있어서, 툴은 그 스레드 생성 영역과 함께, 특히 그 스레드 생성 수단과 함께, 일체형 디자인을 갖는다. 특히, 스레드 생성 수단은 일체형 부재로 및/또는 툴에 모놀리식으로 연결되는 하나 또는 이상의 스레드-절삭 톱니일 수 있다. 특히, 이에 따라 툴의 안정성이 증가될 수 있다.
특히, 툴은 그 스레드-절삭 톱니와 함께 일체형 디자인을 가질 수 있으며, 상기 스레드-절삭 톱니는 관통-스레드를 생성하고 그리고 적어도 하나의 카운터싱크도 바람직하게 형성한다.
회전 장치는 특히 CNC 제어를 구비한 CNC 머신 및/또는 머신 툴을 바람직하게 포함한다.
일 실시예에서는, 툴을 통해 연장되는 툴 축선에 대해 회전될 수 있고 또한 툴 축선에 대해 축방향으로 이동될 수 있으며, 그리고 전방 또는 자유단부에 천공 영역, 및 상기 천공 영역에 대해 툴 축선에 대해 축방향으로 오프셋되어 배치되어 천공 영역보다 툴 축선에 대해 반경방향 바깥쪽으로 더 돌출되는 스레드 생성 영역을 갖는 조합된 툴이 사용된다.
가공 또는 나사-조임 이동 중, 툴의 천공 영역은 작업부재에 관통-구멍을 생성하며, 스레드 생성 영역은 상기 관통-구멍의 표면에 소정의 스레드 피치로 나사 홈을 생성한다.
본 발명에 기초하여, 시너지 효과가 적어도 하나의 방식으로 생성된다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 스레드와 적어도 하나의 카운터싱크 및 그리고 바람직하게는 관련의 드릴 구멍이 모두 단일 작업 및 단일 툴에 의해 생성되는 것을 가능하게 한다. 그 중에서도, 이는 준비 상태를 유지해야만 하는 다양한 툴의 개수를 줄이는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 적어도 하나의 카운터싱크뿐만 아니라 바람직하게는 관련의 드릴 구멍으로 스레드를 생성하는 데 필요한 시간이 감소된다.
특히, 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 방법은 양쪽의 작업부재측 상의 스레드 및 2개의 카운터싱크, 그리고 바람직하게는 관련 드릴 구멍이 단일의 작업으로 그리고 단일의 툴로 생성되는 것을 가능하게 한다.
특히, 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 방법은 스레드 생성 수단이 카운터싱킹 수단으로 되는 것을 동시에 가능하게 한다. 이 경우, 심지어 툴의 이송을 감소시키는 것만으로 카운터싱크가 생성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 하나, 또는 심지어 2개의 원추형, 또는 심지어 원통형 카운터싱크가 이 한 번의 작업으로 생성되는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 있어서, 스레드 생성 수단은 회전 윤곽(contour of revolution)을 갖는다.
특히, 회전 윤곽은 적어도 하나의 카운터싱크에 대한 절삭 엣지 윤곽을 형성할 수 있다. 특히, 회전 윤곽은 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 형성할 수 있으며, 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽은 카운터싱크 절삭 엣지에 의해 형성된다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽 및/또는 회전 윤곽은, 특히 툴이 그 툴 축선의 주위로 회전될 때 얻어진 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽 및/또는 회전 윤곽 및/또는 윤곽이다.
일 실시예에 있어서, 단부 영역은 관통-구멍을 천공하기 위한 천공 영역을 포함한다.
천공 영역은 바람직하게는, 관통-구멍을 생성하기 위해, 스레드 생성 영역 내로 연장되어 관통-스레드를 생성하는 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를, 특히 적어도 2개의 탭 본체 상에 포함한다.
플루트는, 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 사이에서, 스레드 생성 영역을 통해 적어도 하나의 플루트 또는 네크 영역 내로 바람직하게 연장된다.
적어도 일 실시예에 있어서, 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는, 카운터싱크 절삭 엣지 및/또는 외측 직경에 대한 회전 윤곽을 형성한다.
툴, 특히 스레드 생성 수단은, 적어도 실질적으로 폐쇄 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 갖거나 생성하는 방식으로 바람직하게 설계된다.
특히, 적어도 일 실시예에 있어서, 툴은 폐쇄 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 갖거나 생성하는 방식으로 설계된다.
적어도 일 실시예에 있어서, 툴은 적어도 3개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 적어도 4개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 바람직하게는 적어도 5개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 갖는다.
적어도 일 실시예에 있어서, 카운터싱크는 25°초과 60°미만, 바람직하게는 30°내지 45°, 특히 적어도 실질적으로 30°인 카운터싱크 각도를 갖는다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽은, 특히 회전 중 폐쇄 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 함께 형성하는, 적어도 하나의 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 제1 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제1 생크측 스레드-절삭 톱니에 의해, 그리고 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 제2 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제2 생크측 스레드-절삭 톱니에 의해, 바람직하게 형성된다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽은, 특히 회전 중 폐쇄 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 형성하는, 적어도 하나의 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 제1 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제1 스레드-절삭 톱니에 의해, 그리고 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 제2 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제2 스레드-절삭 톱니에 의해 바람직하게 형성된다.
일 실시예에 있어서, 스레드 생성 수단은 특히 각각의 단부 및/또는 또는 메인 절삭 엣지 상에 및/또는 각각의 탭 본체 상에, 적어도 하나의 생크측 스레드-절삭 톱니 또는 적어도 2개의 생크측 스레드-절삭 톱니, 및 적어도 하나의 단부측 스레드-절삭 톱니를 포함한다. 적어도 하나의 생크측 스레드-절삭 톱니 또는 적어도 2개의 생크측 스레드-절삭 톱니, 및 적어도 하나의 단부측 스레드-절삭 톱니는, 특히 툴 축선을 따라 하나가 다른 하나 뒤에 직접 배치되거나 또는 연속적으로 바람직하게 배치된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 생크측 스레드-절삭 톱니 또는 적어도 2개의 생크측 스레드-절삭 톱니는, 적어도 하나의 카운터싱크를 형성하도록 적어도 실질적으로 제공되며, 적어도 하나의 단부측 스레드-절삭 톱니는 관통-스레드를 생성하도록 적어도 실질적으로 제공된다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽은, 바람직하게는 적어도 실질적으로 및/또는 부분적으로 원추형이다.
적어도 일 실시예에 있어서, 바람직하게는 제1 생크측, 스레드-절삭 톱니, 바람직하게는 제2 생크측, 및 스레드-절삭 톱니는, 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 추가 스레드-절삭 톱니에 대해 제1 스레드-절삭 톱니의 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽이 카운터싱크 각도로 적어도 하나의 카운터싱크의 최내측 링을 형성하는 방식으로, 그리고 제2 스레드-절삭 톱니의 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽이 카운터싱크 각도로 적어도 하나의 카운터싱크의, 상기 최내측 링을 둘러싸는 제2 최내측 링을 형성하는 방식으로 연마되며, 상기 제2 최내측 링은 적어도 하나의 카운터싱크의 최내측 링을 직접 둘러싸며, 따라서 적어도 부분적으로 원추형 카운터싱크를 바람직하게 형성한다.
특히, 카운터싱킹 수단은 오로지 스레드 생성 영역에 의해, 바람직하게는 스레드 생성 수단에 의해 배타적으로 형성될 수 있다.
스레드 생성 수단은 카운터싱킹 수단을 바람직하게 형성한다. 특히, 스레드는 단부측 스레드-절삭 톱니의 도움으로 생성될 수 있으며, 상기 생크측 스레드-절삭 톱니는 그 원주를 따라 연마되기 때문에 스레드 절삭에는 사용되지 않거나 또는 적어도 주로 사용되지는 않는다. 그럼에도 불구하고, 깊이에 따라, 이들 스레드-절삭 톱니도 일반적으로 후방 스레드-절삭 톱니의 경우처럼, 스레드 플랭크(flank)의 추가 절삭에 사용할 수 있다. 더욱이, 생크측 스레드-절삭 톱니는 다시 후방 스레드-절삭 톱니와 유사하게, 스레드 플랭크의 영역에서 스레드-절삭 탭의 축방향 안내에 기여할 수도 있다.
따라서 바람직하게는 카운터싱킹 수단을 형성하는 스레드-절삭 톱니를 포함하는 모든 스레드-절삭 톱니는 스레드 생성 수단을 함께 형성하며, 특히 상기 모든 스레드-절삭 톱니는 스레드 형성에 기여하거나 또는 기여할 수 있다.
스레드-절삭 톱니는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 상에, 특히 각각의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 상에 바람직하게 배치된다. 특히, 스레드-절삭 톱니는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지와 일체형이다.
스레드-절삭 톱니는 탭 본체, 특히 각각의 탭 본체에 바람직하게 배치된다. 특히, 스레드-절삭 톱니는 탭 본체와 일체형이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 또는 각각의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는 하나 또는 그 이상의, 특히 축방향으로 연속적으로 배치되는 스레드-절삭 톱니를 가지며, 이는 카운터싱킹 수단 둘 모두를 함께 형성하고 또한 스레드를 생성하며, 특히 스레드를 절삭한다. 일 실시예에 있어서, 카운터싱킹 수단은 다수의, 특히 축방향으로 연속적으로 배치되는 스레드-절삭 톱니에 의해 함께 형성된다.
특히, 스레드-절삭 톱니는, 하나 또는 각각의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 따라, 적어도 2개의 나사 홈 위에 또는 적어도 3개의 나사 홈 위에, 축방향으로 스레드의 코스를, 특히 그 내부 플랭크 및/또는 외부 플랭크를 형성하는 방식으로 설계된다.
스레드 생성 수단, 특히 상기 스레드 생성 수단의 다수의 스레드-절삭 톱니는, 나사-조임 이동 시 관통-스레드를 함께 바람직하게 생성한다. 이 경우에, 스레드-절삭 톱니는 탭 본체 및/또는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지에 일체형으로 각각 바람직하게 연결되며, 여기서 특히 다수의 또는 모든 탭 본체 및/또는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 상의 다수의 스레드-절삭 톱니는, 나사-조임 이동 시 관통-스레드를 함께 생성한다.
스레드 생성 수단, 특히 상기 스레드 생성 수단의 다수의 스레드-절삭 톱니는, 카운터싱킹 이동 시 카운터싱크를 함께 바람직하게 생성한다. 이 경우, 스레드-절삭 톱니는 탭 본체 및/또는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지에 일체형으로 바람직하게 각각 연결되며, 특히 다수의 또는 모든 탭 본체 및/또는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 상의 다수의 스레드-절삭 톱니는, 카운터싱킹 이동 시 카운터싱크를 함께 생성한다.
특히, 관통-스레드를 생성하기 위해 제2 위치 또는 단부 위치까지 스레드 경로 상에서의 나사-조임 이동 후, 그 동안에는 툴의 회전 각도 위치뿐만 아니라 축방향 위치가 각각의 지점에서 또는 각각의 위치에서 서로에 대해 동기화되는 방식으로 이동되어, 카운터싱킹 이동이 실시된다.
카운터싱킹 이동 후, 툴은 나사-조임 이동의 제2 위치 또는 단부 위치 또는 이 스레드 경로 상의 적어도 하나의 정의된 위치 내로 바람직하게 다시 이동되므로, 이 위치로부터 시작해서 툴이 다시 스레드 경로 상에서, 특히 동일한 스레드 경로 상에서 다시 나사-풀림이 이루어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 특히 CNC 제어를 구비한 CNC 머신 및/또는 머신 툴은 본 발명에 따른 방법, 특히 나사-조임 이동, 카운터싱킹 이동, 및 나사-풀림 이동을 제 시간에 즉각 연속적으로 실시하는 방식으로 및/또는 툴 위치에 관해 서로 동기화되는 방식으로 프로그램되고 제어된다. 이런 방식으로, 특히 CNC 제어를 구비한 CNC 머신 및/또는 머신 툴은 툴을 바람직하게 이동시키고, 이는 다시 관통-스레드 및 적어도 하나의 카운터싱크를 생성한다.
일 실시예에 있어서, 특히 CNC 제어를 구비한 CNC 머신 및/또는 머신 툴은, 관통-구멍, 관통-스레드, 및 적어도 하나의 카운터싱크를 동일한 툴에 의해 한 번의 작업으로 제 시간에 즉각 연속적으로 실시하는 방식으로 및/또는 툴 위치에 관해, 바람직하게는 툴의 축방향 이송 및 회전 각도와 관해 서로 동기화되는 방식으로 프로그램되고 및/또는 제어된다.
이러한 방법은 카운터싱크로 관통-스레드의 생성 시 상당한 효율성 이득을 가능하게 하거나 또는 이를 가능하게 할 수 있는데, 그 이유는 모든 생성 단계가 단일의 작업으로 실시될 수 있기 때문이다. 또한, 특히 CNC 머신 및/또는 머신 툴의 각각의 툴 위치 또는 그 제어가 알려져 있거나 또는 단일의 작업 내에서는 적어도 알려질 수 있기 때문에, 이동의 동기화를 개선하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 툴이 오직 한 번만 나사-조임되고 그리고 나사-풀림이 이루어지기 때문에, 관통-스레드의 품질도 개선될 수 있다.
예를 들어, 툴에 의해 먼저 나사-조임 이동이 실시되고, 그 후 원형 이동이 카운터싱킹 이동으로서 실시되며, 마지막으로 나사-풀림 이동이 실시된다. 특히, CNC 머신 및/또는 머신 툴은 이들 이동을 제 시간에 즉각적으로 연속하여 및/또는 툴 위치와 관련하여 동기화된 방식으로 실시되는 방삭으로 프로그램되거나 제어된다.
본 발명은 예시적인 실시예에 의해 이하에 보다 상세히 설명된다. 각각의 경우에 개략적인 도면도 참조된다. 도 1 내지 3에 있어서, 간결함을 위해 각각의 도면에 모든 도면부호가 도시되지는 않았지만, 서로 대응하는 부품 및 변수는 동일한 도면부호로 제공된다.
도 1a 내지 도 1l은 제1 실시예에 따른 스레드 관통-스레드형 구멍의 생성 중 조합된 천공 및 스레드 생성 툴을 도시하고 있다.
도 2a 내지 2m은 제2 실시예에 따른 관통-스레드형 구멍의 생성 중 조합된 천공 및 스레드 생성 툴을 도시하고 있다.
도 3a 내지 도 3l은 제3 실시예에 따른 관통-스레드형 구멍의 생성 중 조합된 천공 및 스레드 생성 툴을 도시하고 있다.
도 4는 전체 스레드형 구멍 생성 사이클에 대한 회전 각도의 함수로서 축방향 침투 깊이의 그래프를 다이어그램으로 도시하고 있다.
도 5는 제동 프로세스로서 전향 이동 시 도 4에 도시된 그래프의 단부 섹션을 도시하고 있다.
도 6은 가속 프로세스로서 후향 이동 시 도 4에 도시된 그래프의 단부 섹션을 도시하고 있다.
도 7 내지 도 10은 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 스레드 생성 수단에 의해 형성되는 회전 윤곽을 도시하고 있다.
본 발명에 따른 툴의 예시적인 실시예 및 방법이 도 1 내지 도 3을 참조하여 이하에 설명된다.
도 1 내지 3은 툴(100, 200, 300)에 의해 관통-스레드를, 특히 관통-스레드 구멍(163, 263, 363)을, 작업부재(150, 250, 350)에 소정의 스레드 피치(172, 272, 372)로 그리고 적어도 하나의 카운터싱크(164, 264, 364; 262)를 구비한 소정의 스레드 프로필(171, 271, 371)로 생성하기 위한 방법을 각각 도시하고 있다.
툴(100, 200, 300)은 툴을 통해 연장되는 툴 축선(A)의 주위로 회전될 수 있으며, 특히 회전 장치에 의해 툴 축선에 대해 축방향으로 이동될 수 있다.
그 단부면(120, 220, 320)의 방향으로 순차적으로, 툴은 특히 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역(211), 칩을 운반하기 위해 특히 하나 또는 2개의 플루트 및/또는 나선형 플루트 영역을 구비한 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312), 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위한 스레드 생성 수단을 구비한 스레드 생성 영역(116, 216, 316), 및 단부면(120, 220, 320)을 갖는 단부 영역(117, 217, 317)을 갖는다.
관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위해, 스레드 생성 수단은 나사-조임 이동 시 제1 작업부재측 상의 제1 위치(P11, P21, P31)로부터 상기 제1 작업부재측과는 대향인 제2 작업부재측 상의 제2 위치(P12, P22, P32)로 작업부재(150, 250, 350)를 통해 축방향 전향 방향(VR)으로 이동되므로, 단부면은 제2 위치(P12, P22, P32)에서 작업부재로부터 돌출되고, 스레드 생성 수단은 나선형 라인인 제1 라인을 따라 작업부재를 통해 이동된다.
그 후, 적어도 하나의 카운터싱크를 생성하기 위해, 스레드 프로필(171, 271, 371)은 회전 이동 시 제1 라인과는 상이한 제2 라인을 따라 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 제3 위치(P13, P23, P33)로 이동되거나, 또는 카운터싱킹 이동 시 다시 제2 위치(P12, P22, P32) 이동된다.
후속의 후퇴를 위해, 스레드 생성 수단은 나사-풀림 이동 시 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 또는 제3 위치(P13, P23, P33)로부터 제1 라인을 따라 작업부재를 통해 제1 위치(P11, P21, P31)로 축방향 후향 방향(RR)으로 다시 이동된다.
나사-조임 이동은 툴 축선(A)의 주위로 소정의 회전 방향으로 툴(100, 200, 300)의 회전 이동, 및 축방향 전향 방향(VR)으로, 툴 축선(A)에 대해 축방향으로 스레드 피치(172, 272, 372)에 따라 회전 이동과 동기화되는 축방향 이송 이동(V)을 포함하므로, 소정의 스레드 피치(172, 272, 372)에 의한 툴의 축방향 이송은 툴 축선(A)의 주위로의 툴(100, 200, 300)의 전체 회전에 대응한다.
이는 스레드 생성 수단이 제1 라인 상에서 작업부재를 통해 이동되어 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하는 방식으로 발생하며, 여기서 상기 제1 라인은 나선형 라인이다.
도 3a 내지 도 3l에 따른 실시예에 있어서, 제2 라인은 축방향 전향 방향(VR) 및/또는 후향 방향(RR)으로 제2 나선형 라인을 포함하므로, 소정의 스레드 피치(372)에 의한 툴의 축방향 이송보다 더 적게 툴 축선(A)의 주위로의 툴(300)의 전체 회전에 대응한다.
도 1a 내지 1l 및 2a 내지 1m에 따른 실시예에 있어서, 제2 라인은 적어도 실질적으로 일정한 축방향 이송을 구비한 원형 이동을 포함하거나, 또는 원형 이동이다.
스레드 생성 영역은 스레드 생성 수단(116, 216, 316)을 포함하며, 이는 특히 단부면(120, 220, 320)에 및/또는 단부면(120, 220, 320)의 근처에 배치되며, 상기 스레드 생성 수단은 스레드 홈, 특히 정확히 하나의 스레드 홈을 포함한다. 스레드 생성 수단은 적어도 하나의 플루트에 의해 차단된다.
스레드 생성 수단(116, 216, 316)은 소정의 스레드 피치와 매칭되도록 설계되어 배치되는 적어도 하나의 스레드 톱니, 특히 다수의 스레드 톱니를 갖는다. 스레드 생성 수단(116, 216, 316)은 관통-스레드의 스레드 프로필에 대응하는 유효 프로필을 추가로 가지며, 특히 적어도 하나의 스레드 톱니는 작업부재에 스레드를 절삭한다.
적어도 하나의 스레드 톱니는, 나사-조임 중 나선형 라인 상에서 작업부재를 통해 이동된다.
도 2a 내지 2m에 따른 네크 영역(212, 214)은 제1 네크 영역(212), 및 단부 영역(217) 방향으로 제2 네크 영역(214)을 갖는다.
제1 네크 영역(212)은 제1 네크 직경을 가지며, 제2 네크 영역(214)은 제2 네크 직경을 갖는다. 이런 실시예에 있어서, 제1 네크 직경은 제2 네크 직경보다 더 크다.
제1 원추 영역(215)은 네크 영역(214)과 스레드 생성 영역(216) 사이에 배치된다. 제2 원추 영역(213)은 제1 네크 영역(212)과 제2 네크 영역(214) 사이에 배치된다.
제1 원추 영역(215)은 단부면의 방향으로 툴의 네크 직경을 확장시키며, 제2 원추 영역(213)은 단부면의 방향으로 툴(200)의 네크 직경을 테이퍼링 시킨다.
단부 영역(117, 217, 317)은 관통-구멍을 천공하기 위한 천공 영역을 포함한다.
천공 영역은 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 포함하며, 그 외측 상에는 도 2a에 따라 안내 영역(218)이 형성된다. 특히, 안내 영역(218)은 원통형 디자인을 가질 수 있다. 특히, 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는 안내 영역(218)을 각각 차단한다.
제2 네크 영역(214)은 천공 영역의 안내 영역(218)보다 더 작은 직경을 갖는다.
특히, 제2 네크 영역(214)은 스레드 생성 영역(216)보다 더 작은 직경을 갖는다.
관통-구멍, 관통-스레드, 및 적어도 하나의 카운터싱크(164, 264, 364)는, 동일한 툴(100, 200, 300)에 의해, 특히 나선형 라인 상에서 전향 방향(VR)으로의 이송 이동, 이에 바로 이어지는 카운터싱크(164, 264, 364), 및 나선형 라인 상에서 후향 방향(RR)으로 이에 바로 이어지는 후향 이동에 의해, 한 번의 작업으로 생성된다.
적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312)으로부터 단부면(120, 220, 320)까지, 정확히 2개, 정확히 3개, 적어도 2개 또는 적어도 3개의 탭 본체(130, 230, 330; 134, 234, 334)는 툴 축선(A)에 평행하거나 또는 툴 축선(A)의 주위로 비틀림 각도(ß)로 나사형으로 연장되며, 그리고 플루트(132, 232, 332)에 의해 서로 분리된다.
플루트는 스레드 생성 영역(116, 216, 316) 및 적어도 하나의 플루트 또는 네크 영역(112, 212, 312)을 통해 단부 및/또는 메인 절삭 엣지로부터 연장되며, 따라서 칩이 단부 및/또는 메인 절삭 엣지로부터 후향으로 운반될 수 있게 한다.
제1 카운터싱킹 수단은 제1 원추 영역(215) 및/또는 스레드 생성 영역(116, 216, 316)을 포함한다. 도 2a 내지 도 2m에 따른 실시예에 있어서, 제1 원추 영역(215)은 스레드 생성 영역(216)에 직접 병합된다.
도 1a 내지 도 1l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱킹 수단은 스레드 생성 영역(116)에 의해 배타적으로 형성된다.
도 2a 내지 2m에 따른 실시예에 있어서, 제1 카운터싱킹 수단은 제1 원추 영역(215)에 의해 툴(200) 상에 형성된다. 제2 카운터싱킹 수단은 제2 원추 영역(213)에 의해 툴(200) 상에 형성된다.
도 2a 내지 도 2m에 따른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 카운터싱킹 수단 사이의 거리는 작업부재(250)의 두께에 실질적으로 대응한다.
관통-스레드(163, 263, 363)의 생성 중, 관통-구멍은 나사-조임 이동 중 툴(100, 200, 300)에 의해 동시에 생성된다. 대안적인 실시예(도시되지 않음)에서, 관통-스레드는 이미 존재하는 관통-구멍에 생성된다.
제1 위치(P11, P21, P31)는 작업부재의 입구 지점에 배치되고, 제2 위치(P12, P22, P32)는 작업부재의 출구 지점에 배치된다.
도 1a 내지 도 1l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동은 원형 이동이며, 이에 의해 카운터싱크는 제1 카운터싱킹 수단에 의해 제2 작업부재측 상에 생성된다.
도 2a 내지 도 2m에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동은 원형 이동이며, 이에 의해 제1 카운터싱크는 제1 카운터싱킹 수단(216)에 의해 제2 작업부재측 상에 생성되고, 제2 카운터싱크는 제2 카운터-싱킹 수단(213)에 의해 제1 작업부재측 상에 생성된다.
툴(100, 200)의 툴 축선(A)은 원형 이동 중 스레드 중심 축선(M)으로부터 소정의 반경(r)만큼 편향되며, 툴은 스레드 중심 축선(M)의 주위로 소정의 반경(r)을 갖는 원형 경로 상에서 이동되며, 상기 툴은 툴 축선(A)의 주위로 추가로 회전된다.
도 2a 내지 2m에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱크는 스레드 프로필의 최대 직경보다 더 큰 최대 직경을 갖는 원추형이다.
도 1a 내지 도 1l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱크는 관통-스레드의 단부에서 제2 작업부재측(152) 상에 모떼기를 생성한다.
도 2a 내지 도 2m에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱크는 특히 제1 작업부재측(251) 상에 및 제2 작업부재측(252) 상에, 그리고 이에 따라 관통-스레드의 개시 및 종료 시에 모떼기를 생성한다.
도 3a 내지 도 3l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동은 원형 라인을 따른 원형 이동이며, 이에 의해 원통형 카운터싱크가 제1 카운터싱킹 수단(316)에 의해 제2 작업부재측(351) 상에 생성된다.
도 3a 내지 도 3l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱킹 이동은 비나선형 이동이며, 이에 의해 카운터싱크가 제2 작업부재측 상에 생성된다.
이송은 도 1a 내지 도 1l 및 도 2a 내지 도 2m에 따른 실시예에서 카운터싱킹 이동 중, 특히 툴의 1회전 동안의 이송이 소정의 스레드 피치보다 더 적은 방식으로 적어도 일시적으로 감소된다.
도 3a 내지 도 3l에 따른 실시예에 있어서, 이송은 카운터싱킹 이동 중, 특히 툴의 1회전 동안의 이송이 0 이 되는 방식으로 적어도 일시적으로 감소된다.
카운터싱킹 이동은 전향 방향(VR)으로 및/또는 후향 방향(RR)으로 발생한다.
카운터싱크를 생성하기 위해, 단부면은 전향 방향으로 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 제3 위치(P13, P23, P33)로 이동될 수 있으며, 그리고 제2 및 제3 위치는 나선형 라인 상에 각각 놓인다.
카운터싱크를 생성하기 위해, 단부면은 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 제3 위치(P13, P23, P33)로 또는 부분적으로 후향 방향으로 이동될 수 있으며, 그리고 제2 및 제3 위치는 나선형 라인 상에 각각 놓인다.
카운터싱크를 생성하기 위해, 단부면은 전향 방향으로 제2 위치(P12, P22, P32)에서 제3 위치(P13, P23, P33)로, 그 후 후향 방향으로 다시 제2 위치로 이동될 수 있다.
도 1a 내지 도 1l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱크는 스레드 프로필의 최대 직경보다 더 큰 직경을 갖는 원통형이다.
도 3a 내지 도 3l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱크는 스레드 프로필의 최대 직경과 동일한 직경을 갖는 원통형이다.
도 1a 내지 1l 및 도 3a 내지 3l에 따른 실시예에 있어서, 카운터싱크는 제2 작업부재측(152, 352) 상에, 그리고 이에 따라 관통-스레드의 종료 시에 생성된다.
도 2a 내지 도 2m에 따른 실시예에 있어서, 제1 카운터싱크는 제1 작업부재측(251) 상에 그리고 이에 따라 관통-스레드의 개시에 생성되고, 제2 카운터싱크는 제2 작업부재측(252) 상에 그리고 이에 따라 관통-스레드의 종료 시에 생성된다.
툴(100)의 각각의 위치(P11-P13, P21-P23, P31-P33)에는, 적어도 하나의 이송(V) 및 하나의 회전 각도(α)가 할당된다.
위치(P11-P13, P21-P23, P31-P33)는 회전 각도(α), 축방향으로의 선형 변위(V), 특히 스레드 중심 축선(M)으로부터 툴(100, 200, 300)의 툴 축선(A)과의 반경방향 편향(r)에 의해 정의된다.
도 1 내지 3은 그 단부면(120, 220, 320)의 방향으로 이하의 요소를 순차적으로 포함하고, 단부면을 갖는, 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 툴을 각각 도시하고 있다.
- 특히 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역(211)(도 2에만 도시됨),
- 칩을 운반하기 위해, 특히 하나 또는 2개의 플루트 및/또는 나선형 플루트 영역을 갖는, 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312),
- 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위한 스레드 생성 수단을 구비하는 스레드 생성 영역(116, 216, 316), 및
- 단부면(120, 220, 320)을 갖는 단부 영역(117, 217, 317).
상기 방법을 실시하기 위한 툴은 스레드-성형 탭 또는 스레드-절삭 탭 및/또는 드릴을 포함할 수 있다.
회전 장치는 특히 CNC 제어를 구비한 CNC 머신 및/또는 머신 툴이거나, 또는 이를 바람직하게 포함한다.
도 3에 따른 실시예와 관련하여, 관통-스레드를 생성하기 위해 본 발명에 따른 방법의 가능한 변형예에 대한 추가의 세부사항이 이하에 예로서 기재된다.
제1 작업 단계(working phase) 또는 스레드 생성 단계로서의 나사-조임 이동 중, 툴(300)을 사용하여 단부 영역에 의해 관통-구멍이 생성되며, 구멍 벽의 스레드 홈은 스레드 생성 수단에 의해 그 뒤에 즉시, 그리고 적어도 부분적으로 동시에 생성된다. 이런 제1 작업 단계에서는, 툴 축선(A)을 따른 축방향 이송 속도가 툴 축선(A)의 주위로 회전 이동의 회전 속도와 매칭되며, 그리고 전체 회전 중 축방향 이송이 스레드 피치(P 또는 372)에 대응하는 방식으로 동기화된다. 이런 제1 작업 단계에서 작업부재 표면으로부터 측정된, 툴 축선(A)의 방향으로의 축방향 스레드 깊이는 TG 로 표시된다.
제1 작업 단계 직후의 제2 작업 단계로서의 제동 이동에서, 툴(300)은 툴의 360°의 회전 각도에서, 즉 전체 회전 시의 회전 각도가 스레드 피치(P 또는 372)보다 더 작고 그리고 0 으로 감소되는 방식으로, 제동 프로세스에서(또는: 제동 이동 시) 회전 각도 간격으로 제동된다. 일반적으로 제동 프로세스 또는 제2 작업 단계는, 제1 작업 단계의 스레드 피치(P)에 대응하는 360°의 회전 각도에 기초하여 축방향 이송으로 시작되며, 즉 V = P 이며, 그 후 360°회전 각도당 축방향 이송을 스레드 피치(P) 아래의 값으로 감소시키며, 즉 V < P 이다. 제동 프로세스는 초기 스레드 피치 V = P 로부터 단부에서 또는 반전 지점에서 0 으로 제동하는 것으로 이해되어야 하며, 즉 V = 0 이며, 전체 회전 각도 간격에 대한 회전 각도(제동 가속도)의 함수로서 축방향 이송(V)의 감소를 포함할 필요가 없다. 이와는 달리, 회전 각도에 대한 축방향 이송이 0 이거나 또는 심지어 일시적으로 네거티브인, 즉 그 방향이 반전되는 회전 각도 간격도 가능하다.
바람직한 실시예에 있어서, 이런 제동 프로세스는 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 정의된 부분 단계에서 발생한다.
실제로 작동 모드에 대해 비정형적이거나 이질적인 방식으로, 제2 작동 단계에서의 이런 제동 이동은 스레드 생성 수단으로 이어져서, 이제 관통-구멍 벽에 적어도 하나의 둘러싸는 홈 또는 주변 홈 또는 원주방향 홈을 생성한다. 이에 따라, 제2 작업 단계에서의 프로세스는 제동 프로세스뿐만 아니라 카운터싱킹 이동 또는 원주방향 홈 생성 또는 주변 홈 생성 또는 언더컷 이동이라고 지칭될 수도 있으며, 순수한 절삭 동작의 툴의 경우에는 프리-절삭(free-cutting) 이동이라로도 지칭된다.
후향 이동(RB)의 제2 반전 단계로서의 나사-풀림 이동에서, 가속 이동(BB)의 제1 반전 단계에 이어, 툴(300)의 축방향 이송 및 회전 이동은 각각의 경우에, 후향 이동(RB)의 화살표 방향으로의 축방향 이송 방향이 반전되거나 또는 전향 또는 작업 이동(VB)의 화살표 방향과는 대향하고, 회전 이동의 회전 방향이 마찬가지로 반전되며, 즉 후향 회전 방향이 이제 전향 회전 방향 대신에 설정된다는 것을 제외하고는, 스레드를 손상시키지 않기 위해, 스레드 피치(P 또는 372)에 따라 다시 서로 동기화된다.
스레드 홈(371)을 구비한 스레드의 스레드 축선 또는 중심 축선은 A 로 표시되며, 그리고 전체 작업 이동 중, 즉 제1 작업 단계와 제2 작업 단계 모두에서, 그리고 또한 반전 이동 중, 즉 제1 반전 단계와 제2 반전 단계 모두에서 툴(300)의 툴 축선(A)과 일치하거나 또는 동축이다.
도 4 내지 도 6은 프로세스(또는 방법) 또는 제어 시컨스의 예시적인 실시예를 다이어그램에 기초하여 도시하고 있으며, 이는 작업부재의 이전에 생성된 관통-구멍에 스레드를 생성하는 데, 또는 작업부재에, 즉 이전의 코어 천공 없이 작업부재의 중실 재료에 스레드 구멍을 생성하는 데 모두 사용될 수 있다.
미리 생성된 관통-구멍에 스레드를 생성하기 위해, 서두에 언급된 종래 기술에 따른 스레드-절삭 탭 또는 스레드-성형 탭이 사용될 수 있다.
서두에 언급된 DE 10 2016 008 478 A1호에 알려진 바와 같은 조합된 천공 및 스레드-절삭 툴, 또는 서두에 언급된 DE 10 2005 022 503 A1호에 알려진 바와 같은 조합된 천공 및 스레드-성형 툴, 또는 본 발명에 따른, 예를 들어 도 1 내지 도 3에 따른 툴이 사용될 수 있다.
도 4의 다이어그램에는, 침투 깊이(또는: 수직의 또는 축방향의 좌표)(T)가 수직 축선 상에, 또는 좌표가 축방향으로, 즉 툴 축선(A)을 따라 그리고 상기 툴 축선(A)과 동축인 스레드 중심 축선을 따라 연장되는 mm의 축방향 이송을 위해 측정된 좌표로서의 종방향 좌표(ordinate) 상에 도시되어 있다. 침투 깊이(T)에 대한 값은 맨 위에 표시된 값 T = 0 mm 으로부터 하방으로 감소되며, 이는 (도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이) 작업부재(300)의 작업부재 표면의 축방향 입구 위치에 대응하며, 이에 따라 네거티브 값으로 하방으로 도시되어 있다. 도 3의 예에 있어서, 예를 들어 수치 범위는 T = 0 mm 내지 T = -18 mm 이다.
그 툴 축선(A)의 주위로 툴(300)의 회전 이동의 (합산된) 회전 각도(φ)는, 수평 축선 또는 횡좌표(abscissa)에 도[°]로 표시된다. 회전 각도(φ)는 입구 지점 EP = (0, 0)에서 축방향 입구 위치(T)에서의 입구 회전 각도 또는 초기 회전 각도 φ = 0°로부터 시작하여, 포지티브의 값을 향해 우측으로 증가하여, 최대 φ = 8000°까지의 값이 횡좌표 상에 마지막 값으로 입력되었다. 회전 각도(φ)는 전향 회전 이동 중 또는 전향 회전 방향으로 포지티브 값을 향하여 증가되며, 그리고 후향 회전 이동 중 또는 상기 전향 회전 방향과는 대향하는 후향 회전 방향으로 감소된다. 이 경우 ±360°는 그 툴 축선(A)의 주위로의 툴(300)의 완전한 회전에 대응한다.
도 4에 따른 함수[T(φ)]의 그래프는 제한 없이, 특히 예시적인 실시예에서 관통-스레드형 구멍의 생성, 즉 본 발명에 따른 완전한 스레드형-구멍 생성 사이클을 나타내고 있다.
함수[T(φ)]는 축방향 좌표(또는 작업부재의 두께)(T)의 축방향 이송 이동 또는 좌표(φ)에서의 회전 이동의 종속성(dependence) 또는 동기화를 나타내며, 그리고 전형적으로는 특히 미리 결정되어 저장된 값 테이블(value table)의 형태로, 또는 대안적으로 각각의 경우에 계산을 위한 함수로서, 머신 툴의 수치 제어기 또는 CC 제어기와 같은 제어기에 저장된다. CNC 기술의 관례적인 명명법에 따라, T 좌표는 Z축선(스핀들 축선)에 대응하여, 여기서 포지티브 방향은 통상적으로 작업부재로부터 툴까지이다.
도 4에 따라, 함수[T(φ)]의 그래프[φT(φ)]는, 시작 지점 φ = 0°및 T = 0 mm로부터 스레드 홈 또는 스레드 단부의 실제 생성이 종료되는, φ0 및 T(φ0) = -16 mm의 스레드 종료 지점까지, 먼저 스레드 홈의 생성에 대응하여 스레드-절삭 탭 또는 스레드-성형 탭의 전형적인 선형 세그먼트를, 즉 직선 형태로, 통과한다.
따라서 φ = 0으로부터 φ = φ0 및 T = 0 내지 T = -16 mm까지 이런 세그먼트에서 선형 함수[T(φ)]의 표현은 아래와 같이 적용된다.
│T(φ)│ = (P/ 360°)φ
여기서 P 는 스레드 피치이다.
이런 영역에서의 피치 또는 도함수 dT/dφ는 일정하며, 그리고 절대값으로 P/360°에 대응한다. 스레드 피치의 경우에 대해서는, 이는 따라서 이하를 의미한다.
P = 360°│dT/dφ│
도 4의 선택된 예에서 입력된 각도값 φ = 3600°에 대응하는 스레드 깊이에 대한 값이 T = -10 mm이기 때문에, 직선의 기울기는 -1 mm/360°이며, 따라서 스레드 피치는 P = 1 mm이다.
작업부재 두께(T) 또는 스레드 중심 축선(M)을 따른 축방향 이송이 회전과 동기화되기 때문에, 툴(300)의 모든 구성요소는 360°를 통한 한 번의 완전한 회전 중 스레드 피치(P 또는 372)만큼 추가로 이동했다.
함수[T(φ)]의 선형 세그먼트는 스레드-절삭 탭 또는 스레드-성형 탭의 일반적인 동기화된 운동학(kinematics)에 대응하며, 그리고 예를 들어 이미 고정 프로그램된 경로 조건으로서(어드레스 문자 G 또는 G 함수), 예를 들어 G33, 특히 G331 및 G332 로서 CNC 제어기에 저장될 수 있으며, 상기 스레드 피치(P)는 전형적으로 CNC 명명법의 어드레스 문자 K 아래에, Z 축선에 평행한 보간 파라미터로서 입력된다.
이런 선형 세그먼트에서는 스레드 생성 프로세스가 발생하여, 특히 도 3에 따른 제1 작업 단계에서 나사 홈(371)을 생성하며, 그리고 스레드 깊이(TG)의 스레드는 간격 길이 또는 회전 각도(φ)의 회전 각도 범위(φG)에 대해, 특히 T = 0 으로부터 T0 까지, 특히 φ = 0°으로부터 φ = φ0 까지 침투 깊이(T)의 간격 길이로서 생성된다. 도 4의 예에 있어서, 스레드 생성 프로세스(제1 작업 단계)는 φ = 0°부터 φ = φ0 까지, 그리고 대응의 침투 깊이 T = 0 mm 로부터 T = -16 mm 까지 발생한다.
도 4에서 φ = 0°과 φ = φ0 사이의 직선의 기울기는, 스레드 피치(P)에 따라 회전 각도(φ)와 동기화되는, 툴(2)의 축방향 이송 속도에 대응한다.
원칙적으로, 시간(t)의 함수로서의 회전 각도[φ(t)]의 시간 종속성 및 이에 따른 시간(t)의 함수로서의 침투 깊이[T(t)]는, 스레드 생성 프로세스 중 심지어 넓은 범위 내에서도 변하는 것이 가능하다. 그러나 바람직하게는, 회전 속도(dφ/dt) 및 축방향 이송 속도(dT/dt)는 각각의 경우에 작업 이동(VR) 중에는 일정하다. 회전 속도(dφ/dt)가 변했을 때, 관계 Z = P/360°에 따라 축방향 이송(Z)의 동기화가 유지되는 것을 보장하도록, 축방향 이송 속도(dT/dt), 즉 시간(t)에 대한 침투 깊이(T)의 도함수도 그에 따라 조정되어야만 한다.
이는 스레드-절삭 탭 또는 스레드-성형 탭과 같은 축방향으로 작동하는 스레딩 툴에 의한 스레드 생성 중, 머신 툴 제어기 또는 CNC 제어기에서 구현되는 알려진 운동학이다.
스레드 생성 프로세스(제1 작업 단계)에 이어, 그 후 회전 각도값(φ0 및 φn)과 도 4의 예에서 T(φ0) = -16 mm로부터 T(φn) = -17 mm까지 연장되는 관련의 침투 깊이 범위(△T) 사이의 회전 각도 범위(△T)에서, 특히 제2 작업 단계로서의 카운터싱킹 이동 시, 제동 프로세스 또는 제동 이동(AB)이 발생한다. 제동 이동(AB)의 종료 시에, 반전 지점(UP)에 도달하고, 여기서 툴(300)은 회전 이동과 축방향 이송 이동 모두에서 잠시 정지한다. 반전 지점(UP)에서, 스레드형 구멍의 생성을 위한 최대 회전 각도 범위(φL)에 도달되며, 여기서 φL = φG+△φ 이고, 스레드형 구멍에 대한 깊이(TL)는 TL = TG+△T이다.
제동 프로세스 또는 제동 이동(AB) 중, 축방향 이송 속도는 회전 각도의 함수로서 감소되며, 상기 이송 속도는 종속성에 따라 또는 엄격하게 단조롭거나(기울기는 항상 감소) 또는 단조로운(기울기는 감소하고, 일부 세그먼트에서는 적절하다면 0 인), 그러나 적절하다면 일부 서브세그먼트에서는 미세하게 상승할 수도 있는 것이 바람직한 함수에 따라, 함수[T(φ)]에 대해 예시된 그래프의 기울기에 대응한다. 바람직하게는, 기울기는 개별적으로 정의된 프로그램되거나 저장된 부분 단계 또는 제동 단계(Si)의 미리 결정된 수(n)로 연속적으로 감소되며, 여기서 전체 수 또는 수(n)는 n > 1, 일반적으로는 200 > n > 2, 특히 20 > n > 5 인 자연수이며, i 는 제동 단계(Si)에 대한 카운트 지수(count index)이며, 1 과 n 사이, 즉 1 ≤ i ≤ n 이다.
각각의 부분 단계 또는 제동 단계(Si)에서, 스레딩 프로세스의 제어에 따른 축방향 이송(T)(또는 이송 속도 dT/dt) 및 회전 각도(φ)(또는 회전 속도 dφ/dt)의 동기화는, 관련의 회전 각도 간격[φi-1, φi]에 대한 관련의 값 간격[Ti-1, Ti]을 구비한 관련의 미리 결정된 함수[Ti(φ)]가 1≤i≤n 인 각각의 제동 단계(Si)에 할당되거나 프로그램되도록 설정되거나 프로그램된다.
함수[Ti(φ)]는 선형인 것이 바람직하며, 즉 그래프는 (이상적으로는) 직선이다.
이 경우, 프로그램되거나 또는 저장된 기울기는, 하나의 제동 단계(Si)로부터 다음 제동 단계(Si+1)로 단계적으로 또는 연속적으로 감소되며, 즉 │dTi/dφ│ > │dTi+1/dφ│으로 된다. 각각의 경우의 기울기는 피치 파라미터에 대응한다.
유리한 실시예에 있어서, 이런 피치 파라미터는 CNC 제어기에서 스레드 피치로서, 즉 특히 G33, 특히 G331 및 G332, 경로 조건에서 z 축선 또는 스레드 축선을 따른 보간 파라미터로서 프로그램된다. 결과적으로 제어 프로그래밍에 이미 지정된 경로 조건 또는 G 함수를 사용하는 것이 가능하며, 스레드 피치의 입력 파라미터만 연속적으로 변경되거나 다시 프로그램 되어야만 한다.
따라서 각각의 제동 단계(Si)에서는, 관련의 피치 파라미터
Pi = │dTi/dφ│가
프로그램되거나 설정되며, 여기서
Pi+1 < Pi
모든 i에 대해, 1 ≤i≤n 이다 . 또한,
Pi < P
즉, 제2 작업 단계에서 또는 제동 이동(AB) 중의 피치는, 제1 작업 단계 중의 스레드 피치(P)보다 더 작다. 그러나 특히 보편성(generality)을 제한하지 않고, Pi = P(n-i)/n 이 가능하다. 이는 예를 들어 P1 내지 Pn-1 에 적용되며, Pn-1 보다 더 작은 값, 예를 들어 Pn-1/2 가 Pn 에 대해 선택된다.
특히, P1 은 가능한 한 P 에 가깝게 선택된다. 또한, 특히 Pn > 0 이고 가능한 한 0 에 가깝게 선택된다.
Pi 값은, 예를 들어 스레드 피치 이동으로부터 자유-절삭 영역으로의 연속 이동이 가능한 방식으로 선택될 수 있다. 특히 툴의 속도는 가능한 한 유지되어야 한다. 이로부터, 예를 들어 근사 함수(approximation functions)로 맵핑될 수 있는 다양한 조건이 공식화될 수 있다.
각각의 제동 단계(Si)에서는, 1≤i≤n 인 모든 i에 대해 이하의 관계가 유지된다.
T(φ) = Ti-1 -(Pi/ 360°)(φ-φi-1)
경계 상태의 φ∈[φi-1, φi]에 대해서는, T(φi-1) = Ti-1 및 T(φi) = Ti
제2 작업 단계에서 제동 이동(AB)에 대한 회전 각도 범위(△φ)는, 일반적으로 제1 작업 단계에서 스레드 생성을 위한 회전 각도 범위(φG)보다 더 작게, 특히 △φ < 0.5 φG, 바람직하게는 △φ < 0.2 φG 가 선택된다. 이는 특히 사용 가능한 스레드 길이의 크기에 따를 수 있다. 영향을 끼치는 또 다른 요소는 의도된 자유-절삭 기능이다. 순수한 제동과 함께 칩을 자유롭게 절단하기 위해 추가 회전을 하려는 경우라면, 회전이 더 추가될 수 있다.
제2 작업 단계에서 제동 이동(AB)에 대한 침투 깊이 범위(또는 최대 침투 깊이)(△T)는, 일반적으로 제1 작업 단계에서 스레드 생성을 위한 침투 깊이 범위 또는 스레드 길이(TG)보다 더 작게, 특히 △T < 0.5 TG, 바람직하게는 △T < 0.2 TG 로 선택된다.
제동 이동(AB)에 대한 침투 깊이 범위(△T)는 특히 P와 동일하도록 선택될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 카운터싱크 또는 언더컷을 더 작게 유지하기 위해서는, P 보다 더 작은, 예를 들어 0.5 P 또는 기타 0.25 P의 침투 깊이 범위(△T)가 가능하다. 기계가공이라는 이유로, 더 큰 언더컷 높이 또는 더 큰 침투 깊이 범위(△T), 특히 최대 2P 까지를 선택하는 것이 유리할 수 있으며, 예외적인 경우에는 훨씬 더 클 수 있다.
도 5는 이제 제동 이동(AB)의 예시적인 실시예를, 회전 각도 범위(△φ) 및 관련의 침투 깊이 범위(△T)에서 도 3의 다이어그램의 우측 하단 영역의 확대도로 도시하고 있다.
예로서 그리고 보편성을 제한하지 않고, 도 5에서는 n = 10 이 선택되었으며, 따라서 관련의 피치 파라미터(P1 내지 P10)를 갖는 10개의 제동 단계(S1 내지 S10)가 도시되어 있다.
따라서 회전 각도 범위(△φ)는 n = 10 회전 각도 간격 [φ0, φ1], [φ1, φ2], ..., [φi-1, φi], [φi, φi+1], ..., [φ, φ10], 및 이들 간격과 관련하여 침투 깊이 범위(△T)가 분할된 대응의 침투 깊이 간격[T0, T1], [T1, T2], ..., [Ti-1, Ti], [Ti, Ti+1], ..., [T9, T10]으로 분할되었으며, 이는 도 4의 예에서 T(φ0) = -16 mm 로부터 T(φ10) = -17 mm로 연장되었으며 및/또는 스레드 피치 -P = -1 mm에 대응한다. 부분 단계(Si)는 각각의 간격에 대응한다.
도 5에 있어서, 도 4와는 달리, 차동 회전 각도는 φ0 으로부터 시작하는 것으로 도시되어 있다. 도 4에서처럼 도 5의 회전 각도 축선 상에 φ 에 대해 동일한 값을 입력하려는 경우라면, 수평 축선의 모든 값은 예를 들어 도 4에서 5800°인 φ0 값에 추가되어야만 한다. 제동 이동(AB)은 회전 각도값(φ0) 및 관련의 침투 깊이값(T0)에서 시작하여, 최종 회전 각도값(φ10) 및 관련의 침투 깊이값(T10)에서 종료된다.
특히 CNC 제어기의 보간 파라미터 또는 스레드 피치의 형태인 관련의 피치 파라미터(Pi)는, 이제 각각의 제동 단계(Si)의 이들 간격의 각각에, 즉 두 간격[φ0, φ1] 및 [T0, T1]에 대한 피치(P1), 간격 쌍[φ1, φ2] 및 [T1, T2] 등에 대한 피치(P2)와 그리고 마지막 간격 쌍[φ9, φ10] 및 [T9, T10]에 대한 피치(P10)에 할당된다.
피치값(P1 내지 P10)은 도 5의 i = 1 내지 i = 10 또는 도 4의 n에 대해 Pi+1 < Pi 가 되는 방식으로 선택된다. 각각의 서브세그먼트 또는 제동 단계(Si)에서, 스레드 피치(P1 내지 P10)는 그대로 유지되어, 동기화된 "스레드 이동(thread movement)"이 발생하는 함수[T(φ)]의 그래프의 실질적으로 직선형인 서브세그먼트로 나타나며, 즉 축방향 이송 속도는 Pi/360°의 몫(quotient)에 대응한다.
도 5에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 제동 단계(Si)의 침투 깊이 간격은 1 ≤ i ≤ n(이 경우, 예를 들어, n = 10)인 모든 i에 대해 동일한 크기가 되도록 선택되었으므로, T1-T0 = T2-T1 = Ti-Ti-1 = Ti+1-Ti = Tn-Tn-1 간격의 길이가 동일하거나 또는 등거리가 되도록 선택된다. 즉,
Ti-Ti-1 = △T/n
도 5의 예시적인 실시예에서는, -1 mm/10 = -0.1 mm로 선택된다.
도 5의 예시적인 실시예에서는 축방향 이송이 각각의 서브세그먼트 또는 서브간격에서 일정하도록 선택되기 때문에, Ti+1-Ti 는 모든 i에 대해 동일하거나 또는 등거리가 되도록 선택되기 때문에, 피치(Pi)가 더 작아지고 따라서 축방향 이송 속도가 감소됨에 따라, 제동 단계(Si)의 회전 각도 범위(△φ)에는 회전 각도 간격(φi+1-φi)이 더 크다.
φi+1-φi > φi-φi-1
즉, 회전 각도 거리(φ2-φ1)는 회전 각도 거리(φ3-φ2)보다 더 작고, 회전 각도 거리(φi+1-φi)는 각도 거리(φi-φi-1) 보다 더 크다. 회전 각도값(φ10-φ9) 사이의 마지막 서브세그먼트는, 가장 큰 각도 거리 또는 각도 범위를 커버한다. 이는 각의 서브세그먼트 또는 제동 단계(Si)에서 감속되는 연속적인 제동 프로세스에 대응한다.
제동 이동(AB) 중 회전 속도(dφ/dt) 및 축방향 이송 속도(dT/dt)의 시간 종속성은, 툴(300)이 반전 지점(UP) = (φn, Tn) 또는 (φ10, T10)에서, 즉 φ = φn 또는 T = Tn 에서 또는 φ = φ10 또는 T = T10 에서 dφ/dt = 0 및 dT/dt = 0 에 안착되는 방식으로, 선택되거나 제어되거나 또는 프로그램된다.
시간(t)의 함수로서 회전 속도(dφ/dt) 및 축방향 이송 속도(dT/dt)의 0 으로의 감속은, 예를 들어 제동 이동(AB) 중 연속적으로 또는 심지어 예를 들어 마지막 제동 단계(Sn 또는 S10)에서만 발생할 수 있다.
실제로 정확히 선형은 아니지만 다소 둥근, 도 5의 제동 단계(S1 내지 S10)에서의 그래프의 곡선은, 전환을 매끄럽게 하기 위한 그 보간 루틴을 포함하여, 구동 시스템, 특히 제어기의 그리고 머신 드라이브의 관성 및 이동 구성요소의 질량 관성을 물리적으로 따른다.
그러나 이상적인 방식으로 표시되거나 제동 이동 자체의 프로그래밍에 저장되었을 때, 단계적으로 감소되는 기울기로, 즉 단계적으로 감소되는 이송 속도와 직렬로 배치된 선형 함수 또는 선형 세그먼트의 기재된 시컨스는, 개별적인 제동 단계(Si), 예를 들어 S1 내지 S10 에서 얻어진다.
후퇴 또는 반전 이동을 시작하기 전에, 세정 프로세스와 같은 중간 단계가 선택적으로 실시될 수 있다. 여기서, 예를 들어 칩 뿌리 잔류물들(chip root residues)은 툴의 추가적인 회전에 의해 제거될 수 있으며, 또는 원주방향 홈은 더욱 청정한 원통형 영역을 얻기 위해 스레드 팁의 잔류물이 세정될 수 있다. 그러면 나사가 훨씬 잘 조여질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 특히 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 반전 지점(UP)에 도달된 후, 반전 이동 또는 후향 이동(RB)이 시작되며, 이는 초기에 제1 반전 단계에서 스레드 홈 내로의 도입까지의 가속 이동(BB)을 포함하고, 제2 반전 단계에서는 후향 이동(RR)을 포함하며, 여기서 툴(300)은 스레드 홈에 의해 동기화되는 방식으로 외향으로 추출된다.
유리한 실시예에 있어서, 도 4에 따른 제어 곡선 또는 함수는 역순으로 사용되거나 횡단될 수 있다.
회전 이동은 전향 회전 방향으로부터 후향 회전 방향으로 반전되며, 즉 회전 각도(φ)는 바람직하게는 반전 지점(UP)에서 φ = φn 또는 φ = φ10 으로부터 감소되며, 또는 최종적으로 초기값 φ = 0 에 다시 도달하고, 툴(300)이 작업부재로부터 나올 때까지, 네거티브 방향으로 다시 회전된다. 바람직하게는 변하지 않는 것으로 가정되는 종속성 또는 함수[T(φ)]는, 회전 각도가 감소됨에 따라 크기의 관점에서 침투 깊이(T)가 더 작아지게 되며, 즉 반전 지점(UP)에서 T = Tn 또는 T = T10 으로부터 φ = 0 의 입구 지점(EP)에서 T = 0 으로 감소되며, 이는 동시에 출구 지점이기도 하다. 특히, 제1 반전 단계는 제2 작업 단계에 대응하며, 제2 반전 단계는 제1 작업 단계에 대응한다.
특히, 예를 들어 도 5에 따른 바와 같이, 제1 반전 단계에 대해 역순으로 제2 작업 단계에 대한 실시예를 사용하는 것도 가능하다.
도 6은 제1 반전 단계에서 반전 지점(UP)으로부터 시작하여 동일한 종속성 또는 함수[T(φ)]가 예를 들어 도 4 및 도 5에 따른 제동 이동(AB)의 반전 시, 가속 이동(BB)에 대해 역순으로 사용될 수 있는 방법의 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
그러나 제동 이동(AB) 또한 시작되거나 또는 제1 작업 단계가 종료되는 지점(φ0, T0)으로 바람직하게 다시 이어지는 도 6 이외의 다른 함수[T(φ)] 및 부분 단계를 사용하는 것도 가능하며, 따라서 스레드 홈을 통한 복귀 이동을 위해 툴이 올바른 도입 지점에 도달하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 최종 각도값(φn 또는 φ10)으로부터 시작하는 역순으로, 동일한 증분 단계를 구비한 가속 이동(BB)을 갖는 제1 반전 단계로서 가속 단계가 먼저 실시된다. 그러나 이들 단계는 이제 n = 10 에 대해 S11 내지 S20 으로 시작하는 도 5에서 n+1 ≤ j ≤ 2n 인 가속 단계(Sj)이다.
관련의 회전 각도 간격 [φ10, φ11], [φ11, φ12], ..., [φj-1, φj], [φj, φi+1 ], ..., [φ, φ20]은 이들 가속 단계(Sj)의 각각과 관련되어 있으며, 여기서 i + j = n 이 설정되었다면, 제1 반전 단계로부터의 φj는 제2 작업 단계로부터의 φi 에 대응한다. 마찬가지로 피치 파라미터는 역순으로만 동일하게 유지되며, 즉 도 6에서 이들은 깊이값(T0)에 도달될 때까지 도 5에 따른 제어 곡선의 서브세그먼트에 대해 우측으로부터 좌측으로 P10 으로부터 P9 및 P8 을 거쳐 P1 까지 횡단된다. 도 6에 따라, 새로운 각도값(φ11)은 시간적으로 각도값(φ10)보다 나중인 것으로 가정되고, 간격[φ10, φ11]은 스레드 피치(P10)를 구비한 간격[T10, T9]에 대응하며, 후속의 각도 간격 [φ11, φ12]은 스레드 피치(P1)를 구비한 [T1, T0]에 대응하는 [φ19, φ20]의 마지막 서브세그먼트까지, 대응의 스레드 피치(P9) 등을 구비한 침투 깊이 간격[T9, T8]에 대응한다.
그 후에, 도 4의 역방향으로, 곡선의 선형 세그먼트는 T0 으로부터 T = 0 까지의 침투 깊이(T)에 대응하는, φ0 으로부터 φ = 0 으로 횡단된다. 후향 이동 시 대응의 축방향 이송 속도는 이제 다시 대향 방향으로 P/360°이다. 결과적으로, 툴은 스레드에서 발생하여 생성되는 스레드 홈의 손상 없이, 전향 이동 시 생성되는 스레드를 통해 정확하게 다른 방향으로 안내된다. 따라서 후향 이동은 회전의 역방향으로만 전향 이동과 정확히 동기화되며, 그 결과 각도(φn)의 값(φ)이 φ = 0 으로 다시 후향으로 감소되며, 스레드 깊이는 심지어 축방향 이송 속도가 반전되더라도 이제 T = T0 으로부터 T = 0 으로 수학적으로 증가된다.
후향 이동(RR)에서의 2개의 반전 단계를 포함하여, 2개의 작업 단계에서의 후향 이동(RR)에서처럼 동일한 제어 곡선 또는 함수[T(φ)]를 사용하면, 한편으로는 툴(300)이 위치적으로 정확하게 또는 운동학적으로 정확한 방식으로 제어될 수 있고, 그리고 특히 스레드 홈 내로의 도입 중 정확한 위치에 위치될 수 있으며, 이런 방식으로 반전 중의 힘이 매우 낮게 유지될 수 있고 및/또는 높은 반전 또는 후퇴 속도가 가능해진다는 이점을 갖는다.
T(φ)에 대한 기재된 종속성 또는 함수의 구현의 일 실시예에 있어서, 침투 깊이(T)의 값은 제어기 또는 프로그래밍에 의해 측정되거나 미리 정의된 입력 파라미터로서 사용되며, 관련의 회전 각도(φ)의 값은 관련의 피치 파라미터(P 및 Pi)에 의해 종속성으로부터 얻어진다.
따라서 스레드 절삭 또는 스레드 성형을 위한 CNC 프로그램이 입력될 스레드 피치를 구비한 경로 조건인, 특히 G33, 특히 G331 및 G332로 선택될 수 있으며, 침투 깊이를 위한 값의 시컨스 또는 수량이 이제 새로운 스레드 피치 파라미터로의 전환이 이루어지고 스레드 피치 파라미터가 침투 깊이의 다음 값까지 유지되도록 특정할 수 있다.
시컨스는 예를 들어 이하에 기재되는 바일 것이다.
작업 이동:
■ 침투 깊이(T) = 0 에서, 스레드 피치 파라미터(P)를 선택하고, 이를 T = T0 까지 유지한다. 회전의 속도 또는 회전 속도가 설정된다.
■ T = T0 에서, 스레드 피치 파라미터(P1)로 변경하고, 이를 T = T1 까지 유지한다.
■ T = Ti 에서, 스레드 피치 파라미터(Pi+1)로 변경하고, 이를 1 ≤ i ≤ n인 모든 i에 대해 T = Ti+1 까지 유지한다.
■ T = Tn 에서 회전 속도 또는 회전의 속도를 0 으로 감속시킨다.
그리고 바람직하게는 반전 이동을 위해:
■ T = Tn 에서, 설정된 회전의 속도 또는 회전 속도에서 축방향 이송 이동 및 회전 이동을 반전시키고, 각각의 경우에 스레드 피치 파라미터(Pn)로 대향 방향으로 다시 시작하여, T = Tn-1 까지 유지한다.
■ T = Tj 에서, 스레드 피치 파라미터(Pj)로 변경하고, 이를 1 ≤ j ≤ n-1 인 내림차순 인덱스로 모든 j 에 대해 T = Tj-1 까지 유지한다.
■ T = T0 에서, 스레드 피치 파라미터(P)를 선택하고, 이를 T = 0 까지 유지한다.
특히 선형 보간에 대응하는, 제2 작업 단계의 작업 이동 및/또는 제1 반전 단계의 반전 이동의 이런 실시예가 기존의 머신 프로그램에서 그 간단한 구현으로 인해 장점이 있더라도, 본 발명에 따라 모든 실시예에서 T 와 φ 사이의 관계 또는 그 조합에 대한 개별적인 부분 단계 또는 부분 간격으로 다른 종속성 또는 함수 또는 보간을 제공하는 것도 가능하다.
기재된 선형 보간법에 의해, 특히 도 5 및 6에 따라, 선형 곡선 세그먼트 또는 그래프 세그먼트는 서로 연속적으로 첨부되며, 즉 각각의 간격의 시작 지점(φi, Ti)은 제1 간격의 경우 각각의 선행 간격의 종료 지점 및 스레드 생성의 선형 그래프의 종료 지점(φ0, T0)에 대응한다. 이들 연결 지점은 보간 지점이라고도 지칭된다.
모든 실시예 또는 보간법에 있어서, 선형 세그먼트 대신에, 연속적으로 미분 가능한 방식으로 서로 첨부되는(또는 링크되는, 연결되는) 곡선 세그먼트 또는 그래프 세그먼트를 선택하는 것도 가능하다. 이는 각각의 간격의 시작 지점이 선행 간격의 종료 지점과 일치할 뿐만 아니라, 즉 간격들 사이의 연결 지점에서 연속적인 전환이 있음을 의미할 뿐만 아니라, 추가로 그래프 세그먼트 또는 그 함수가 이들 연결 지점에서 미분될 수도 있고 그리고 그 도함수도 동일한 값을 갖는다. 결과적으로 그래프 사이에서 매끄럽거나 또는 연속적으로 미분 가능한 전환이 개별적인 제동 단계 또는 간격에서 달성되며, 이는 모션 시컨스에 도움이 된다. 제1 작업 단계의 스레드 생성 이동으로부터 제2 작업 단계의 제동 이동(AB)으로, 또는 그에 대응하여 바람직하게는 제1 반전 단계로부터 제2 반전 단계로의 회전 각도(φ0)의 전환은, 바람직하게는 연속적으로 미분 가능하거나 또는 동일한 기울기로 선택된다.
이러한 연속적으로 미분 가능한 보간에 적합한 함수의 예는 1보다 높은 차수의 다항식, 특히 예를 들어 3차 스플라인과 같은 3차 다항식이다.
여기서 스플라인 보간이 사용될 수 있다. 3차 다항식 함수를 스플라인 함수로 사용하여,
T(φ) = a3φ3 + a2φ2 + a1φ + a0
예를 들어, 스플라인 보간에서 통상적인 경계 조건을 사용하여 3차 도함수까지 연속적인 함수를 생성할 수 있다.
또한, 연속 함수, 특히 제동 프로세스 또는 제동 단계(Si)의 적어도 주요 부분에 대해, 예를 들어 지수 함수 또는 로그 함수와 같은 엄격하게 단조롭게 또는 단조롭게 분류되는 함수를 사용하는 것도 가능하다.
T(φ)에 대해 기재된 종속성 또는 함수의 구현의 추가의 실시예에 있어서, 회전 각도(φ)의 값은 제어기 또는 프로그래밍에 의해 측정되거나 미리 정의된 입력 파라미터로서 사용되며, 침투 깊이(T)의 관련의 값은 피치 파라미터(P 및 Pi)에 의해 종속성으로부터 얻어진다.
제3 변형예에 있어서, 시간이 입력 파라미터로서 미리 정의되는 것도 가능하며, 회전 각도[φ(t)] 및 침투 깊이[T(t)]의 값은 시간(t)에서의 종속성 및 피치 파라미터(P 및 Pi)에 의해 서로에 대한 종속성으로부터 얻어진다.
일 실시예에 있어서, 제어 또는 동기화는, 프로세스 변수 침투 깊이 및 회전 각도를 측정하지 않고, 개방 조절 또는 제어 회로에서 발생할 수 있다. 이 경우, 침투 깊이값은 값 테이블(value table)에 의해 또는 저장된 공식에 따른 계산에 의해, 각각의 회전 각도값에 할당되며, 회전 구동 및 축방향 구동은 대응의 방식으로 제어된다.
추가의 실시예에 있어서, 2개의 프로세스 변수 침투 깊이 및 회전 각도 중 적어도 하나의 측정이 실시될 수도 있으며, 측정된 값은 도 4에 폐쇄 제어 루프로 도시된 원하는 곡선에 따른 제어를 실시하도록 제어기로 피드백될 수 있다. 회전 각도(φ)는 일반적으로 회전 각도 센서에 의해 또는 회전 각도와 명확한 관계가 있는 물리적 변수의 측정에 의해, 드라이브, 특히 드라이브 스핀들의 영역에서 결정된다. 그러나 원칙적으로 툴(100, 200, 300)에서 회전 각도를 직접 측정하는 것도 가능하다. 침투 깊이(T)는 축방향 위치 센서에 의해, 그리고 여기서 다시 일반적으로 드라이브에서, 특히 드라이브 스핀들에서, 또는 특별한 실시예에서, 툴 또는 작업부재 자체에서 측정될 수 있다.
도 7 내지 도 10은 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 스레드 생성 수단에 의해 형성되는 회전 윤곽을 도시하고 있다.
도 7 내지 도 10의 스레드-절삭 톱니는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 상에, 특히 각각의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 상에 배치된다. 스레드-절삭 톱니는 단부 및/또는 메인 절삭 엣지와 일체형이다.
도 7 내지 도 10의 스레드-절삭 톱니는 바람직하게는 탭 본체 상에, 특히 각각의 탭 본체 상에 배치된다. 스레드-절삭 톱니는 탭 본체와 일체형이다.
여기서, 도 7은 3개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 스레드 생성 수단에 의해, 특히 탭 본체 상에 생성되는 회전 윤곽을 도시하고 있다. 이 경우, 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제1 탭 본체는 스레드-절삭 톱니(411, 412)를 형성한다. 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제2 탭 본체는, 스레드-절삭 톱니(421, 422)를 형성한다. 제3 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는 스레드-절삭 톱니(431)를 형성한다.
제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제1 탭 본체의 제1 스레드-절삭 톱니(411), 그리고 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제2 탭 본체의 제2 스레드-절삭 톱니(421)는, 30°의 각도(470)로 카운터싱크(401)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다.
제2 스레드-절삭 톱니(421)는 카운터싱크 프로필(401)을 따라 제3 스레드-절삭 톱니(431)로부터 거리(472)를 두고 있다.
제3 스레드-절삭 톱니(431) 및 상기 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 따르는 각각의 스레드-절삭 톱니의 외측 상에서, 회전 윤곽은 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 외측을 따라 스레드-절삭 톱니의 스레드 피치에 대응하는 폭(471)을 갖는다.
도 8은 4개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 스레드 생성 수단에 의해, 특히 탭 본체 상에 생성되는 회전 윤곽을 도시하고 있다. 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제1 탭 본체의 제1 스레드-절삭 톱니(511), 및 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제2 탭 본체의 제2 스레드-절삭 톱니(521)는, 30°의 각도(570)로 카운터싱크(501)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다. 제3 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 제3 탭 본체의 제3 스레드-절삭 톱니(531)는, 30°의 각도(570)로 카운터싱크(501)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다.
카운터싱크 프로필(501)을 따라 제2 스레드-절삭 톱니(521)와 제3 스레드-절삭 톱니(531) 사이에는 이격이 없다.
도 9는 5개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 5개의 스레드 생성 수단에 의해 생성되는 회전 윤곽을 도시하고 있다. 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제1 스레드-절삭 톱니(611), 및 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제2 스레드-절삭 톱니(621)는, 30°의 각도(670)로 카운터싱크(601)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다. 제3 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제3 스레드-절삭 톱니(631), 및 제4 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제4 스레드-절삭 톱니(641)는, 30°의 각도(670)로 카운터싱크(601)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다.
도 10은 6개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 또는 6개의 스레드 생성 수단에 의해 생성되는 회전 윤곽을 도시하고 있다. 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제1 스레드-절삭 톱니(711), 및 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제2 스레드-절삭 톱니(721)는, 30°의 각도(770)로 카운터싱크(701)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다. 제3 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제3 스레드-절삭 톱니(731), 및 제4 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 제4 스레드-절삭 톱니(741)는, 30°의 각도(770)로 카운터싱크(701)에 대한 회전 윤곽을 함께 형성한다.
각각의 스레드 생성 수단(163, 263, 363, 400, 500, 600, 700)은 각각의 회전 윤곽을 가지며, 또는 회전 윤곽을 가질 수 있다.
특히, 회전 윤곽은 적어도 하나의 카운터싱크에 대한 절삭 엣지 윤곽을 형성한다. 특히, 회전 윤곽은 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 형성하며, 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽은 카운터싱크 절삭 엣지에 의해 형성된다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽 및/또는 회전 윤곽은, 특히 툴이 툴 축선의 주위로 회전될 때 얻어지는 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽 및/또는 회전 윤곽 및/또는 윤곽이다.
단부 영역(117, 217, 317)은 각각의 경우에 관통-구멍을 천공하기 위한 천공 영역을 포함한다.
천공 영역은 관통-구멍을 생성하기 위해 적어도 2개의 탭 본체 상에 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 포함하며, 이는 관통-스레드를 생성하기 위한 스레드 생성 영역 내로 연장된다.
플루트는, 각각의 경우에 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 사이에서 스레드 생성 영역(116, 216, 316)을 통해 적어도 하나의 플루트 또는 네크 영역(112, 212, 312) 내로 연장된다.
적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는, 카운터싱크 절삭 엣지 및/또는 외경에 대한 회전 윤곽을 형성한다.
툴, 특히 스레드 생성 수단은 적어도 실질적으로 폐쇄된 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 갖거나 또는 이를 생성하는 방식으로 설계된다.
특히, 툴은 폐쇄된 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 갖거나 또는 이를 생성하는 방식으로 설계된다.
툴은, 적어도 3개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 도 8에 따라 적어도 4개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 바람직하게는 도 10에 따라 적어도 5개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 갖는다.
카운터싱크는 25°초과 60°미만, 바람직하게는 30°내지 45°, 특히 적어도 실질적으로 30°인 카운터싱크 각도(470, 570, 670, 770)를 갖는다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽(401, 501, 601, 701)은, 회전 중 폐쇄된 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽(401, 501, 601, 701)을 함께 형성하는, 적어도 하나의 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지(411)에 의해, 특히 제1 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제1 생크측 스레드-절삭 톱니에 의해, 그리고 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지(421)에 의해, 특히 제2 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제2 생크측 스레드-절삭 톱니에 의해 형성된다.
엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽(401, 501, 601, 701)은, 특히 카운터싱킹 영역에서 원추형이다.
제1 생크측 스레드-절삭 톱니(411) 및 제2 생크측 스레드-절삭 톱니(421)는, 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 추가 스레드-절삭 톱니에 대해 제1 생크측 스레드-절삭 톱니의 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽이 적어도 하나의 카운터싱크의 최내측 링을 카운터싱크 각도로 형성하는 방식으로, 그리고 제2 생크측 스레드-절삭 톱니의 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽이 상기 최내측 링을 둘러싸는, 적어도 하나의 카운터싱크의 제2 최내측 링을 카운터싱크 각도로 형성하는 방식으로 연마된다.
제2 최내측 링은 적어도 하나의 카운터싱크의 최내측 링을 직접 둘러싸며, 따라서 원추형 카운터싱크(402, 501, 601, 701)를 적어도 부분적으로 형성한다.
100, 200, 300: 툴
211: 생크 영역
112, 212, 312: 제1 네크 영역
215: 제1 원추 영역
214: 제2 네크 영역
213: 제2 원추 영역
116, 216, 316: 스레드 생성 영역, 스레드 생성 수단
117, 217, 317: 단부 영역
120, 220, 320: 단부면
130, 230, 330: 탭 본체
132, 232, 332: 플루트
134, 234, 334: 탭 본체
136, 236, 336: 플루트
150, 250, 350: 작업부재
151, 251, 351: 제1 작업부재측
152, 252, 352: 제2 작업부재측
218: 안내 영역
262: 제2 카운터싱크
163, 263, 363: 관통-스레드
164, 264, 364: 제1 카운터싱크
171, 271, 371: 스레드 프로필
172, 272, 372: 스레드 피치
400, 500, 600, 700: 스레드 생성 수단
401, 501, 601, 701: 엔빌로프 곡선, 카운터싱크 프로필
470, 570, 670, 770: 카운터싱크 각도
471, 472: 거리
411, 412, 421, 422, 431: 스레드-절삭 톱니, 스레드-절삭 톱니 윤곽
511, 521, 531: 스레드-절삭 톱니, 스레드-절삭 톱니 윤곽
611, 621, 631, 641: 스레드-절삭 톱니, 스레드-절삭 톱니 윤곽
711, 721, 731, 741, 751: 스레드-절삭 톱니, 스레드-절삭 톱니 윤곽
r: 반경방향 편향
A: 툴 축선
V: 이송
VR: 전향 방향
RR: 후향 방향
α: 회전 각도
P11, P21, P31: 제1 위치
P12, P22, P32: 제2 위치
P13, P23, P33: 제2 위치
AB: 제동 이동
BB: 가속 이동
M: 스레드 중심 축선
P: 스레드 피치
P1 내지 P10: 피치 파라미터
S1 내지 S10: 제동 단계
S11 내지 S20: 가속 단계
T: 침투 깊이
TG: 스레드 깊이
TL: 스레드형 구멍 깊이
T0 내지 T10: 깊이값
Ti, Tn: 깊이값
△T: 침투 깊이 범위
UP: 반전 지점
VB: 전향 이동
RB: 후향 이동
φ: 합산 회전 각도
△φ: 회전 각도 범위
φ0 내지 φ20: 회전 각도값
φi, φn: 회전 각도값
δ: 스레드 피치 각도

Claims (28)

  1. 소정의 스레드 피치(172, 272, 372)로, 그리고 툴(100, 200, 300)에 의해 작업부재(150, 250, 350)에 적어도 하나의 카운터싱크(164, 264, 364; 262)를 갖는 소정의 스레드 프로필(171, 271, 371)로, 관통-스레드, 특히 관통-스레드형 구멍(163, 263, 363)을 생성하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 툴(100, 200, 300)은 상기 툴을 통해 연장되는 툴 축선(A)의 주위로 회전되어, 특히 회전 장치에 의해 상기 툴 축선에 대해 축방향으로 이동될 수 있으며,
    b) 상기 툴은 그 단부면(120, 220, 320)의 방향으로 순차적으로,
    b1) 특히 상기 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역(211),
    b2) 칩을 운반하기 위해, 특히 하나 또는 2개의 플루트 및/또는 나선형 플루트 영역을 구비하는, 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312),
    b3) 상기 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위한 스레드 생성 수단을 구비하는 스레드 생성 영역(116, 216, 316), 및
    b4) 상기 단부면(120, 220, 320)을 갖는 단부 영역(117, 217, 317)을 가지며,
    c) 상기 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위해, 상기 단부면이 상기 작업부재로부터 돌출되도록, 상기 스레드 생성 수단은 제1 작업부재측(151, 251, 351)으로부터 상기 제1 작업부재측과는 대향인 제2 작업부재측(152, 252, 352)으로, 상기 작업부재(150, 250, 350)를 통해 축방향 전향 방향(VR)으로 나사-조임 이동으로 이동되며, 상기 스레드 생성 수단은 특히 나선형 라인인 제1 라인을 따라 상기 작업부재를 통해 이동되며,
    d) 그 후, 적어도 하나의 카운터싱크를 생성하기 위해, 상기 스레드 생성 수단은 특히 상기 제1 라인과는 상이한 제2 라인을 따라 카운터싱킹 이동으로 이동되고,
    e) 후속의 후퇴를 위해, 상기 스레드 생성 수단은 축방향 후향 방향(RR)으로, 특히 적어도 실질적으로 상기 제1 라인을 따라, 나사-풀림 이동으로 상기 작업부재를 통해 다시 이동되는, 관통-스레드 생성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    a) 상기 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위해, 상기 스레드 생성 수단은 상기 단부면이 상기 제2 위치(P12, P22, P32)에서 상기 작업부재로부터 돌출되도록, 상기 제1 작업부재측 상의 제1 위치(P11, P21, P31)로부터 상기 제1 작업부재측과는 대향인 제2 작업부재측 상의 제2 위치(P12, P22, P32)로 상기 작업부재(150, 250, 350)를 통해 상기 축방향 전향 방향(VR)으로 상기 나사-조임 이동으로 이동되고, 상기 스레드 생성 수단은 나선형 라인인 제1 라인을 따라 상기 작업부재를 통해 이동되며,
    b) 그 후, 카운터싱킹 이동 시 적어도 하나의 카운터싱크를 생성하기 위해, 상기 스레드 프로필(171, 271, 371)은 상기 제1 라인과는 상이한 제2 라인을 따른 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 제3 위치(P13, P23, P33)로, 또는 상기 제2 위치(P12, P22, P32)로 다시 이동되며,
    c) 후속의 후퇴를 위해, 상기 스레드 생성 수단은 상기 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 또는 상기 제3 위치(P13, P23, P33)로부터 상기 제1 라인을 따라 상기 작업부재를 통해 상기 제1 위치(P11, P21, P31)로 축방향 후향 방향(RR)으로 복귀되는, 방법.
  3. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나사-조임 이동은, 상기 소정의 스레드 피치(172, 272, 372 )에 의한 상기 툴의 축방향 이송이 상기 툴 축선(A)의 주위로 상기 툴(100, 200, 300)의 전체 회전에 대응하도록 및/또는 상기 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위해 상기 스레드 생성 수단이 제1 라인 상에서 상기 작업부재를 통해 이동되도록, 상기 툴 축선(A)의 주위로 소정의 회전 방향을 갖는 상기 툴(100, 200, 300)의 회전 이동, 및 상기 툴 축선(A)에 대해 축방향으로 축방향 전향 방향(VR)으로 상기 스레드 피치(172, 272, 372)에 따라 상기 회전 이동과 동기화된 축방향 이송 이동(V)을 포함하며, 상기 제1 라인은 나선형 라인인, 방법.
  4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제2 라인은 상기 소정의 스레드 피치(172, 272, 372)에 의한 상기 툴의 축방향 이송보다 더 적게 상기 툴 축선(A)의 주위로 상기 툴(100, 200, 300)의 전체 회전에 대응하도록, 상기 축방향 전향 방향(VR)으로 및/또는 상기 후향 방향(RR)으로 제2 나선형 라인을 포함하며, 또는
    - 상기 제2 라인은 적어도 실질적으로 일정한 축방향 이송을 갖는 원형 이동을 포함하는, 방법.
  5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 스레드 생성 영역은 특히 상기 단부면(120, 220, 320)에 및/또는 단부면(120, 220, 320) 근처에 배치되는 스레드 생성 수단(116, 216, 316)을 포함하고, 상기 스레드 생성 수단은 스레드 홈, 특히 정확히 하나의 스레드 홈을 포함하며, 및/또는 상기 스레드 생성 수단은 적어도 하나의 플루트에 의해 차단되고, 및/또는
    - 상기 스레드 생성 수단(116, 216, 316)은 상기 소정의 스레드 피치와 매칭되도록 설계되어 배치되는 적어도 하나의 스레드 톱니를 갖고, 또한 상기 관통-스레드의 스레드 프로필에 대응하는 유효 프로필을 가지며, 특히 상기 적어도 하나의 스레드 톱니는 작업부재에 스레드를 절삭하는, 방법.
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 스레드 톱니는 상기 나사-조임 이동 중 상기 나선형 라인 상에서 상기 작업부재(150, 250, 350)를 통해 이동되고, 및/또는
    - 상기 카운터싱킹 이동은 반전 방향 카운터싱킹을 포함하거나 또는 반전 방향 카운터싱킹인, 방법.
  7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312)은 제1 네크 영역 및 제2 네크 영역을 갖고,
    - 특히, 상기 제1 네크 영역(212)은 제1 네크 직경을 갖고, 상기 제2 네크 영역(214)은 제2 네크 직경을 가지며, 상기 제1 네크 직경은 상기 제2 네크 직경보다 바람직하게 더 크고, 및/또는
    - 제1 원추 영역(215)은 상기 네크 영역(214)과 상기 스레드 생성 영역(216) 사이에 배치되며,
    - 제2 원추 영역(213)은 특히 상기 제1 네크 영역(212)과 상기 제2 네크 영역(214) 사이에 배치되고, 특히 상기 제1 원추 영역(215)은 상기 단부면의 방향으로 상기 툴의 네크 직경을 확장시키며, 상기 제2 원추 영역(213)은 상기 단부면의 방향으로 상기 툴의 네크 직경을 테이퍼링하는, 방법
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 단부 영역(117, 217, 317)은 관통-구멍을 천공하기 위한 천공 영역을 포함하고,
    - 특히, 상기 천공 영역은 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 포함하고, 안내 영역(218)이 그 외측 상에 바람직하게 형성되며,
    - 상기 안내 영역(218)은 특히 원통형 디자인을 갖고, 상기 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는 상기 안내 영역(218)을 바람직하게 각각 차단하고 및/또는
    - 상기 제2 네크 영역(214)은 특히 상기 천공 영역의 안내 영역(218)보다 더 작은 직경을 갖는, 방법.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통-구멍, 상기 관통-스레드, 및 상기 적어도 하나의 카운터싱크(164, 264, 364)는 상기 동일한 툴(100, 200, 300)에 의해, 특히 상기 나선형 라인 상에서 상기 전향 방향(VR)으로의 이송 이동, 이에 바로 이어지는 카운터싱킹 프로세스(164, 264, 364), 및 상기 나선형 라인 상에서 상기 후향 방향(RR)으로 이에 바로 이어지는 후향 이동에 의해, 한 번의 작업으로 생성되는, 방법.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312)으로부터 상기 단부면(120, 220, 320)까지 정확히 2개, 정확히 3개, 적어도 2개 또는 적어도 3개의 탭 본체(130, 230, 330; 134, 234, 334)가 상기 툴 축선(A)에 평행하게 또는 상기 툴 축선(A)의 주위로 비틀림 각도(ß)로 나선형으로 연장되며, 그리고 플루트(132, 232, 332)에 의해 서로 분리되는, 방법.
  11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플루트는 상기 스레드 생성 영역(116, 216, 316) 및 상기 적어도 하나의 플루트 또는 네크 영역( 112, 212, 312)을 통해 상기 단부 및/또는 메일 절삭 엣지로부터 연장되며, 따라서 칩이 상기 단부 및/또는 메인 절삭 엣지로부터 후향으로 운반될 수 있게 하는, 방법.
  12. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 제1 카운터싱킹 수단은 상기 제1 원추 영역(215) 및/또는 상기 스레드 생성 영역(116, 216, 316)을 포함하고, 특히 상기 제1 원추 영역(215)은 상기 스레드 생성 영역(116)에 직접 병합되며, 및/또는
    - 상기 카운터싱킹 수단은 상기 스레드 생성 영역(116)에 의해 배타적으로 형성되고, 및/또는
    - 제1 카운터싱킹 수단은 상기 제1 원추 영역(215)에 의해 상기 툴(200) 상에 형성되고 및/또는 제2 카운터싱킹 수단은 상기 제2 원추 영역(213)에 의해 상기 툴(200)에 형성되는, 방법.
  13. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 카운터싱킹 수단 사이의 거리는, 상기 작업부재(150, 250, 350)의 두께에 실질적으로 대응하는, 방법.
  14. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통-스레드(163, 263, 363)의 생성 중에는, 상기 나사-조임 이동 중 상기 툴(100, 200, 300)에 의해 관통-구멍이 동시에 생성되고, 또는 상기 관통-스레드는 관통-구멍에 생성되는, 방법.
  15. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 카운터싱킹 이동은 원형 이동이고, 이에 의해 카운터싱크가 제1 카운터싱킹 수단에 의해 상기 제1 및/또는 제2 작업부재측 상에 생성되고 및/또는 제2 카운터싱킹 수단에 의해 카운터싱크가 상기 제1 작업부재측 상에 생성되며,
    - 특히, 상기 툴(100, 200, 300)의 툴 축선(A)은 상기 원형 이동 중 상기 스레드 중심 축선(M)으로부터 소정의 반경(r)만큼 편향되고, 상기 툴은 상기 스레드 중심 축선의 주위로 상기 소정의 반경(r)을 갖는 원형 경로 상에서 이동되며, 상기 툴은 그 툴 축선(A)의 주위로 추가로 회전되는, 방법.
  16. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카운터싱킹 이동 중, 제1 카운터싱크는 상기 툴 상의 상기 제1 원추 영역을 통해 상기 제1 카운터싱크 수단에 의해 생성되고, 제2 카운터싱크는 상기 툴 상의 상기 제2 원추 영역을 통해 상기 제2 카운터싱킹 수단에 의해 동시에 생성되는, 방법.
  17. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 카운터싱크는, 상기 스레드 프로필의 최대 직경보다 더 크거나 또는 상기 스레드 프로필의 최대 직경과 동일한, 최대 직경을 갖는 원추형이며, 및/또는
    - 상기 카운터싱크는 특히 상기 제1 및/또는 제2 작업부재측(152, 252, 352) 상에 및/또는 상기 관통-스레드의 개시 및/또는 종료 시에 모떼기를 생성하는, 방법.
  18. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 카운터싱킹 이동은 원형 라인을 따른 이동이고, 이에 의해 카운터싱크, 특히 원통형 카운터싱크가 상기 제1 카운터싱킹 수단에 의해 상기 제1 작업부재측 상에 생성되고, 및/또는
    - 상기 카운터싱킹 이동은 비나선형 이동이고, 이에 의해 카운터싱크가 상기 제2 작업부재측 상에 생성되며, 및/또는
    - 상기 이송은, 특히 상기 툴의 1회전 동안의 이송이 상기 소정의 스레드 피치보다 더 적은 방식으로, 상기 카운터싱킹 이동 중 적어도 일시적으로 감소되며, 및/또는
    - 상기 카운터싱킹 이동은 전향 방향(VR)으로 및/또는 후향 방향(RR)으로 발생하는, 방법.
  19. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 카운터싱크를 생성하기 위해, 상기 단부면은 상기 전향 방향으로 상기 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 상기 제3 위치(P13, P23, P33)로 이동되고, 상기 제2 및 제3 위치는 상기 나선형 라인 상에 각각 놓이며,
    - 상기 카운터싱크를 생성하기 위해, 상기 단부면은 상기 후향 방향으로 상기 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 상기 제3 위치(P13, P23, P33)로 이동되고, 상기 제2 및 제3 위치는 상기 나선형 라인 상에 각각 놓이며, 또는
    - 상기 카운터싱크를 생성하기 위해, 상기 단부면은 상기 전향 방향으로 상기 제2 위치(P12, P22, P32)로부터 상기 제3 위치(P13, P23, P33)로 이동되고, 그 후 후향 방향으로 다시 제2 위치로 이동되는, 방법.
  20. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 카운터싱크는 바람직하게는 상기 스레드 프로필의 최대 직경보다 더 크거나 또는 상기 스레드 프로필의 최대 직경과 동일한 직경을 갖는 원통형이고, 및/또는
    - 상기 카운터싱크는 특히 상기 제1 및/또는 제2 작업부재측 상에 및/또는 상기 관통-스레드의 개시 및/또는 종료 시에 생성되는, 방법.
  21. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 위치(P11, P21, P31)는 상기 작업부재의 입구 지점에 배치되고 및/또는 상기 제2 위치(P12, P22, P32)는 상기 작업부재의 출구 지점에 배치되며, 및/또는
    - 적어도 하나의 이송(V) 및 하나의 회전 각도(α)가 상기 툴(100)의 각각의 위치(P11-P13, P21-P23, P31-P33)에 할당되고, 및/또는
    - 위치(P11-P13, P21-P23, P31-P33)는 회전 각도(α), 상기 축방향으로의 선형 변위(V), 특히 상기 스레드 중심 축선(M)으로부터 상기 툴 축선(A)의 툴(100, 200, 300)의 반경방향 편향(r)에 의해 정의되는, 방법
  22. 단부면을 가지며, 상기 단부면(120, 220, 320)의 방향으로 이하의 요소를 순차적으로 포함하는, 전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한, 툴.
    - 특히 회전 장치에 결합하기 위한 생크 영역(211),
    - 칩을 운반하기 위해, 특히 하나 또는 2개의 플루트 및/또는 나선형 플루트 영역을 구비하는, 적어도 하나의 네크 영역(112, 212, 312),
    - 관통-스레드(163, 263, 363)를 생성하기 위한 스레드 생성 수단을 구비하는 스레드 생성 영역(116, 216, 316), 및
    - 상기 단부면(120, 220, 320)을 갖는 단부 영역(117, 217, 317).
  23. 전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 툴 또는 청구항 22에 따른 툴에 있어서,
    상기 툴은 스레드-성형 탭, 스레드-밀링 커터, 또는 스레드-절삭 탭 및/또는 드릴을 포함하는, 툴.
  24. 청구항 1 내지 청구항 21에 따른 방법을 실시하기 위한 툴 또는 청구항 22 내지 청구항 23에 따른 툴에 있어서,
    - 상기 스레드 생성 수단(163, 263, 363, 400, 500, 600, 700)은 회전 윤곽을 가지며,
    - 특히, 상기 회전 윤곽은 적어도 하나의 카운터싱크를 위한 절삭 엣지 윤곽을 형성하고, 및/또는
    - 특히, 상기 회전 윤곽은 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 형성하고, 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽은 카운터싱크 절삭 엣지에 의해 형성되는, 툴.
  25. 청구항 1 내지 청구항 21에 따른 방법을 실시하기 위한 툴 또는 청구항 22 내지 청구항 24에 따른 툴에 있어서,
    - 상기 단부 영역(117, 217, 317)은 관통-구멍을 천공하기 위한 천공 영역을 포함하고,
    - 상기 천공 영역은 상기 관통-스레드를 생성하기 위해 상기 스레드 생성 영역 내로 연장되는 관통-구멍을 생성하기 위해, 특히 적어도 2개의 탭 본체 상에 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 포함하며,
    - 상기 플루트는 상기 단부 및/또는 메인 절삭 엣지 사이에서 상기 스레드 생성 영역(116, 216, 316)을 통해 그리고 상기 적어도 하나의 플루트 또는 네크 영역(112, 212, 312) 내로 연장되고,
    - 상기 적어도 2개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지는 상기 카운터싱크 절삭 엣지 및/또는 상기 외경에 대한 회전 윤곽을 형성하는, 툴.
  26. 청구항 1 내지 청구항 21에 따른 방법을 실시하기 위한 툴 또는 청구항 22 내지 청구항 25에 따른 툴에 있어서,
    - 상기 툴, 특히 스레드 생성 수단은 적어도 실질적으로 폐쇄된 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 갖거나 또는 이를 생성하는 방식으로 설계되고,
    - 특히, 상기 툴은 폐쇄 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽을 갖거나 또는 이를 생성하는 방식으로 설계되며,
    - 특히, 상기 툴은 적어도 3개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 특히 적어도 4개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지, 바람직하게는 적어도 5개의 단부 및/또는 메인 절삭 엣지를 갖는, 툴.
  27. 청구항 1 내지 청구항 21에 따른 방법을 실시하기 위한 툴 또는 청구항 22 내지 청구항 26에 따른 툴에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 카운터싱크는 25°초과 60°미만, 바람직하게는 30°내지 45°, 특히 적어도 실질적으로 30°인 카운터싱크 각도(470, 570, 670, 770)를 갖고, 및/또는
    - 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽(401, 501, 601, 701)은, 회전 중 폐쇄된 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽(401, 501, 601, 701)을 함께 형성하는, 적어도 하나의 제1 단부 및/또는 메인 절삭 엣지(411), 특히 제1 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제1 생크측 스레드-절삭 톱니에 의해, 그리고 제2 단부 및/또는 메인 절삭 엣지(421), 특히 제2 카운터싱크 절삭 엣지로서의 제2 생크측 스레드-절삭 톱니에 의해 형성되며,
    - 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽(401, 501, 601, 701)은 적어도 실질적으로 원추형인, 툴.
  28. 청구항 1 내지 청구항 21에 따른 방법을 실시하기 위한 툴 또는 청구항 22 내지 청구항 27에 따른 툴에 있어서,
    - 상기 제1 생크측 스레드-절삭 톱니(411) 및 상기 제2 생크측 스레드-절삭 톱니(421)는, 상기 단부 및/또는 메인 절삭 엣지의 추가의 스레드-절삭 톱니에 대해, 상기 제1 생크측 스레드-절삭 톱니의 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽이 상기 적어도 하나의 카운터싱크의 상기 최내측 링을 상기 카운터싱크 각도로 형성하는 방식으로, 그리고 상기 제2 생크측 스레드-절삭 톱니의 상기 엔빌로프 곡선 및/또는 엔빌로프 윤곽이 상기 최내측 링을 둘러싸는, 상기 적어도 하나의 카운터싱크의 제2 최내측 링을 상기 카운터싱크 각도로 형성하는 방식으로 연마되며, 상기 제2 최내측 링은 특히 그 외측 상에서 상기 적어도 하나의 카운터싱크의 상기 최내측 링을 직접 둘러싸며, 따라서 상기 원추형 카운터싱크를 적어도 부분적으로 바람직하게 형성하는, 툴.
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