Kombiniertes Werkzeug zum Schneiden von Innengewinden und zum Entgraten bzw. Ansenken des Bohrungsrandes Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Werkzeug, mit dem in einem Arbeitsgang ein Innen gewinde geschnitten und anschliessend im gleichen Arbeitsgang der Rand der Bohrung entgratet bzw. eine z. B. zylindrische oder konische Senkung an gebracht werden kann.
Mit bekannten Werkzeugen war es erforderlich, den beim Gewindeschneidvorgang am Bohrungsrand aufgeworfenen Grat in einem zweiten Arbeitsgang zu entfernen. Senkungen mussten bisher ebenfalls mit einem besonderen Senkwerkzeug hergestellt werden, das für konische Senkungen aus einem konisch zu gespitzten Bohrer oder einem Fräser bestand. Für zylindrische Senkungen wurden bisher sogenannte Zapfensenker verwendet, die zur zentrischen Führung in der Bohrung vorne einen Zapfen aufweisen und parallel zur Werkstückoberfläche liegende Schneid kanten besitzen.
Diese bekannten Entgrat- und Senk werkzeuge sind starr im Spannfutter der Maschinen spindel befestigt, so dass bei unvorsichtigem Hand haben der Maschine die Gefahr besteht, dass beim Entgratungsvorgang eine unerwünscht tiefe Senkung entsteht, wodurch die nutzbare Gewindelänge ver kürzt wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Gewindeschneid- und Entgratungs- bzw. Senk werkzeug zu schaffen, mit dem Gewindeschneiden und Entgraten bzw. Senken in einem Arbeitsgang durchführbar ist. Ausserdem soll das Werkzeug so ausgebildet werden, dass beim Entgraten nur so viel Material vom Werkstück weggenommen wird, wie es für eine einwandfreie Entgratung erforderlich ist. Das Entgratungs- bzw. Senkwerkzeug soll ausserdem an verschiedene Gewindebohrergrössen anpassbar sein.
Gemäss der Erfindung weist die Entgratungs- bzw. Senkvorrichtung einen Messerhalter mit mindestens einem Messer auf. Zur formschlüssigen, jedoch längs- verschieblichen Verbindung zwischen Gewindebohrer und Entgratungs- bzw. Senkvorrichtung greifen Teile derselben in die Spannuten des Gewindebohrers ein. Ferner ist gemäss der Erfindung eine Feder vorge sehen, deren eines Ende sich axial am Gewindebohrer und deren anderes Ende sich axial an der Entgra- tungsvorrichtung abstützt.
Die Messer sind so aus gebildet, dass beim Gewindeschneiden eine stumpfe, nicht schneidfähige Kante voreilt, während beim Herausdrehen des Gewindebohrers eine scharfe Schneidkante voreilt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kön- ken zur Herstellung der Drehkupplung und der Längsverschiebbarkeit die Messer in die Spannuten eingreifen. Die Feder kann als Schraubendruckfeder ausgebildet sein und den Gewindebohrer koaxial um geben, wobei zweckmässigerweise zur axialen Ab stützung der Feder am Gewindebohrer ein längs verschiebbar und festklemmbar auf diesem ange brachter Ring vorgesehen ist. Zur Herstellung einer genauen Führung und zur Anpassung an verschiedene Gewindebohrergrössen können den Messerträger radial durchgreifende Stellschrauben vorgesehen sein, die in die Spannuten eingreifen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Entgratungs- bzw. Senkvorrichtung einen Messerhalter aus federndem Material auf, der radial elastisch verformbar ist und federnd in die Spannuten eingreift. Die Messer sind dabei im Messerhalter axial unverschiebbar gehalten. Zweckmässigerweise kann der Messerhalter einen den Gewindebohrer umgreifenden Halsteil aufweisen, und die der Schneid kante gegenüberliegende Seite der Messer kann durch Anlage an dem Halsteil axial unverschiebbar an- geordnet sein.
Zum Andrücken der Messer an den Grund der Spannuten ist dieser vorteilhafterweise durch eine an ihm vorgesehene, federnde Klammer zusammendrückbar.
Bei der Anfertigung des aus elastischem Material bestehenden Messerhalters kann von einem ebenen, aus Federstahl bestehenden Stanzteil ausgegangen werden, der so gebogen ist, dass zur Aufnahme der Messer mehrere symmetrisch zur Drehachse ange ordnete Taschen entstehen.
Der aus Blech gebogene Messerhalter kann an seinem Umfang an zwei Stellen aufgeschnitten sein, wobei die Enden durch geeignete Mittel miteinander verbunden sind. Diese Mittel können beispielsweise aus federnden Klammern bestehen. Die Enden kön nen aber auch relativ zueinander verschiebbar und in einem geeigneten Verstellbereich beliebig feststell bar sein. Bei einer anderen Variation sind die Enden hakenförmig ausgebildet, wobei die Haken inein- andergreifen.
Bei der Ausführung des Werkzeuges als Stirn senker sind die Schneidkanten der Messer parallel zur Werkzeugoberfläche angeordnet, wobei die radiale Ausdehnung der Messer dem Durchmesser der ge wünschten Senkung entsprechen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht eines ersten Ausfüh- rungsbeispieles des kombinierten Werkzeugs vor dem Eintreten in das Werkstück, Fig.2 eine teilweise geschnittene Ansicht der Ausführung nach Fig. 1, wobei jedoch der Gewinde schneidvorgang bereits beendet ist, Fig.3 eine Stirnansicht des Entgratwerkzeuges mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 von unten her ge sehen;
der Querschnitt des Gewindebohrers ist strich punktiert angedeutet, Fig. 4 einen axialen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 in grösserem Massstab, Fig. 5 das zu bearbeitende Werkstück nach dem Schneiden des Gewindes, jedoch vor dem Entgraten, Fig. 6 das fertig entgratete Werkstück, Fig.7 eine Ansicht eines zweiten Ausführungs- beispieles vor dem Arbeitsgang, Fig. 8 die Lage des Werkzeuges nach Fig. 7 nach Beendigung des Gewindeschneidvorganges,
Fig. 9 einen Längsschnitt des Werkzeuges nach Fig. 7, Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 in grösserem Massstab, Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Teile des Entgratwerkzeuges nach Fig. 7 im auseinander genommenen Zustand, Fig. 12 eine Ausführungsform des Werkzeuges, wie sie zum Stirnsenken verwendet wird, Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIII-XIII der Fig. 12,
Fig. 14 eine Ansicht eines aus Blech geformten Messerhalters nach einem dritten Ausführungsbei spiel, Fig. 15 eine Unteransicht der Fig. 14, Fig. 16 das Stanzteil, aus dem der Messerhalter nach den Fig. 14 und 15 hergestellt ist, Fig. 17 eine Ansicht eines aus Blech geformten Messerhalters nach einem vierten Ausführungsbei spiel, Fig. 18 eine Unteransicht der Fig. 17 und Fig. 19 das Stanzteil,
aus dem der Messerhalter nach den Fig. 17 und 18 hergestellt ist.
Beim ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 6 ist in der Maschinenspindel 12 ein Gewinde bohrer 10 mit Hilfe eines Vierkantes und eines Vier kantloches unverdrehbar gehalten. Der Gewindeboh rer 10 weist den Schaftteil 14 und den Gewinde schneidteil 16 auf. Zur Abfuhr der herausgeschnitte nen Späne sind, wie bekannt, an dem Gewinde schneidteil Spannuten 18 vorgesehen. Auf dem Ge windebohrer 10 ist eine insgesamt mit 20 bezeichnete Entgratungs- oder wahlweise Senkvorrichtung an geordnet. Diese weist einen längsverschiebbar im Bereich des Gewindeschneidteiles angeordneten Schneidkopf 26 auf.
Wie besonders aus Fig.2 er sichtlich, greifen die ei-nstückig mit dem Schneidkopf 26 ausgebildeten Messer 28 in die Spannuten 18 des Gewindebohrers 10 ein. Dadurch ist der Schneidkopf 26 unverdrehbar mit dem Gewindebohrer 10 ver bunden. Zur genauen Anpassung an eine bestimmte Gewindebohrergrösse und zum Toleranzausgleich bei verschieden tiefen Nuten 18 bei gleicher Gewinde bohrergrösse sind Stellschrauben 30 vorgesehen, die den Schneidkopf 26 radial durchgreifen und selbst sichernd in diesem verschraubbar sind.
Durch ent sprechendes Einstellen dieser Schrauben kann das für einwandfreie Funktion erforderliche Spiel genau eingestellt werden. Es ist damit also eine genaue Anpassung des Schneidkopfes 26 an den entsprechen den Gewindebohrer möglich. Die Messer 28 des Schneidkopfes 26 sind so ausgebildet, dass bei der Drehrichtung, mit der das Gewinde geschnitten wird, eine stumpfe Kante 38 voreilt. Beim Zurückdrehen des Gewindebohrers jedoch eilt eine scharfe Kante 40 vor.
Der Schneidkopf 26 weist einen Hals 36 auf, auf den eine Schraubenfeder 32 aufgeschoben ist, die den Schneidkopf 26 festhält. Auf dem Schaftteil 14 des Gewindebohrers ist ein Ring 22 aufgeschoben, der an einer beliebigen Stelle des Schaftes durch Stell schrauben 24 festklernmbar ist. Der Ring besitzt ebenso wie der Schneidkopf 26 einen Halsteil 34, auf den die Feder 32 aufgeschoben und z. B. durch Klemmung festgehalten ist.
Die Funktion des Gewindebohrers ist wie folgt: Vor dem Eintritt des Gewindebohrers 10 in das vorgebohrte Loch des Werkstückes W ist die Feder 32 entspannt. Dieser Zustand ist in Fig. 1 dargestellt. Nach einer gewissen Eindringtiefe sitzen die Messer 28 auf dem Bohrungsrand auf, und bei weiterem Eindringen des Gewindebohrers 10 wird die Feder 32 zusammengedrückt. Bei dem dargestellten Gewinde bohrer wird beim Gewindeschneidvorgang eine Rechtsdrehung ausgeführt. Dabei eilt die stumpfe Kante 38 des Messers 28 vor, so dass keine Schneid operation am Lochrand ausgeführt wird.
Ist nun das Gewindeschneiden beendet, dann muss der Gewinde bohrer herausgedreht werden, wobei die Drehrichtung umgekehrt wird, so dass jetzt eine Linksdrehung aus geführt wird. Dabei eilen die scharfen Kanten 40 der Messer 28 vor und führen am Rand des Loches eine Schneidoperation durch, wobei der Grat B, der, wie aus Fig. 5 ersichtlich, nach dem Gewindeschneiden noch vorhanden ist, entfernt wird. Der notwendige Axialdruck wird durch die Feder 32, die während des Gewindeschneidens gespannt wurde, aufgebracht.
Nach dem Herausdrehen des Werkzeuges ist der in Fig. 6 dargestellte Zustand des Werkstückes erreicht, d. h. der Bohrungsrand ist entgratet, ohne dass dabei eine zu tiefe Senkung entstanden wäre. Das Werkzeug kann sinngemäss auch zum Ansenken verwendet werden, wenn anstelle der schrägen Schneidkanten 40 solche vorgesehen werden, die parallel zur Werk stückoberfläche W liegen.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Werkzeuges ist einmal darin zu sehen, dass ein besonderer Arbeits gang für das Entgraten vermieden wird.
Das Entgraten vollzieht sich automatisch während des Zurückdrehens des Gewindebohrers, das ohnehin ausgeführt werden muss. Die Erzeugung des Schneid= drucks mittels einer vorgespannten Feder 32 hat den Vorteil, dass der Schneiddruck durch geeignete Dimensionierung der Feder sowie die entsprechende Einstellung des Ringes 22 nach den Erfordernissen, die durch die Beschaffenheit des Werkstückes und anderen Voraussetzungen gegeben sind, einstellbar ist. Durch das Abnehmen des Federdruckes und damit des Schneiddrucks bei zunehmendem Heraus drehen wird ausserdem erreicht, dass die Entgratungs- stelle geglättet wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 'bis 13 wird, wie aus den Fig. 7 bis 10 ersicht lich, analog dem ersten Ausführungsbeispiel auf den Messerhalter 41 durch die Schraubendruckfeder 42 ein axialer Druck ausgeübt. Die Feder 42 stützt sich dabei axial an einem Ring 43 ab, der mittels einer axialen Bohrung 49 auf dem Gewindebohrerschaft 44 aufgeschoben ist. Die Gewindebohrerspitze ist mit 44' bezeichnet. Durch eine Stellschraube 45 ist der Ring 43 auf dem Schaft 44 feststellbar. Die Mit nahme des Gewindebohrers erfolgt durch einen Vier kant 46.
Die Endwindung der Schraubendruckfeder 42 greift zu ihrer axialen Festhaltung in eine Ringnut 47, die an einem Halsteil 48 des Ringes 43 angeord net ist, ein. Mit Ausnahme der Ringnut 47 entspricht bis zu diesem Punkt die Vorrichtung genau dem in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungs beispiel. Der Messerkopf 41 besteht nun im Unter schied zum ersten Ausführungsbeispiel aus den in der Fig.ll perspektivisch dargestellten Teilen. Der eigentliche Messerhalter ist ein aus Blech gebogenes Teil 50, das zur Aufnahme der Messer 51 und 52 Taschen 53 und 54 besitzt. Die Taschen 53 und 54 entstehen durch Abkröpfungen 55 und 56.
Im vorne offenen Bereich des Teiles 50 sind aufgebogene Enden 57 und 58 vorgesehen. Zur Umfassung des Gewindebohrers ist ein mit den Taschen 53 und 54 zusammenhängender Hals 59 vorgesehen. An dem Hals 59 sind vorspringende Ansätze 60 angeordnet, durch die die Feder 42 axial gehalten ist. Nachdem die Messer mit ihren Anschrägungen 61 und 62 in die Taschen 53 und 54 eingesetzt sind, wird eine ela stische Klammer 63 über die aufgebogenen Enden 57 und 58 geschoben, wodurch das Blechteil 50 elastisch zusammengedrückt wird.
Zu diesem Zweck umgrei fen die Abwinklungen 63' der Klammer 63 die auf gebogenen Enden 57 und 58 des Teiles 50, wie 'besonders aus Fig. 10 ersichtlich ist. Zur Anpassung an verschiedene Gewindebohrerdurchmesser ist eine Buchse 64 vorhanden., deren Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des Halses 59 angepasst ist und deren Innenbohrung jeweils den verschiedenen Ge- windebohrerdurchmessern entspricht. Wie besonders aus dem Schnittbild der Fig. 9 ersichtlich ist, greifen die Messer 51 und 52 in die Nuten 65 des Gewinde bohrers ein.
Durch Anlage an dem Halsteil 59 wird die axiale Verschiebbarkeit der Messer 51 und 52 nach oben begrenzt.
Bei dem in den Fig. 14 bis 16 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist der Messerhalter aus einer Platine hergestellt, die eine Form gemäss Fig. 16 aufweist. An dieser Platine befindet sich schon vor dem Biegen ein Halsteil 66, an den sich Seitenteile 67 und 68 anschliessen. Durch rechtwinkliges Abbiegen an der Stelle der gestrichelten Linien 69 und 70 und durch weiteres Biegen entsprechend den ge strichelten Linien 71 und 72 bzw. 73 und 74 sowie der Linien 75 und 76 und 77 und 78 entsteht die Form, die in den Fig. 14 und 15 dargestellt ist.
In der Platine nach der Fig. 16 sind ausserdem Lang löcher 79 und 80 eingestanzt sowie Gewindelöcher 81 und 82 vorgesehen. Nach dem Biegen kommen die Langlöcher 79 und 80 über die Gewindelöcher 81 und 82 zu liegen. Schrauben 83 und 84 durchgreifen die Langlöcher 79 und 80 und sind in die Gewinde löcher 81 und 82 eingeschraubt. Durch Zusammen drücken des Halters können die Langlöcher 79 und 80 relativ zu den Gewindelöchern 81 und 82 ver schoben und festgezogen werden, wodurch der Mes serhalter an verschiedene Gewindebohrerdurchmesser und verschiedene Nuttiefen angepasst werden kann.
Bei dem in den Fig. 17 bis 19 gezeigten, vierten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung der auf geschnittenen Seiten durch hakenförmiges Ineinander greifen der Enden. Die Form der Haken 85, 86 und 87, 88, die aus der ebenen Platine nach Fig. 19 ge bogen werden, ist aus der Unteransicht der Fig. 18 ersichtlich.
Anstelle des Entgratwerkzeuges mit den Schräg kanten 61 und 62 kann auch ein Senkwerkzeug an gebracht werden, wie es in den Fig. 12 und 13 dar gestellt ist. Die Messer weisen dabei zur Werkstück- Oberfläche parallelliegende Schneidflächen 61' und 62' auf.
Der besondere Vorteil der drei Ausführungs beispiele nach den Fig. 7 bis 19 ist darin zu sehen, dass durch Zusammenbiegen des aus Blech bestehen den, elastischen Messerhalters dieser an verschiedene Gewindebohrerdurchmesser angepasst werden kann. Weiter ist der Vorteil vorhanden, dass die Formung aus einem Blechstanzteil eine billige Herstellung ermöglicht.