CN113118564A - 用于在工件中制造螺纹通孔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助于螺纹制造工具(23)在工件(9)中制造螺纹通孔(13)的方法，该方法具有攻丝行程(G)，在该攻丝行程中螺纹制造工具(23)被驱动进入预钻孔的工件通孔(24)中，从而在工件通孔(24)中形成内螺纹(28)，所述方法还具有逆向行程(R)，在该逆向行程中螺纹制造工具(23)在转动方向反向的情况下从在通孔(24)中形成的内螺纹(28)中导出。根据本发明，为了避免在通孔(24)的背离工具的孔口(25)中形成切口(17)，所述方法具有扩孔行程(A)，在该扩孔行程中在通孔(24)的背离工具的孔口(25)中制造沉凹部(19)。

Description

用于在工件中制造螺纹通孔的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前述部分所述的用于在工件中制造螺纹通孔的方法、一种根据权利要求7的前述部分所述的螺纹制造工具/刀具以及一种根据权利要求10的前序部分所述的工件、特别是连杆。

背景技术

由文献DE 44 33 252 A1已知一种往复活塞式内燃机的连杆，该连杆具有一个小直径的连杆孔和一个大直径的连杆孔，这些连杆孔通过连杆柄相互连接。往复活塞式内燃机的活塞的活塞销可以支承在小直径的连杆孔中，而曲轴的曲柄销可以支承在大直径的连杆孔中。横截面减小的连杆柄在倾斜放置的、加宽的连杆侧面处过渡到大直径的连杆孔中。该大直径的连杆孔设计为可分开的，而且具有轴承盖，该轴承盖能通过螺栓安装在连杆基体上。相应的螺栓穿过轴承盖并与连杆基体的螺纹通孔螺纹接合。

在文献DE 44 33 252 A1中，相应的螺纹通孔的背离轴承盖的孔口位于倾斜放置的连杆侧面中。相应地，在两个轴向彼此间隔开的孔边缘端点位置(Bohrungsrand-Scheitelstelle)之间，背离轴承盖的孔边缘在倾斜位置中椭圆形地延伸，使得螺纹通孔的内螺纹横向于孔轴线部分地在侧面向外暴露。因此，内螺纹的螺纹线在背离轴承盖的孔边缘处直接过渡到倾斜放置的连杆侧面中，从而形成切口。

由文献DE 39 39 795 A1已知一种用于制造螺纹孔的方法。由文献DE 2017 007419 A1已知一种用于制造螺纹孔的方法。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于在工件中、特别是在连杆中制造螺纹通孔的方法，在该方法中与现有技术相比由于切口效应而防止了工件稳定性的降低。

所述目的通过权利要求1、7或10的特征实现。本发明的优选的改进方案在从属权利要求中公开。

本发明基于一种用于借助于螺纹制造工具在工件通孔中制造内螺纹的方法。该方法具有攻丝行程，在该攻丝行程中螺纹制造工具以螺纹制造进给和与该螺纹制造进给同步的螺纹制造转速被驱动进入该工件通孔中，从而在工件通孔中形成内螺纹。该方法还具有逆向行程，在该逆向行程中螺纹制造工具在转动方向反向的情况下通过反向转动的逆向行程路径以逆向进给和与该逆向进给同步的逆向转速从在工件通孔中形成的内螺纹中导出。

根据权利要求1的特征部分，以如下方式避免在通孔的背离工具的孔口中形成切口：即，所述方法还具有扩孔行程，在该扩孔行程中螺纹制造工具以扩孔进给以及扩孔转速在背离工具的孔口处制造具有无螺纹的、特别是表面光滑的内周部的沉凹部/沉割部。

以这种方式保证了，内螺纹的螺纹线不再——在形成切口的情况下——在背离工具的孔边缘处直接过渡到背离工具的工件侧中。

在技术实践中，工件通孔的内螺纹可以具有径向靠外的螺纹牙底，该螺纹牙底位于螺纹外径上。形成在背离工具的孔口上的沉凹部的内周部可以是漏斗状的或优选是圆柱形。在圆柱形的沉凹部中，沉凹部直径可以相当于螺纹外径。

在简单的工具控制方面优选的是，在扩孔行程、攻丝行程和/或逆向行程中，螺纹制造工具不以围绕孔轴线的圆周运动进行运行，而是螺纹制造工具围绕孔轴线同轴地转动。

在一个优选的实施方式中，在攻丝行程中，螺纹制造工具可以以其螺纹制造区域超过背离工具的孔口运动直至反向点。随后可以(在转动方向反向的情况下)进行扩孔行程。在扩孔行程中，螺纹制造工具可以以扩孔进给以及扩孔转速进入背离工具的孔口中直至达到沉凹深度。

从达到沉凹深度起，开始逆向行程，在该逆向行程中螺纹制造工具以其螺纹制造区域(基本上无负载地)进入内螺纹的螺纹槽中，并从在通孔中形成的内螺纹中导出。

本发明特别可用在连杆中，在该连杆的情况下，横截面减小的连杆柄在倾斜放置的、加宽的连杆侧面处过渡到大直径的、分离式的连杆孔中。在这种情况下，沉凹部的基本上表面光滑的、无螺纹的内周部在背离轴承盖的孔边缘处过渡到连杆侧面中，从而在孔边缘处不产生切口效应。

在无问题地实施扩孔行程方面优选的是，螺纹制造工具具有至少一个扩孔切削刃，借助于该扩孔切削刃可以实施切削加工的扩孔行程。扩孔切削刃可以在攻丝行程和逆向行程中是无切削加工的(spanbearbeitungsfrei)，而只有在扩孔行程中，才能使扩孔切削刃与通孔的内螺纹切削接合(Spaneingriff)。

在运行可靠的螺纹制造方面优选的是，扩孔切削刃实现为逆向切削刃。该逆向切削刃在攻丝行程之后进行的转动方向反向之后才能与内螺纹切削接合，由此在背离工具的孔口上产生沉凹部。

附图说明

下面根据附图描述本发明的实施例。

在此示出：

图1示出连杆的放大的局部透视图；

图2示出螺纹制造工具，利用该螺纹制造工具可以在预钻孔的工件通孔中制造内螺纹；

图3至图8分别示出对用于制造螺纹通孔的过程步骤进行说明的各个视图；和

图9示出根据现有技术的、相应于图1的视图。

具体实施方式

为了简单地理解本发明，首先参照图9，该图示出了由现有技术已知的用于往复活塞式内燃机的连杆。该连杆具有一个未示出的小直径的连杆孔和一个大直径的、分离式的连杆孔1，这些连杆孔通过横截面减小的连杆柄3相互连接。该横截面减小的连杆柄3在倾斜放置的、加宽的连杆侧面5处过渡到大直径的连杆孔1中。该大直径的连杆孔1具有轴承盖7，该轴承盖通过未示出的螺栓安装在连杆基体9上。螺栓中的每个都被引导穿过无螺纹的轴承盖孔11，并与连杆基体9上的螺纹孔13螺纹接合。

在图9中，螺纹孔13实现为通孔，其中，螺纹孔13的内螺纹28过渡到背离轴承盖7的连杆侧面5中，该连杆侧面相对于孔轴线B倾斜放置。相应地，背离轴承盖7的孔边缘15在倾斜放置的连杆侧面5中椭圆形地延伸，即，在孔边缘端点位置S1和S2之间椭圆形地延伸，该孔边缘端点位置以轴向间距Δa彼此间隔开。在两个孔边缘端点位置S1和S2之间，螺纹孔13的内螺纹28横向于孔轴线B侧向地向外部暴露。因此内螺纹28的螺纹线在背离轴承盖7的孔口25处被孔边缘15中断，从而螺纹线在孔边缘15处在形成切口17的情况下直接过渡到连杆侧面9中。

在图9中，在连杆负载的情况下，切口形成17导致连杆的降低的构件稳定性。在这个背景下，根据本发明在图1中在螺纹孔13的背离轴承盖7的孔口25上形成沉凹部19，该沉凹部具有无螺纹的、表面光滑的内周部21。

在图1中示出的螺纹孔13可以借助于螺纹制造工具23制造，该螺纹制造工具在图2中单独示出。因此，螺纹制造工具23具有工具柄20，该工具柄具有螺纹制造区域27。该螺纹制造区域由一系列螺纹切削齿或成型齿构成。螺纹制造区域27在工件尖端的方向上过渡到切入轮廓22中并且在工具柄20的方向上过渡到扩孔切削刃37中。借助于扩孔切削刃37能实施后面描述的扩孔行程A(图6)。扩孔切削刃37实现为逆向切削刃，该逆向切削刃在攻丝行程G(图3至图5)之后进行转动方向反向之后可以与内螺纹28进行切削作用。因此该扩孔切削刃37在攻丝行程G和在逆向行程R中保持无切削加工的，并仅仅在扩孔行程A中与内螺纹28切削接合。

根据图3至图8示出了用于制造螺纹通孔13的工序。因此在图3中，提供具有预钻孔的通孔23的工件9(即连杆基体)。随后，在图3中开始攻丝行程G，在该攻丝行程中螺纹制造工具23以螺纹制造进给f_G和与该螺纹制造进给同步的螺纹制造转速n_G被驱动进入工件通孔24中，从而形成内螺纹28。内螺纹28具有径向靠外的螺纹牙底29(图8)，该螺纹牙底位于螺纹外径d_A上。在攻丝行程G开始时(图3)，首先借助于工具侧的切入轮廓22开始切削。在攻丝行程G的进一步过程中，螺纹制造工具23超过背离工具的孔口25运动直至反向点(图5)，在该反向点处，螺纹制造工具23的螺纹制造区域27与通孔24脱离接合。

在到达反向点U后，开始扩孔行程A(图6)。在扩孔行程A中，螺纹制造工具23以扩孔进给f_A和扩孔转速n_A进入背离工具的孔口25中，直至达到沉凹深度s(图7)。借助于螺纹制造工具23的扩孔切削刃37在扩孔行程A中进行内螺纹28的切削加工方式的材料去除，而且直至达到沉凹深度s(图1)。

随着达到沉凹深度s，开始逆向行程R(图7)，在该逆向行程中螺纹制造工具23通过其螺纹制造区域27穿入内螺纹的螺纹槽中，并且基本上无负载地从形成在通孔24中的内螺纹28中导出，即，沿与攻丝行程G相反的行程方向以及反向转动的逆向转速n_R和与该逆向转速同步的逆向进给f_R。

附图标记列表：

1 大直径的连杆孔

3 连杆柄

5 连杆侧面

7 轴承盖

9 连杆基体

11 无螺纹的轴承盖孔

13 螺纹孔

15 孔边缘

17 切口形成

19 沉凹部

20 工具柄

21 沉凹部内周部

22 切入轮廓

23 螺纹制造工具

24 预钻孔的通孔

25 背离工具的孔口

27具有螺纹切削齿/成型齿的螺纹制造区域

28 内螺纹

29 径向靠外的螺纹牙底

37 扩孔切削刃

d_A 外径

A 扩孔行程

R 逆向行程

G 攻丝行程

B 孔轴线

n 转速

f 进给

s 沉凹深度

U 反向点

F 接合平面

Δa 轴向间距

s 沉凹深度

S1、S2 孔边缘端点位置

Claims (10)

1.一种用于借助于螺纹制造工具(23)在工件(9)中制造螺纹通孔(13)的方法，该方法具有攻丝行程(G)，在该攻丝行程中螺纹制造工具(23)以螺纹制造进给(f_G)和与该螺纹制造进给同步的螺纹制造转速(n_G)被驱动进入预钻孔的工件通孔(24)中，从而在工件通孔(24)中形成内螺纹(28)，所述方法还具有逆向行程(R)，在该逆向行程中螺纹制造工具(23)在转动方向反向的情况下以反向转动的逆向进给(f_R)和与该逆向进给同步的逆向转速(n_R)从在通孔(24)中形成的内螺纹(28)中导出，

其特征在于，

特别是为了避免在通孔(24)的背离工具的孔口(25)中形成切口(17)，所述方法具有扩孔行程(A)，在该扩孔行程中螺纹制造工具(23)以扩孔进给(f_A)和扩孔转速(n_A)在通孔(24)的背离工具的孔口(25)中制造沉凹部(19)，特别是沉凹部(19)具有基本上无螺纹的——特别是表面光滑的——内周部(21)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，内螺纹(28)具有径向靠外的螺纹牙底(29)，该螺纹牙底位于螺纹外径(d_A)上，和/或在背离工具的孔口(25)上形成的沉凹部(19)的内周部(21)是圆柱形的，特别是沉凹部直径相当于螺纹外径(d_A)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在扩孔行程(A)、攻丝行程(G)和/或逆向行程(R)中，螺纹制造工具(23)与孔轴线(A)同轴地转动。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在攻丝行程(G)中，螺纹制造工具(23)通过其螺纹制造区域(27)超过背离工具的孔口(25)运动直至反向点(U)，随后开始扩孔行程(A)，在该扩孔行程中，螺纹制造工具(23)以扩孔进给(f_A)和扩孔转速(n_A)进入背离工具的孔口(25)中直至达到沉凹深度(s)，从而在背离工具的孔口(25)上形成沉凹部(19)，和/或螺纹制造区域(27)形成有螺纹切削齿和/或螺纹成型齿。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，随着达到沉凹深度(s)而开始逆向行程(R)，在该逆向行程中螺纹制造工具(23)通过其螺纹制造区域(27)——特别是无负载地——穿入内螺纹(28)的螺纹槽中，并从在通孔(24)中形成的内螺纹(28)中导出。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，沉凹部内周部(21)在孔边缘(15)处过渡到背离工具的工件侧面(5)中，特别是，背离工具的工件侧面(5)相对于孔轴线(B)倾斜放置，从而孔边缘(15)在轴向彼此间隔开的孔边缘端点位置(S1、S2)之间椭圆形地延伸，在该孔边缘端点位置之间，沉凹部内周部(21)横向于孔轴线(B)在侧面暴露。

7.一种用于借助于根据前述权利要求中任一项所述的方法在工件通孔(24)中制造内螺纹(28)的螺纹制造工具，

其特征在于，

螺纹制造工具(23)具有至少一个扩孔切削刃(37)，借助于所述至少一个扩孔切削刃能实施扩孔行程(A)。

8.根据权利要求7所述的螺纹制造工具，其特征在于，扩孔切削刃(37)在攻丝行程(G)和逆向行程(R)中无功能，就是说无切削加工，扩孔切削刃(37)在扩孔行程(A)中能与内螺纹(28)切削接合，从而内螺纹(28)能至少部分地被切除。

9.根据权利要求7或8所述的螺纹制造工具，其特征在于，扩孔切削刃(37)实现为逆向切削刃，该逆向切削刃在攻丝行程(G)之后在转动方向反向的情况下才能与内螺纹(28)切削接合。

10.一种工件、特别是连杆，该工件具有螺纹通孔(13)，该螺纹通孔借助于根据权利要求1至6中任一项所述的方法以及借助于根据权利要求7、8或9中任一项所述的螺纹制造工具(23)制造，其中，螺纹制造工具(23)在攻丝行程(G)中能被驱动进入预钻孔的工件通孔(24)中，从而在工件通孔(24)中形成内螺纹(28)，所述螺纹制造工具在逆向行程(R)中在转动方向反向的情况下能从形成在通孔(24)中的内螺纹(28)中导出，

其特征在于，

特别是为了避免在通孔(24)的背离工具的孔口(25)中形成切口(17)，在螺纹制造工具(23)的扩孔行程(A)中能在通孔(24)的背离工具的孔口(25)中形成沉凹部(19)。

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