-
" Gewindebohrer zur spanlosen Herstellung eines Gewindes Die Erfindung
betrifft einen Gewindebohrer zur spanlosen Herstellung eines Gewindes, dessen Funktionsteil
einen mindestens dreieckigen Querschnitt mit einem unverringerten Gewindeprofil
der Scheitelteile in Längarichtung aufweist und der in Reihe nacheinanderfolgend
mit einem glatten Einführkegel, einem zylinderförmigen Führungsteil, ferner mit
einem kegelförmigen und einem zylinderförmigen Gewindeteil versehen ist.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Gewindebohrer zur. spanlosen
Herstellung von Innengewinden, insbesondere von Gewinden grosseren Durchmessers
und normaler Steigung, in Stahl von bis zu 60 kp/mm2 Festigkeit.
-
Es ist allgemein bekannt, das Innengewinde mittels Gewinderollköpfen
zu formen, indem sich die an dem Gewinderollkopf angebrachten Gewinderollen während
der schraubenartigen Bewegung des Rollkopfes in das Material der Bohrungswandung
eindrücken und durch Abrollen das Gewinde einpressen.
-
Nach einem anderen bekannten spanlosen Prinzip wird das Gewindeprofil
eines spanlos arbeitenden Gewindebohrers ausgenützt, indem der Gewindebohrer in
eine Bohrung eingeschraubt wird und das Material dadurch in Richtung um Oberteil
des Gewindes verdrangt wird.
-
Dieses Prinzip findet seine Ånwendung grundsätzlich in zwei Methoden,
von welchen die erste eine Stosswelle zur Formgebung ausnutzt , indem die gesamte
Umformarbeit auf die erste Anlaufkante im ganzen Gewindequerschnitt konzentriert
ist. Das für diese Technologie bestimmte Werkzeug ist zwar von einfacher Form, es
hat sich jedoch ru"r Stahl nicht ausreichend beständig gezeigt.
-
Nach der zweiten Methode ird das Gewinde stufenweise geformt, mittels
eines Gewindebohrers, der mit einem Anlaufteil kegeliger, paraboloidaler oder anderer
Foru versehen ist. Die bisher bekannten Gewindebohrer dieser Art wiesen jedoch keine
ausreichende Steifigkeit auf, um das erhöhte Drillmoment zu überwinden, und deren
Profil @at es nicht ermöglicht, der Verformungsstelle eine genügende Menge eines
Schmier- und Kühlmittels herbe zubringen, dessen ungeachtet, dass diese Werkzeuge
formgemass überwiegend ser kompliziert sind, was verständlicher Weise nicht ohne
Einfluss auf deren Herstellungskosten ist. Eine ungenügende Schmierung ist auch
die Hauptursache dessen, dass bei derartigen Werkzeugen so haufig ein Kleben des
Materials: auftritt und dadurch das Gewinde beschädigt und des Werkzeug abgedreht
wird.
-
Durch umfangreiche Kaltformversuche wurde bewiesen, dass sich kein
wesentliches Verfestigen des Materials bemerkbar machte, falls die nächste Verformungsstufe
in einen sehr kurzen Zeitabstand nach der vorauagehenden folgt. Auf dieser Erfahrung
als Grundvoraussetzung -beruht auch die-Verbreitung der Mehrstufenformgebung.
-
bei welcher sich eine Zwischenglühung erübrigt.
-
Von diesen Voraussetzungen wurde ausgegangen, als eine optimale Form
eines fur die progressive apanlose
Gewindeformung geeigneten Gewindebohrers
gesucht wurde, wobei eine solche Form verfolgt wurde, die eine maximale Verdrehungssteifigkeit
und eine gute Zuführung von Schmier- und Kühlmittel zur Verformungsstelle gewährleistete.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsmässig durch einen Gewindebohrer zum
spanlosen Formen des Gewindes derart gelöst, indem der kegelformige Gewindeteil
und der zylinderförmige Gewindeteil des Gewindebohrers mit einem Gewinde voller
Profiltiefe H versehen ist und der aktive Teil des Profils auf seinem Scheitel einen
Abschnitt von einer Breite a aufweist, dessen Abmessung von der Grösse der zu bearbeitenden
Muttern abhängig ist und O,ls bis 3s beträgt, wobei die Abrundung des Abschnittes
dem grossen Durchmesser-D des-Gewindebohrers entspricht und eine Breite a ~ O,ls
bis 3s aufweist (s bedeutet die Gewindesteigung), der Abschnitt durch eine Abrundung
von Halbmesser R1 = 0,2s bis 35 in eine Abrundung von Halbmesser R2 = 0,6D bis 3D
übergeht, und ferner durch eine weitere Abrundung vom Halbmesser R3 =-OPs bis 3s
in eine eine Abrundung vom Halbmesser R4 = 0,4s bis 5s aufweisende Rille übergeht,
welche mit dem Minimaldurchmesser des Kernes auf einem minimalen Durchmesser dl
in Kontakt ist und deren Form in dem aktiven Teil des Profils und in dem Teil der
Abrundung
aquidistant zur Aussenform ist.
-
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Abrundung R2
die Form einer logarithmischen Spirale aufweisen.
-
Schliesslich kann die Rille eines erfindungsgemässen Gewindebohrers
durch eine ovale Rille von Halbmessern R5 = O>2s bis 38 und R6 = 0X5s bis 100s
ersetzt sein.
-
Mit einem erfindungagemassen Gewindebohrer kann ein Gewinde auch
in Stahlprofilen spanlos hergestellt werden, insbesondere auch in einem Grössenbereich,
für welchen die bisher bekannten spanlos formenden Gewindebohrer wenig geeignet
sind und für welchen auch keine Gewindewalzköpfe verwendet werden können. Spanlos
formende Gewindebohrer bekannter Ausführungen werden zur Zett mehr oder wenig erfolgreich
zum Formen eines Gewindes in Muttern von kleineren Durchmessern verwendet.
-
Eln Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig.l innen Gewindebohrer im
Aufriss, Fig.2 ein Detail des aktiven Profilteiles des Gewindebohrers mit einer
zylinderförmigen Rille, und Fig.3 ein Detail des aktiven Profilteiles des Gewindebohrer
mit einer ovalen Rille für die Zuf"uh.rung des Kühl- und Schmiermittels.
-
Der Gewindebohrer zur spanlosen Formung eines Gewindes gemäss der
vorliegenden Erfindung ist mit einem Einführkegel 1 versehen,der in einen glatten
zylinderformigen Führungsteil 2 übergeht, wonach eine Absetzung folgt und nach dieser
ein kegelformiger gewindeteil 3 und ein zylinderförmlger Gewindeteil 4.
-
Der aktive Teil des Gewindeprofils (Fig.2) besteht aus einem zylinderförmigen
Abschnitt 5, der durch Abrundung 6 voniHalbmesser R1 = 0,29 bis 3s (s = Gewindesteigung)
in eine Abrundung 7 vom Halbmesser R2 = 0,6D bis 3D ubergeht (D = dem grossen Durchmesser
des Gewindebohrer3) in Form eines kreisförmigen Bogens oder einer logarithmischen
Spirale. Durch eine Abrundung 8 vom Halbmesser R3 = 0,1s bis 3s übergeht der aktive
Teil in eine zur Zuführung des Kühl- und Schmiermittels bestimmte Rille 9. De Rille
9 ist zylinderförmig, deren Abrundung weist einen Halbmesser von R4 = 0,4s bis 5s
auf. Sie berührt den Minimaldurchmesser des Kornes 12. Der Minimaldurchmesser des
Kornes ist durch die mit 12 bezeichnete Kreislinie vom Durchmesser d1 angedeutet.
Die Rille 9 kann auch oval sein und Abrundungen 10 und 11 von halbmessern R5 = 0,2s
bis 3s und R6 = 0,5s bis 100s aufweisen.
-
Beim Arbeitsvorgang, d.h. bei einer apanlosen Herstellung eines Gewindes
mit Hilfe des erfindungsgemässen Gewindebohrers, wird das Werkzeug mit seinem
Einführkegel
1 in die Bohrung des mit einem Gewinde zu versehenden Werkstückes eingefuhrt. Der
Durchmesserbereich dieser Bohrung ist durch den Durchmesser des zylinderformigen
Führungsteiles 2 des Gewindebohrers abgegrenzt0 Dieser Führungsteil 2 gewährt ein
einwandfreies Binführen des Gewindebohrers in das Werkstück und schützt denselben
zugleich gegen BeschXdigung, falls die Bohrung zu klein ware. Das Gewinde wird nachher
durch den kegelformigen Gewindeteil 3 stufenweise geformt und durch den sylinderförmigen
Gewindeteil 4 des Gewindebohrers kalibriert.
-
Infolge dessen, dass bei desem Arbeitsvorgang die Bearbeitung des
Gewindeprofils stufenweise in dicht und kurz nacheinanderfolgenden Formvorgangen
erfolgt, tritt kein sich bemerkbar machendes Verfestigen des Materials hervor, Demzufolge
kann bei den erfindungsgemassen Werkzeugen eine hohe Abnutzungsbeständigkeit, sowie
auch eine ausreichende Verdrehungssteifigkeit erreicht.werden. Bei dem eigentlichen
Gewindeprofil -Formvorgang mit einem erfindungsgemässen Gewindebohrer kommt nur
ein kleiner Teil des durch Abrundungen 6 und 7 gebildeten Profils des aktiven Teiles
des Werkzeuges zur Geltung. Der zylinderförmige Teil 5 des Werkzeug-, profils gewahrleistet
einerseits die Kalibrierung des Gewindes, anderseits die Abnutzungsbeständigkeit
des .Gewindebohrers.