DE2023513A1 - Tap for the non-cutting production of a thread - Google Patents

Description

" 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. "Taps for the non-cutting production of a thread The invention relates to a tap for the non-cutting production of a thread, its functional part an at least triangular cross-section with an undiminished thread profile which has apex parts in the longitudinal direction and in series one after the other with a smooth insertion cone, a cylindrical guide part, furthermore with a conical and a cylindrical threaded part is provided.

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. The object of the invention is a tap for. chipless Production of internal threads, in particular larger-diameter threads and normal pitch, in steel with a strength of up to 60 kp / mm2.

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. It is generally known that the internal thread by means of thread rolling heads to form by the thread rolls attached to the thread rolling head during the screw-like movement of the rolling head into the material of the bore wall Press in and press in the thread by rolling.

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. Another known chipless principle is the thread profile of a non-cutting tap is exploited by the tap in a hole is screwed in and the material thereby in the direction of the upper part of the thread is displaced.

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. This principle is basically used in two methods, the first of which uses a shock wave for shaping by removing the entire Forming work concentrated on the first leading edge in the entire thread cross-section is. While the tool intended for this technology is of a simple form, it However, steel has not proven to be sufficiently resistant.

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. According to the second method, the thread is formed in stages, using a tap that is tapered, paraboloidal or other with a starting part Foru is provided. However, the previously known taps of this type had none sufficient rigidity to overcome the increased torsional moment, and their Profile @at does not allow the deformation point a sufficient amount of a Bring lubricants and coolants, notwithstanding these tools In terms of form, they are mostly complicated, which, understandably, is not without Influence on their production costs. Insufficient lubrication is also the main reason why such tools often stick to the Materials: occurs and thereby the thread is damaged and the tool is turned off will.

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. Extensive cold forming tests have shown that no substantial solidification of the material made noticeable if the next deformation stage in a very short time after the preceding one follows. On this experience as a basic prerequisite, the spread of multi-stage shaping is also based.

bei welcher sich eine Zwischenglühung erübrigt.in which an intermediate annealing is unnecessary.

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. These conditions were assumed to be an optimal form one for progressive apanlosis Thread forming of a suitable tap was sought, with such a shape was pursued that a maximum torsional stiffness and ensured a good supply of lubricant and coolant to the deformation point.

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. This task is according to the invention by a tap for non-cutting forms of the thread solved in this way by the conical thread part and the cylindrical threaded portion of the tap with a thread fuller Profile depth H is provided and the active part of the profile on its apex one Section having a width a, the dimension of which depends on the size of the to be machined Nuts is dependent and is 0.1s to 3s, the rounding of the section corresponds to the large diameter D of the tap and has a width a ~ O, ls up to 3s (s means the thread pitch), the section by a rounding from radius R1 = 0.2s to 35 in a rounding of radius R2 = 0.6D to 3D passes over, and also by a further rounding of the radius R3 = -OPs to 3s merges into a groove with a radius of R4 = 0.4s to 5s, which with the minimum diameter of the core on a minimum diameter dl is in contact and their shape in the active part of the profile and in the part of the Rounding off is equidistant to the outer shape.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Abrundung R2 die Form einer logarithmischen Spirale aufweisen. According to a further embodiment of the invention, the rounding R2 have the shape of a logarithmic spiral.

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. Finally, the groove of a tap according to the invention through an oval groove of radius R5 = O> 2s to 38 and R6 = 0X5s to 100s be replaced.

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. With a tap according to the invention, a thread can also are manufactured without cutting in steel profiles, in particular also in a size range, for which the previously known non-cutting taps are not very suitable and for which no thread rolling heads can be used. Chipless Forming taps of known designs are more or less successful for Zett used to form a thread in nuts of smaller diameters.

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. Eln embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows Fig.l inside taps in Elevation, Fig.2 a detail of the active profile part of the tap with a cylindrical groove, and Fig. 3 shows a detail of the active profile part of the tap with an oval groove for the supply of coolant and lubricant.

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. The tap for the non-cutting formation of a thread according to the present invention is provided with an insertion cone 1, which is in a smooth cylindrical guide part 2 passes, after which a deposition follows and after this a conical thread part 3 and a cylindrical thread part 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.The active part of the thread profile (Fig. 2) consists of a cylindrical Section 5, which is rounded off by 6 of the radius R1 = 0.29 to 3s (s = thread pitch) merges into a rounding 7 of radius R2 = 0.6D to 3D (D = the large diameter of the tap3) in the form of a circular arc or a logarithmic one Spiral. By rounding off 8 with a radius of R3 = 0.1s to 3s, the active one passes over Part into a groove 9 intended for supplying the coolant and lubricant 9 is cylindrical, the rounding of which has a radius of R4 = 0.4s to 5s on. It touches the minimum diameter of the grain 12. The minimum diameter of the The front sight is indicated by the circular line designated by 12 and having a diameter d1. The groove 9 can also be oval and roundings 10 and 11 of radius R5 = 0.2s to 3s and R6 = 0.5s to 100s.

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. During the work process, i.e. when a thread is produced without an apan with the help of the inventive screw tap, the tool with his Introducer cone 1 introduced into the bore of the workpiece to be threaded. Of the The diameter range of this hole is through the diameter of the cylindrical Guide part 2 of the tap delimited0 This guide part 2 grants a perfect insertion of the tap into the workpiece and protects the same at the same time against damage if the bore were too small. The thread will be after gradually shaped by the conical thread part 3 and by the cylindrical Thread part 4 of the tap calibrated.

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. As a result of the fact that the processing of the Thread profile step by step in close and short successive molding processes occurs, there is no noticeable solidification of the material, consequently can with the tools according to the invention a high wear resistance, as well sufficient torsional rigidity can also be achieved. With the real one Thread profile forming process with a tap according to the invention only comes a small part of the profile of the active part formed by roundings 6 and 7 of the tool. The cylindrical part 5 of the tool, profile ensures on the one hand the calibration of the thread, on the other hand the wear resistance of the .tap.

Claims (1)

Patentansprüche Claims Gewindebohrer zur spanlosen Herstellung eines Gewindes, dessen Funktionsteil einen mindestens dreieckigen Querschnitt mit einem unverringerten Gewindeprofil er Scheitelteile in Längsrichtung aufweist und der in Reihe nacheinanderfolgend mit einem glatten Einführkegel, einem zylinderförmigen Führungsteil, ferner mit einem kegelformigen und einem zylinderformigen Gewindeteil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelformige Gewindeteil (3) und der zylinderförmige Gewindeteil (4) des Gewindebohrers mit einem Gewinde voller Profiltiefe H versehen ist und der aktive Teil des Profils auf seinem Scheitel einen Abschnitt (5) von einer Breite a aufweist, dessen Abmessung von der Grbsse der zu bearbeitenden Muttern abhängig ist und O,ls bis 3s beträgt, wobei die Abrundung des Abschnittes (5) dem grossen Durchmesser D des Gewindebohrers entspricht und eine Breite a = O,ls bis 3s aufweist (s bedeutet die Gewindesteigung), der Abschnitt (5) durch eine Abrundung (6) von Halbmesser R1 = O,Ss bis 3s in eine Abrundung (7) von Halbmesser R2 = 0,6D bis 3D übergeht, und ferner durch eine weitere Abrundung (8) vom Halbmesser R3 = O,ls bis 3s in eine eine Abrundung von Halbmesser R4 = 0,4s bis 5s aufweisende Rille (9) ubergeht, welche mit dem Minimaldurchmesser des Kernes (12) auf einem minimalen Durchmesser dl in Kontakt ist und deren Form (13) in dem aktiven Teil des Profils und in dem Teil der Abrundung (7) äquidistant zur Aussenform ist0 2. Gewindebohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrundung (7) die Form einer logarithmischen Spirale aufweist.Tap for the non-cutting production of a thread, its functional part an at least triangular cross-section with an undiminished thread profile it has apex parts in the longitudinal direction and that in series one after the other with a smooth insertion cone, a cylindrical guide part, furthermore with a conical and a cylindrical threaded part is provided, thereby characterized in that the conical threaded part (3) and the cylindrical threaded part (4) of the tap is provided with a thread full profile depth H and the active part of the profile on its apex a section (5) of a width a, the dimensions of which depend on the size of the nuts to be machined is and O, ls to 3s, the rounding of the section (5) the large Corresponds to diameter D of the tap and has a width a = O, ls to 3s (s means the thread pitch), the section (5) by a rounding (6) of Radius R1 = O, Ss to 3s in a rounding (7) of radius R2 = 0.6D to 3D passes, and further by a further rounding (8) from the radius R3 = O, ls to 3s into a rounding of radius R4 = 0.4s to 5s Groove (9) passes, which with the minimum diameter of the core (12) on a minimum diameter dl is in contact and its shape (13) in the active part of the profile and in the part of the rounding (7) is equidistant from the outer shape 0 2. Tap according to claim 1, characterized in that the rounding (7) the Has the shape of a logarithmic spiral. 3e Gewindebohrer nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (9) durch eine ovale Rille von Halbmessern R5 = 0,2s bis 3s und R6 = O,s bis 100s ersetzt ist.3e tap according to claims 1 and 2, characterized in that that the groove (9) is formed by an oval groove with a radius of R5 = 0.2s to 3s and R6 = O, s to 100s is replaced.