DE8718096U1 - Kombiniertes Bohr- und Gewindewerkzeug - Google Patents
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Description
Diese Erfindung bezieht sich, auf Werkzeuge, insbesondere bezieht
sie sich auf ein Werkzeug zur Herstellung einer Gewindebohrung in Metall und anderen Materialien.
Bei maschineller Berarbeitung von Metallen und anderen Materialien
gibt es viele Fälle, wo es wünschenswert ist, eine Bohrung mit einem einzigen Werkzeug zu machen und mit einem
Gewinde zu versehen. Ein solches einziges Werkzeug für Bohrung und Gewindeschneiden wird nicht nur für Durchgangsbohrungen,
sondern auch für Sackbohrungen in einem Werkstück gebraucht. Der Vorteil eines solchen Werkzeugs besteht darin,
daß es die Anzahl der Bewegungen oder Arbeitsvorgänge, die für die Herstellung eines Gewindes erforderlich sind, reduziert;
es ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit Hochgeschindigkeitsmaschinenarbeiten.
Im Stand der Technik ist es bekannt, ein einziges Werkzeug zur Bohrung eines Loches und Formung von Innengewinden beim
Gesenkschmieden oder Nachpressen des Metalls zu verwenden. Ein Werkzeug dieser Art ist in dem Barth-Patent 2 703 419 offenbart,
das am 8. März 1955 erteilt wurde und einen Gesenkgewindeschneider beschreibt, der einen Bohrer oder Endfräser
an seinem führenden Ende aufweist, um das Loch zu bohren, in welches ein Gewinde geschnitten werden soll. Dieses Werkzeug
wird rotiert und das Loch beim Einführen des Werkzeugs gebohrt und mit einem Gewinde versehen, und das Werkzeug wird
aus der mit einem Gewinde versehenen Bohrung herausgeschraubt. Ein ähnliches Werkzeug ist im Grenell-Patent
4,271,554 offenbart, das am 9. Juni 1981 erteilt wurde. Bei
Werkzeugen dieser Art muß der Maximaldurchmesser des Gesenkgewindeschneiders größer als der Maximaldurchmesser des Bohrers
oder Endfräsers sein. Weiterhin ist, wie im Grenell-Patent beschrieben, der kleinere Durchmesser der Innegewinde
kleiner als der Durchmesser des gebohrten Loches, und der größere Durchmesser der Gewinde ist größer als der Durchmesser
des gebohrten Loches.
Eine allgemeine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein kombiniertes Loch- und Gewindewerkzeug zu liefern, das sowohl für
Durchgangsbohrungen wie auch Sackbohrungen verwendet werden kann und das für Hochgeschwindigkeitsmaschinenbearbeitung geeignet
ist.
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Werkzeug zur Herstellung einer Bohrung in einem Werkstück bei der Einwärtsführung
des Werkzeugs und zur Gewindeschneidung der Bohrung während des Rückzugs des Werkzeugs oder - alternativ während
einer weiteren Einwärtsführung des Werkzeugs gegeben. Das wird durch ein Werkzeug erreicht, das einen länglichen
geraden Körper mit einem Schaft an einem Ende, einem Bohrmittel an dem anderen Ende und eine Gewindeschneidevorrichtung
zwischen den Enden umfaßt. Das Bohrmittel, wie eine Bohrspitze, arbeitet durch Rotation um die Werkzeugachse und
das Gewindeherstellmittel, wie eine Gewindeformfräse, arbeitet durch helikale Bewegung des Werkzeugs kombiniert mit einer
Rotation um die Werkzeugachse. Das Gewindeherstellmittel hat einen Maximaldurchmesser, der gleich dem Maximaldurchmesser
der Bohrmittel ist, wobei das Gewindeherstellmittel in die Bohrung ohne gegenseitige Beeinflussung eindringen kann.
Weiterhin umfaßt die Erfindung ein Werkzeug, das Gewindeherstellmittel zur Herstellung von Innengewinden hat mit einem
Höchstwert oder kleinerem Durchmesser, der nicht kleiner ist
als der Durchmesser der Bohrung, die durch die Bohrmittel geformt wurde. Weiterhin umfaßt die Erfindung eine Gewindeformfräse.
Weiterhin schließt der Körper des Werkzeugs einen Spanentfernungsdurchgang
ein.
Ein vollständiges Verständnis dieser Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen gewonnen werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs dieser Erfindung;
Fig. 2 ist eine Stirnansicht des vorderen Endes des Werkzeuges;
Fig. 3 veranschaulicht das Werkzeug während des Bohrens eines Loches in ein Werkstück; und
Fig. 4 veranschaulicht das Werkzeug während des Fräsens eines Gewindes in das Werkstück.
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist eine erläuternde Ausführungsform
der Erfindung in einem Kombinationswerkzeug gezeigt, das eine Bohrspitze und eine Gewindeformfräse zur Herstellung
von Löchern und Gewinden umfaßt. Es ist bei einem Fortgang der Beschreibung zu ersehen, daß das erfinderische
Werkzeug in verschiedenen Formen zur Verwendung in einer großen Vielzahl von Anwendungen ausgeführt sein kann.
Das Werkzeug 10 dieser Erfindung ist in perspektivischer Ansicht in Figur 1 gezeigt. Es umfaßt im allgemeinen einen
länglichen geradlinigen Körper einschließlich eines Schaftes 12 an einem Ende, der mit einem geeigneten Anpassungsstück
von konventioneller Gestaltung zum Einsatz eines Werkzeughalters eines Maschinenwerkzeugs versehen ist. Das
Werkzeug 10 umfaßt ebenso das Bohrmittel in Form einer Bohrspitze 14 am vorderen Ende und ein Gewindeherstellmittel
in Form einer Gewindeformfräse 16 zwischen der Bohrspitze 14 und dem Schaft 12. Das Werkzeug 10 ist aus Material
hergestellt, das gemäß der gewählten Werkstückanwendung ausgesucht wurde und in geeigneter Weise als ein
einheitlicher Körper geformt ist.
Die Bohrspitze 14 am vorderen Ende des Wekzeugs ist von bekannter Gestaltung, wobei sie ein Paar von Schneidkanten 22
hat, wie in Figur 1 und 2 gezeigt. Die Bohrspitze 14 hat einen maximalen Durchmesser D und ist für rechtshändige oder
uhrweise Rotation um die Werkzeugachse zur Lochbohrung in konventioneller Weise angepaßt.
Die Gewindeformfräse 16 ist mit einer Vielzahl von Gewindeformschneidern
24 in konventioneller Weise versehen. Das Werkzeug hat eine oder mehrere Hohlkehlen 26, die von der
Bohrspitze durch die Gewindeformfräse zum Zwecke der Spanentfernung reichen. Ebenso ist das Werkzeug mit einem Kühldurchgang
28 mit Verzweigungsdurchgängen 28a versehen, zur Zuführung von unter Druck stehender Flüssigkeit an die Bohrspitze
und zur Hilfe bei der Spanentfernung.
In der Gewindeformfräse 16 ist jeder Schneider 24 von ringförmiger
Konfiguration und die Anzahl der Schneider 24 ist bevorzugt gleich oder größer als die Anzahl der Gewinde, die
zu schneiden sind. Jeder Schneider 24 umfaßt eine Anzahl von Scheidesegmenten 24a, 24b, 24c und 24d, die umlaufend ausgerichtet
sind und durch die dazwischenliegenenden Hohlkellen getrennt sind. Je.des, Schneideteil hat ein Schneideende, das
an dem führenden Ende gemäß der Richtung der Schneiderotation angeordnet ist. Die Gewindeformfräse 16 ist für rechtshändige
oder uhrweise Rotation zum Gewindeschneiden angepaßt. Die Schneideteile der Gewindeformfräse haben einen maximalen Gewindescheiteldurchmesser,
der gleich dem Maximaldurchmesser der Bohrspitze 14 ist.
Das Werkzeug 10 kann in jedem CNC (computerisierte numerische Steuerung) Maschinenzentrum verwendet werden. Es kann ebenso
in einem speziellen Maschinenwerkzeug verwendet werden, das zur Verwendung des Wekzeugs dieser Erfindung angepaßt ist.
Die Bohr- und Gewindeherstellungsarbeiten sind wie folgt. Zur Herstellung der Bohrung, wie in Figur 3 gezeigt, wird das
Werkzeug mit der gewünschten Geschwindigkeit um seine eigene Längsachse rotiert und die Bohrspitze 14 in das Werkstück bei
der gewünschten Einführungsrate vorgeschoben. Wenn die gewünschte Bohrtiefe erreicht ist, wird die Einführung
gestoppt, aber die Werkzeugrotation fortgesetztz. Die Achse
32 des gebohrten Lochs 34 ist in Figur 4 gezeigt. Das Werkzeug wird genügend weit herausgezogen, um den gewünschten
Freiraum für die Bohrspitze zu liefern. Dann, mit einer fortgesetzten
Rotation in der gleichen Richtung wird der Gewindefrästeil des Zyklusses durch übertragene helikale Bewegung an
das Werkzeug in zurückziehender Richtung begonnen. Die Längsachse des Werkzeugs beschreibt einen orbitalen Weg 36 um
die Achse 32 des gebohrten Lochs, wie in Figur 4 gezeigt. Während das Werkzeug 10 um seine eigene Längsachse rotiert
und auf dem orbitalen Weg 36 sich bewegt, wird es axial zurückgezogen um die helikale Bewegung zur Schneidung des gewünschten
Gewindes zu erzeugen. Das Werkzeug führt eine orbitale Drehung während des axialen Zurücknehmens aus, die einer
Gewindesteigung entspricht. Bevorzugt wird mehr als eine orbitale Umdrehung an das Werkzeug übertragen, zum Beispiel ungefähr
eineinhalb Umdrehungen, um sauber geschnittene Gewinde sicherzustellen. Nachdem die orbitale Bewegung vervollständigt
ist, wird das Werkzeug bewegt, um die Achse desselben mit der Achse der Bohrung auszuxichten udn wird dann zurück-
• ·
gezogen. Dasselbe Werkzeug kann zum Schneiden linkshändiger Gewinde durch Zuführung von orbitalen Bewegungen im Gegenuhrzeigersinn
verwendet werden.
Obwohl die Beschreibung dieser Erfindung mit Bezug auf eine besondere Ausfühungsform gegeben wurde, ist sie nicht in begrenzendem
Sinne aufzufassen. Viele Variationen und Modifikationen werden dem Fachmann einfallen. Für eine Definition der
Erfindung wird auf die anhängenden Ansprüche verwiesen.
·· ■
1. Werkzeug zur Herstellung von Bohrungen und Gewinden, umfassend:
einen langgestreckten geraden Körper mit einem Schaft an einem ersten Ende, einem Bohrmittel an dem zweiten
Ende und einem Mittel zur Gewindeherstellung zwischen den besagten Enden,
wobei der maximale Durchmesser des Mittels zur Gewindeherstellung gleich dem maximalen Durchmesser des Bohrmittels
ist, so daß das Mittel zur Gewindeherstellung in eine durch das Bohrmittel erzeugte Bohrung ohne gegenseitige
Beeinflussung einführbar ist.
2. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Bohrmittel durch einen Bohrer gebildet ist.
3. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel zur Gewindeherstellung durch eine Gewindefräse gebildet
ist.
4. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Bohrmittel durch einen Bohrer und das Mittel zur Gewindeherstellung
durch eine Gewindeformfräse gebildet ist.
5. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei der Körper einen Spanabführkanal umfaßt.
6. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Bohrmittel eine Bohrspitze und das Mittel zur Gewindeherstellung
eine Gewindeformfräse mit einer Vielzahl von Gewindeschneidmessern umfaßt.
7. Die Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel zur Gewindeherstellung durch eine Gewindeformfräse zur Her-
Claims (1)
- Stellung von Innengewinden gebildet ist, deren minimaler Durchmesser nicht kleiner ist als der Durchmesser des Loches.
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