JP5688593B2 - 螺旋状溝付き金属製細長部材におけるツイストドリルまたはスクリューの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、螺旋状溝付き金属製細長部材、とりわけツイストドリルまたはスクリューの製造方法およびその製造の実施に適した装置に関する。

通常構造のドリルは先端に少なくとも2本の切刃を有し、この刃で被加工材の切りくずや（石、コンクリートといった）穿孔くずを取り除いている。切りくずや穿孔くずの排出のためには、ドリルに螺旋状に加工された溝があり、この溝で切りくずや穿孔くずは送り込み方向に反して運搬される。ドリル端には、穿孔機やハンマー・ドリルなどのチャックに挟持するための円筒形シャンク、複数縁つきシャンク、または特殊成形されたシャンクがある。

ツイストドリルまたはスクリューのようなドリルは周知の方法で、好適には鋼のような固体材料から製造される。この際、螺旋状溝はロール、冷間圧延、温間圧延などの切削加工または成形工程により製造され、この製造技術はドリルの用途により異なるものである。ドリルの先端またはヘッドにある切刃には必要であれば更にメタルチップしてもよい。

以下にドリル製造のための実際の加工方法で周知のものを例示する。

ハンマーヘッド付き削岩機を螺旋状溝のプレス加工とそれに続く圧延、または溝のプレス加工とそれに続く旋削または研削、あるいは、単に旋削または研削により製造する。

円筒シャンク付き削岩機用螺旋状溝は、円筒素材上に圧延されるか、または旋削と研削により製造される。

円筒シャンク付きドリルを工具鋼から製造するためには、螺旋状溝を硬化済み円筒素材に研削するか、あるいは、長手方向へ温間圧延した後硬化と研削することにより形成する。

螺旋は長手方向へならい削りした素材を捻って製作できる。上記方法によるドリルの製造は時間も費用もかかるものである。

欧州特許第０８６５８４７号明細書からはドリル製造方法が知られている。断面形状が二角、三角、または四角の素材から出発して、素材をシャンクで挟持し、必要ならば牽引してドリルヘッドで捻ることにより、穿孔くず排出溝を有する渦巻き状の螺旋ができる。製造は冷間変形または温間変形により可能である。回転工程によりドリル長は短縮し、同時に直径とダイホルダー変形は増える。本発明でいうスクリューは金属製であり、とりわけ鋼製である。これは小さめに構成された現存のスクリューコンベアまたは計量分配コンベアおよび、動力伝達部材としてのスクリューである。スクリューコンベアまたは計量分配コンベアは一般に運搬物の運搬用に、螺旋状溝付き円筒シャンクを有している。上記スクリューの製造方法はドリル製造方法とほぼ類似している。

独国特許発明第２２４５７６号明細書からは、ツイストドリルの製造方法と製造装置が知られている。ここでは、素材として、明るい赤熱または白熱に加熱されてそれ故成形可能な鋼ビレットが使用される。１世紀以上に渡り知られているこの方法では、素材がそもそも変形可能であるように９００℃を超える温度に加熱される。この温度以降はじめて素材を型でプレス加工し成形を誘導することができる。しかしこの方法は、素材を第一に強エネルギー温度レベルして、そのレベルで成形過程中ずっと確実に保持せねばならないから多大な欠点を内包する。つまり、不均一な冷却過程では熱的ひずみが発生し、それにより、場合によっては完成したツイストドリルを再び加熱しながら後から形直しをせねばならないであろう。この周知の方法は、完成したツイストドリルが９００℃を超える加熱により磨耗され、これを製造後取り除かなくてはならないであろう欠点をも内包する。しかし、熱的仕上げ作業によっても、機械的仕上げ作業によっても、品質管理の更なる付加的工程が不可欠となってしまう。

欧州特許第０８６５８４７号明細書 独国特許発明第２２４５７６号明細書

従って本発明の課題は、螺旋状溝付き金属製細長部材、とりわけツイストドリルまたはスクリューの他の製造方法を提供することである。これは大量生産に適した方法であるべきであり、また、経済性改良を特徴とすべきものである。更に本発明の課題は、この方法の実施に適した装置を提供することである。

前記課題は、本発明によると、請求項１に記載の特徴によって解決される。

方法の好適な実施形態は請求項２から請求項８に記載されている。方法の実施に適するように設けられる装置は請求項９に記載されている。この装置の好適な実施形態は請求項１０から請求項１５に記載されている。

本発明の方法によれば、少なくとも1つの冷間成形段階が設けられ、ここで、素材を事前加熱なしで案内型に導入し、その後、少なくとも2つの可動ジョーを有するジョー工具内で冷間成形する。この可動ジョーの内壁部は、螺旋状溝を形成するためのネガティブ型に形成された輪郭をもつ少なくとも1つの部分を有する。

冷間成形工程は案内型内にある素材の自由端に係合する軸方向に可動な挟持ダイスにより始まる。

素材には押付力がかかるため事前加熱なしで少なくとも部分的に、閉鎖ジョー工具の中央開口部から加圧される。この際、工具輪郭との接触中に塑性冷間変形により螺旋状溝が素材のジャケット面上に作られる。冷間プレス加工工程の終了後ジョー工具を開け、ドリルまたはスクリューなどに成形された素材をそこから取り除く。

更に他の先行させる冷間成形段階を複数設けてよく、ここで、素材のシャンクないしヘッドを予備成形する。素材ヘッドは偏平にする、あるいは縮径するなどが可能であり、それにより、ドリル完成後この部分にもう1つの切断板を設けることができる。実際は、特に異なるシャンク形状を要するドリル用にそれぞれ異なった挟持が可能である。

1つまたは複数の成形段階内での素材の冷間変形中、素材は各工具に属する案内型内をシャンクで少なくとも部分的に案内される。成形力が先行させる成形段階内で挟持ダイスの軸方向運動により生成され得ると好適である。

素材のヘッドないしシャンクの他、その間にある素材部分も先行させる成形段階内で冷間変形できる。これは例えば（丸い断面形状から長円形孔状断面形状または楕円断面形状へ成形といった）偏平化される。

素材ヘッドを冷間成形段階内で、勾配がかなり減った部分、無勾配部分、または螺旋に成形し、同時にシャンクとヘッド間の部分に螺旋状溝を作ることもできる。

先行させる成形段階の1つで、例えば素材の下パーツ片を偏平化または平坦化された部分へと変形することができる。すると隣接部分では、後続する冷間成形段階で工具を支障なく閉鎖できる構成の唯一の螺旋状溝が形成される。

ここで、ジョー工具の中央排出口を押さえ手段で閉める必要がある。この部分の成形が主にすえ込みにより行われるからである。その後螺旋状溝をプレス加工する間、螺旋状溝を有する部分のみが工具に囲繞される。偏平化された部分は、工具の外部にある。

少なくとも穿孔くず排出用の螺旋状溝が素材上で製作される冷間成形段階が多段プレス機内で行われると好適である。この際、素材用出発材料として、１つまたは複数の押出し加工段階または1つまたは複数のすえ込み段階で素材に成形される、所定の長さに切断した金属線を使用できる。多段プレス機内では、成形工具の少なくとも１つのジョーにかかる締付力、または挟持ダイスの移動にかかる力を、プレス機の移動可能なキャリッジを介して発することができる。

素材の予備成形用の上記先行冷間成形段階は、多段プレス機内で行うことができる。すると、事前製造された素材はつかみ具で案内型から取り除かれ、次の加工場所の案内型へ運搬され、この内部へ挿入される。多段プレス機内では、成形ユニットI、II、IIIのそれぞれが案内型とそれに属す工具からなる。多段プレス機内で製造することにより、方法の経済性が高くなる。特にこれは、素材を特定温度レベルに加熱しなくてよいからである。

ジョー工具は、好適には、ジョーのジャケット面に少なくとも1つの軸方向に変位自在な楔状部品または円錐状部品が係合し、この部品を介してジョーの開閉運動が行われるように構成される。

ジョー工具の設計に関しては周知の構成を利用してもよい。ジョーの運動は別の駆動装置を介して放射方向に行われてもよい。

螺旋状溝付き細長部材の本発明による製造には、押出し加工と冷間変形にも適した金属または金属合金は原則的にすべて使用できる。しかし、特定の適用では素材を螺旋状溝のプレス加工前に加熱する必要があり得るが、この際構造変化を伴う加熱処理は行われてはならない。

ドリルまたはスクリューの既知の製造方法に比べ、本発明による冷間成形方法は経済性の高さを特徴とする。なぜなら、全作業工程、特にシャンク、ヘッド、螺旋の成形が、唯一の多段プレス機内で行われ得るので、手間のかかる温度管理が不要であるからである。本発明の他の主な利点は、冷間成形により、本発明の方法で製造されたドリルまたはスクリューに仕上げ作業を加えなくてよい点である。よって、削岩機は他の仕上げ作業なしで製造できる。更なる利点は、冷間変形されたドリルまたはスクリューの特別な硬度である。なぜなら、冷間変形と冷間ひずみ硬化により構造変化が起こらず、結晶性グリッドアレイの方向付けがずっと維持されるからである。

本発明のとりわけ周知の温間成形方法に比した更なる利点は、冷間成形方法の公差精度と寸法精度である。

本発明の方法の実施に適した装置は少なくとも１つの冷間成形ユニットからなり、該冷間成形ユニットは、素材収容用中央開口部を有する案内型、開閉位置に可動な少なくとも２つの可動ジョーを有するジョー工具、および案内型の中央開口部内に導入可能な軸方向に可動な挟持ダイスからなる。

ジョー工具のジョーは閉鎖位置では大きさ変更可能な締付力により固定されている。ジョーの内壁部には、螺旋状溝の仕上げ成形用にネガティブ型として形成された輪郭をもつ部分が少なくとも１つ設けられている。

ジョーの内壁部に設けられた、螺旋状溝の仕上げ成形用にネガティブ型として形成された輪郭をもつ部分は、半勾配などの短いものであるか、または、冷間成形すべき部分の長さに相当すればよい。

特定な適用にはドリルに切断板を備えるので、例えばジョー工具の下端は、星団板を固定する偏平ヘッドを形成するための、勾配をかなり減らした部分または勾配のない部分を有する。

本発明による装置は、素材の予備成形用に指定された他の複数冷間成形ユニットからなっていてもよい。

前配置された冷間成形ユニットの１つが、素材ヘッドに平坦部分を仕上げ成形するための内部輪郭をもつ複数片のジョー工具を有すると好適である。このためには、ジョー工具の排出口をカウンタパンチで閉鎖できる。

前配置された冷間成形ユニットのもう１つは、素材の被冷間成形部分の断面形状変更用内部輪郭を有する複数片工具を有する。これは、螺旋状溝の本来の形成前などに平坦化してよい。

案内型は一体構成であっても、または、長手方向に２分されて構成されていてもよい。この際、両パーツ片は開閉位置に可動である。

本発明の好適な実施形態によれば、案内型、ジョー工具、挟持ダイスからなり螺旋状溝の仕上げ成形用に備えられた冷間成形ユニットが少なくとも、固定工具担体ユニットと工具担体ユニットの方向に移動可能なキャリッジを有する多段プレス機内に設けられている。

多段プレス機内には付加的押出し加工工具または付加的すえ込み工具が少なくとももう１つ内蔵されているべきである。

ジョー工具は好適には、内部にジョーが放射方向に変位自在に支承された一体または複数片からなる外部輪からなる。ジョーのジャケット面と輪の内面は、輪またはジョーの軸方向変位時にこれらが開閉位置に可動であるように円錐形に形成されている。

ジョー工具はジョーの開閉位置への放射方向移動のための別の駆動ユニットを備えていてもよい。ジョー工具は、工具担体ユニット上または多段プレス機のキャリッジ上に取り付けてよい。その場合は、キャリッジまたは工具担体ユニットに、ジョーの放射方向変位を行う操作部材が設けられる。

多段プレス機には更にもう１つせん断装置と他のプレス加工工具またはすえ込み工具を複数設けてよい。

以下、本発明の好適な実施例を図面を用いて詳述する。

本発明のツイストドリルの個々の製造方法工程Ａ、Ｂ、Ｃを時系列順に略図で示す。 方法工程Ｂとして示される構成のＡ−Ａ線に沿った拡大横断面図。 本発明のツイストドリルの製造の第二実施例の縦断面図。 ツイストドリルの製造の第三実施例の個々の製造方法工程Ａ、Ｂ、Ｃを縦断面略図で示す。 ツイストドリルの製造の第四実施例の個々の製造方法工程Ａ〜Ｇを縦断面略図で示す。 ツイストドリルの製造の第五実施例の個々の製造方法工程Ａ〜Ｅを縦断面略図で示す。 ツイストドリルの製造の第三実施例の個々の製造方法工程Ａ〜Ｄを縦断面略図で示す。 図７の方法工程Ｂによる予備成形された素材を示す。 本発明のツイストドリルの製造の他の実施例を示す。

図1は３体構造のジョー工具３を有する本発明のツイストドリル２の素材１からの製造方法工程Ａ、Ｂ、Ｃを略図で示す。この三つの方法工程Ａ、Ｂ、Ｃはドリル２の螺旋状溝８の製作のための冷間成形段階IIIの構成要素である。素材１はシャンク１１を形成する部分と螺旋状溝として成形すべき部分１９からなる。素材１は円筒状棒などとして形成されていてよい。

ドリルの製造には、個々の工具を使用してもよいし、または、素材１も内部で所定の長さに切断された素線から予備成形される多段プレス機内で製造が行われる。

多段プレスはこれ以上詳述されないが、それ自体は周知の構造の機械フレームを有する。この機械フレームはそれぞれ工具担体ユニットを備えた変位自在なキャリッジを有している。更に、せん断工具と少なくとも１つの押出し加工工具またはすえ込み工具およびジョー工具３が設けられている。

プレス加工には、キャリッジを移動させて工具の半分またはジョーが開閉位置へ移動されると同時に、工具３と挟持ダイス１３間の相対移動が開始される。

出発材料として供給された素線は、これ以上は詳述されないせん断ブレードで所定長さに切断され、この切断された素線部分がこれ以上詳述されないつかみ具または運搬装置で案内型９の中央開口部１０前へと位置決めされ挟持ダイス１３でこの内部へ挿入される。中央開口部１０は方法工程Ｃの図にのみ示される。場合によっては、まだ素線部分が案内型９内に導入される前に校正または予備成形されることが必要であり得る。

案内型９のすぐ後ろにジョー工具３が設けられる。これは、放射方向と軸方向に可動な３つのジョー４、５、６からなる（図２）。ジョー４、５、６の内壁部には螺旋状溝８を仕上げ成形するためにネガティブ型に形成された輪郭７を有する部分が設けられる。輪郭形成部分７は被成形ドリル螺旋の長手部分に渡ってのみ軸方向へ延びる。特定の適用事例では、輪郭形成部分７をより長く形成しても適切であり得る。

輪郭形成部分７の長さは螺旋勾配に依存して定まるが、この際、輪郭によって３６００螺旋の一部のみが必要である。ここに示された単なるツイストドリル２の製造例では外径が一定であるため、型９の一体構成で全く十分である。型９の中央孔または中央開口部１０の直径は素材１の外径よりわずかに大きいにすぎない（公差は１００分の１範囲）。案内型９は、プレス加工工程または成形工程中に素材１が万が一折れ曲がらないように必要なものである。

図１の方法工程Ａに示されるように、ジョー工具３は冷間成形工程開始前に閉鎖され、ジョー４、５、６はその隔離面１２で接触している。

前もって製作された、好適には円筒状の素材１は挟持ダイス１３で型９の中央開口部１０へ、突出する工具内部輪郭７と接触するまで挿入される。次いで、挟持ダイス１３に、素材１を工具内部輪郭７に沿ってジョー工具３の中央開口部または空洞１７を通してスピニングまたはプレス加工するに十分な大きさの必要な軸方向押付力が加えられる。この際、素材１は螺旋状溝８をジャケット面に形成しながら塑性冷間変形される（方法工程Ｂ）。同時に、ジョー工具３のジョー４、５、６が高加圧力にふれて開いてしまい押されて相互に離れてしまうことを回避するために、ジョー４、５、６上に十分に大きい締付力が加えられる。プレス加工工程中素材は、塑性冷間変形により長手方向へ引き抜き加工または引き張りされる。

螺旋状溝８の仕上げ成形とともに、溝８が形成される部分１９は自律的にゆっくりと長手軸周りを回転する。螺旋状溝８は素材の所定部分１９に沿ってのみ形成される。方法工程Ｂに見られるように、これに達するとダイス１３の押付力とジョー４、５、６の締付力はゼロへ向かい、方法工程Ｃに示されるように、これらが開けられる。

完成したツイストドリル２の取り出しには挟持ダイス１３が引き続き加圧方向へ移動される。工具構想に依存して、ドリル２は、反対方向へ移動される別の取り出し装置など他の方法で取り出してもよい。

必要な押付力も締付力も、多段プレス機内にあるアセンブリまたはバネ筐体を介して生成できる。ジョー工具３は示されている例では、ジョー４、５、６が放射方向に可動に支承されている軸方向に変位自在に支承された外部輪１４からなる。輪１４は方法工程Ｃに見られるように、ジョー４、５、６の開放運動方向へ先細りする円錐状のジャケット面１５上を案内される。輪１４はこれに対応する円錐状内面１６を有する。

ジョー工具３を開けるためには、輪１４を加圧方向へ動かす。多段プレス機内に設ける場合は、ジョー４、５、６を開けるために、これ以上詳述されない係合部材を介した輪１４の多段プレス機のキャリッジの送り込み動作による運動が誘導される。ジョー４、５、６の開閉運動は他の方法でもできる。

図３から図７には、本発明の方法で製造されるドリルの様々な実施例が示される。。

図３には、図１と図２に示されたドリルとは、シャンクの上部１１ａの直径が螺旋状部分１９の外径より小さい点だけが異なるツイストドリル２が示される。

直径がより小さいシャンク１１ａはすでに先行させるプレス加工段階で素材１にて製作される。螺旋状溝１９は図１の方法工程ＡからＣにより類似した方法で形成される

図４から図６は、溝なしに形成されるヘッド端に偏平部分２０を有するツイストドリル２を示す。この部分２０には後から超硬合金使用の切断板が固定される。後述のように、これらのドリルの製造はさまざまに行われ得る。

図４には、先端またはヘッド２０が偏平化されたツイストドリル２の製造のための方法工程Ａ「工具の載置」、方法工程Ｂ「素材の冷間成形」と方法工程Ｃ「製造されたドリルの取り出しと除去」が示される。シャンク１１と螺旋状部分１９は類似した直径を有する。前述の図と異なり、ジョー工具３のジョー４、５、６とその内部輪郭７の構成が異なる。ジョーは先端２０を含む螺旋状溝１９と同じ長さを有する。

ジョーの下部の内部輪郭は、偏平先端２０が形成されるように設計される。この部分の上部にジョー４、５、６の全長にわたり螺旋状内部輪郭７が形成される。

ジョー工具３の閉鎖後、素材１が挟持ダイス１３でジョー工具３の空洞内へ押圧される（方法工程Ｂ）。この際、塑性変形により偏平先端２０と螺旋状部分１９が形成される（方法工程Ｂ）。次いで、ジョー工具３が開けられ、ドリル２が別の取り出し装置２３により加圧方向と反対方向へ取り出される（方法工程Ｃ）。方法工程ＡからＣは冷間成形段階IIIの構成要素である。

図５に示された方法工程ＡからＧによれば好適には円筒状の素材１がまず、冷間成形すべき部分１９の下パーツ片１９ａがこの部分１９の他のパーツ片より小さい直径を有するように、別の２体構成工具１８（第一工具）内で冷間成形される。案内型９内に挿入された素材１は（方法工程Ａ）挟持ダイス１３で工具１８の、直径がより小さい円筒空洞１８ａ内に押圧される（方法工程Ｂ）。方法工程ＡとＢは先行冷間成形段階Iを形成する。

冷間成形された部分１９ａの外径は、後続して送り込まれるジョー工具２１（第二工具）のジョー４、５、６が、部分１９ａのジャケット面と接触せずに支障なく閉鎖されるように算出される。冷間成形段階Iの終了後、後続の冷間成形段階II（方法工程ＣとＤ）が、多段プレス機の次の位置で行われる。ここで、工具内部輪郭７が螺旋状溝部分８ａと（螺旋状溝のない）ヘッド部偏平部分２０が生成されるように（方法工程Ｄ）設計されたジョー工具２１が使われる。ジョー工具２１の中央開口部はカウンタパンチ２２により下から閉鎖される。次の方法工程Ｄにより挟持ダイス１３は必要な押付力で素材１を押圧する。それにより、素材１の下パーツ片１９ａは、短い螺旋状溝部分８ａと偏平部分２０が形成されるように変形される。変形の間、素材は、工具空洞が完全に満たされるまで冷間圧造される。カウンタパンチ２２により素材１の下押しが回避される。

第二のジョー工具２１を開けた後、予備成形された素材が案内型９からつかみ具で取りはずされ、次の位置である冷間成形段階IIIに運搬され、この位置に属する案内型９内に挿入される。

この冷間成形段階IIIでは、螺旋状溝８が形成される（方法工程ＥからＧ）。

冷間成形段階IIIで使用される第三ジョー工具３は構造上、図１に示されたジョー工具３に相当する。第三ジョー工具３のジョーの長さ、あるいは高さは、これらが閉鎖状態では螺旋状溝部分８ａのみを囲繞するように算出される（方法工程Ｅ）。素材１のヘッド２０は工具３から突出する。ジョーは図１に示されたジョー工具３に類似して螺旋状内部輪郭７を有する。

次に方法工程Ｆによれば、素材１が挟持ダイス１３で工具開口部を貫通して加圧され、その際部分１９のまだ残っているパーツ片上に螺旋状溝８が作られる。ジョー工具３はプレス加工工程後開けられ、ツイストドリル２が挟持ダイス１３を引き続き動かすことにより加圧方向に取り出される（方法工程Ｇ）。

個々の冷間成形段階I、II、IIIは案内型９と各工具１８、２１、３からなる別の冷間成形ユニットでそれぞれ実施される。

更なる方法（図６）によれば、素材１として円筒形金属棒が使用される。これは、挟持ダイス１３で、ジョー工具２１と類似してカウンタパンチ２２で図５のように形成されるジョー工具２１内へ押圧される。方法工程ＡとＢは冷間成形段階IIを形成し、方法工程ＣからＥは冷間成形段階IIIを形成する。方法工程ＢからＥは図５に示された方法工程ＤからＧに相当する。製造されたツイストドリル２のヘッドもやはり偏平部分２０を有する。

ジョー工具２１と３は図５に類似して設計される。図７に示された方法では、先行プレス加工段階（冷間成形段階I）で工具１８で円筒形素材１が、穿孔くず溝を備えるべき部分１９が平坦化されるように、つまり、図８に示されるように長円形孔状の断面形状を有するように、変形される。方法工程Ｂによれば、好適には円筒形の素材がダイス１３で押出し加工により図８に示されるように所望の形状にされる。工具１８を開けた後、予備成形された素材１は冷間成形段階Iの案内型９から取り除かれ、後続位置（冷間成形段階III）の案内型９へ供給される。この中で、予備成形された素材１は方法工程Ｄにより挟持ダイス１３で、図１に示したジョー工具と類似構成のジョー工具３により押圧される。冷間成形すべき部分１９の断面はすでに減少されたので、穿孔くず溝の形成に必要な成形力は少なくなる。製造されたツイストドリル２はシャンクからヘッドまで一定の直径を有する。次いでドリル２の取り外しが上記と類似した方法で行われる。

本発明の他の実施形態によれば、図９に示すように、領域１９の断面形状は前もってならい削りされる。かような事前ならい削りは多角形断面を有し、これはとりわけ三角、正方形（切断面ＡＡとＢＢ参照）、六角形（切断面ＣＣ参照）、または八角形（図示されず）であってよい。多角形断面は星型であっても好適である。領域１９のこの事前ならい削り部分により、螺旋状溝８を製作する際かかる力が円筒形素材の円形断面の場合より少なくてよいという利点が達成される。ここで事前ならい削りは挟持ダイス１３内の力を材料の体積の事前分配により減らし、それによりジョーと型に作用する縦力をも減らす。ならい削りの選択においては、多角形の数を切刃と溝の数に合わせると有利である。したがって、本発明では、切刃が３本のツイストドリルでは素材として三角形の断面を選ぶのが有意義である。

方法工程ＡＡとＢＢで螺旋状溝８を製造した後は、方法工程ＣＣで、螺旋状溝８に成形されなかった領域が冷間変形で、ドリルチャック内にドリル収容するのに適した部分などに成形される。

本発明の更なる方法では素材全部が冷間成形段階で変形され、六角形断面などに冷間変形される。素材全部の六角形の事前変形はとりわけ、六角形部分の体積がすでに事前分配されたので螺旋状溝へと変形される領域の縦力が円筒形断面の場合より少なくてよいという利点を有する。螺旋状溝へ冷間変形されない領域はドリルチャック内に後にドリルを収用するための挟持領域として使用できる。

図９のＣＣで示すようにこの冷間変形はジョーでできる。棒状または線状の出発材料がすでに多角形断面を有し素材がこれ以上の冷間変形を必要としないこともやはりあり得ることである。

１ 素材
２ ツイストドリル
３ ジョー工具
４ ジョー
５ ジョー
６ ジョー
７ 工具内部輪郭
８ 螺旋状溝
８ａ 溝部分
９ 案内型
１０ ９の中央開口部
１１ シャンクまたは収容部
１１ａ １１の上端
１２ 隔離面
１３ 挟持ダイス
１４ 輪
１５ ジャケット面
１６ 内面
１７ ３の中央開口部または空洞
１８ ２体構造工具（第一工具）
１８ａ 空洞
１９ １の被冷間成形部分
１９ａ 下パーツ片
２０ ヘッド部偏平部分
２１ ジョー工具（第二工具）
２２ カウンタパンチ
２３ 取り出し装置

Claims (15)

1. 事前製造された素材（１）から出発して、この中に螺旋状溝（８）が成形工程により製造される、螺旋状溝付き金属製細長部材におけるツイストドリルまたはスクリューの製造方法であって、該素材（１）が案内型（９）に導入された後、内壁部は該螺旋状溝（８）形成用のネガティブ型として形成された輪郭（７）をもつ部分を少なくとも１つ有する少なくとも2つの可動ジョー（４、５、６）を有するジョー工具（３）内で多段プレス機内で成形され、該素材（１）用出発材料として、１つまたは複数の押出し加工段階またはすえ込み段階で素材（１）へと成形される所定長さに切断された金属線を使用し、冷間成形される少なくとも１つの冷間成形段階（III）が設けられ、該案内型（９）内にある該素材（１）の自由端に係合する軸方向に可動な挟持ダイス（１３）により、該素材（１）は閉鎖された該ジョー工具（３）の中央開口部（１７）を少なくとも部分的に貫通押圧され、その際、該輪郭（７）と接触する間に塑性冷間変形により螺旋状溝（８）が製作され、プレス加工工程の終了後該ジョー工具（３）が開けられ、成形された素材（２）がここから取り除かれ、成形工具（３，１８，２１）の少なくとも１つの該ジョー（４、５、６）にかかる締付力、または該挟持ダイス（１３）の移動にかかる力が、該多段プレス機の移動可能なキャリッジを介して発せられることを特徴とする螺旋状溝付き金属製細長部材におけるツイストドリルまたはスクリューの製造方法。
2. 前記素材（１）のシャンク（１１）ないしヘッド（２０）が他の、先行冷間成形段階（I、II）で予備成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 先行冷間成形段階（I、II）で前記素材（１）が変形される間に、前記素材（１）が他の案内型（９）内に少なくとも部分的に案内され、必要な成形力が前記挟持ダイス（１３）の軸方向運動により生成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記螺旋状溝（８）が形成される前記素材（１）の部分（１９）が、先行成形段階（I）で変形されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記螺旋状溝（８）が形成される前記素材（１）の前記部分（１９）が、先行冷間成形段階（I、II）で、丸い断面形状から長円形孔状断面形状（２０）または楕円断面形状（２０）へ変形されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 冷間成形段階（III）において１つの方法工程で螺旋状溝（８）が形成され、前記素材（１）のヘッド（２０）の断面が縮小されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記冷間成形段階（II）の１つにおいて前記素材（１）の下パーツ片の断面が螺旋状溝の無い偏平部分（２０）へと変形され、隣接部分（１９ａ）上では短い螺旋状溝部分（８ａ）が形成され、その際、冷間成形の間ジョー工具（２１）の中央開口部が押さえ手段（２２）で閉鎖されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
8. 前記素材がある領域を有し、これ以上冷間変形されないか、または、該素材が螺旋状溝製作後、冷間変形される領域を有し、該領域がドリルチャック用挟持領域またはアダプタ挟持領域として適するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法を実施するための装置であって、少なくとも１つの冷間成形ユニット（III）を有し、該冷間成形ユニットは、素材（１）の収容用中央開口部（１０）を有する案内型（９）、開閉位置に可動な少なくとも2つの可動ジョー（４、５、６）を有するジョー工具（３）、少なくとも１つの押出し加工工具またはすえ込み工具、および該案内型（９）の該中央開口部（１０）内に導入可能な軸方向に可動な挟持ダイス（１３）からなり、該ジョー（４、５、６）は閉鎖位置では大きさ変更可能な締付力により固定され、該ジョー（４、５、６）の内壁部には、螺旋状溝（８）の仕上げ成形用にネガティブ型として形成された輪郭（７）をもつ部分が少なくとも1つ設けられ、該冷間成形ユニット（III）が固定工具担体ユニットと該工具担体ユニットの方向に移動可能なキャリッジを有する多段プレス機内に設けられていることを特徴とする装置。
10. 前記ジョー工具（３）の下端がヘッド（２０）を成形するために、勾配を減らした部分（２０）を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前配置された冷間成形ユニット（I）の１つが、前記素材（１）の前記被成形部分（１９）の断面を変更するための内部輪郭をもつ複数片の工具（１８）を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の装置。
12. 前記ジョー工具（３）が前記ジョー（４、５、６）を開閉位置へと放射方向へ動かす外部駆動ユニットと結合していることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記ジョー工具（３）が工具担体ユニット上または多段プレス機のキャリッジ上に取り付けられ、該キャリッジまたは該工具担体ユニットに前記ジョー（４、５、６）の変位を可能とする操作部材が設けられていることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記素材（１）が冷間変形される領域を有し、この領域がドリルチャック用挟持領域として適するように形成されていることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記素材（１）の前記領域が多角形断面を有することを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれかに記載の装置。

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