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WO2005089973A1 - Fliessformbohrverfahren mit gleichzeitiger gewindeherstellung und fliessformbohrwerkzeug zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Fliessformbohrverfahren mit gleichzeitiger gewindeherstellung und fliessformbohrwerkzeug zur durchführung des verfahrens Download PDF

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Publication number
WO2005089973A1
WO2005089973A1 PCT/DE2005/000442 DE2005000442W WO2005089973A1 WO 2005089973 A1 WO2005089973 A1 WO 2005089973A1 DE 2005000442 W DE2005000442 W DE 2005000442W WO 2005089973 A1 WO2005089973 A1 WO 2005089973A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
section
thread
tool according
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2005/000442
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Grüner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2005089973A1 publication Critical patent/WO2005089973A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/32—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/063—Friction heat forging
    • B21J5/066—Flow drilling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G7/00—Forming thread by means of tools similar both in form and in manner of use to thread-cutting tools, but without removing any material

Definitions

  • the present invention relates to a method, a tool and a device for producing threaded holes, in particular in workpieces of low material thickness, preferably in workpieces made of a metallic material. 10 It has always been a problem to create holes with an internal thread in components with a thin cross-section, since the method of first drilling a hole using a machining process and then cutting a thread in it, because of the short thread length and therefore the small number of usable threads is often unsuitable. The use of so-called machine taps, which combine the process of drilling and tapping, encounters the same problems with low 20 material thicknesses.
  • I ⁇ rsat ⁇ .IWÜ i a mandrel of conical or concave contour with a sharp tip, which is followed by a cylindrical section with a threaded molded part raised on it.
  • this tool is only suitable for very thin sheet metal, not too strong. There are also limits to the tool life and the working speed due to the rapid blunting of the tip.
  • FIGS. 8A to 8D The tool is shown in FIGS. 8A to 8D in a side view and in three cross-sectional variants.
  • the tool 910 has a conical section 912 with a centering tip 911.
  • the cone section 912 is followed by a first cylinder section 914, which is followed by a second cylinder section 916 of larger diameter.
  • the cone section 912 and the first cylinder section 914 have a triangular cross section, the tips of the triangle either being cut off by a circular path as shown in FIG. 8B or, as shown in FIG.
  • FIG. 9 The process sequence of a drilling method with the above-mentioned tool 910 according to the prior art is shown schematically in FIG. 9, which is modeled on a display on the website of Kavon CZ s.r.o., CZ. A subsequent thread forming step is also indicated in the figure.
  • the figure shows how the tool 910 drills a hole in a flat plate 900. If the tool 910 is placed with its tip on the surface of the workpiece 900 and rotated at a sufficient speed, the material heats up due to the friction between the tool tip and the surface. With a suitable selection of the speed, the material begins to flow immediately and evades the pressure of the tool tip, being pushed back downwards and radially outwards and thrown upwards and radially to the side until the tool breaks through the comparatively thin wall and with the second cylinder section ' on the bead-like material thrown outwards and flattened thereby.
  • the displaced material of the workpiece takes on the overall shape of a collar or eye or bush 905, which nestles against the outline of the tool and is retained after the tool is removed.
  • the length or thickness of the resulting Collar or eye or the resulting bush 905 exceeds the thickness of the workpiece itself.
  • EP 0 057 039 B1 discloses a flow form drill for providing sheet metal material with holes, the cross section of which in the cone section or the first cylinder section has a polygonal shape of the number of corners 3 or 4 with convex sides and rounded corners, the lines of which correspond to a certain complex harmonic Function obeys.
  • EP 0 015 518 AI discloses a flow form drill, the tip of which has a short cutting edge.
  • a shaped section in the manner of a groove can be provided, which gives the depressed material a defined shape.
  • the shape of the resulting hole can be controlled by the length of the first cylinder section 914. If the first cylinder section is short, the hole may have a cross section which tapers in a conical manner in the tool feed direction. On the other hand, if the first cylinder section is long, a continuous cylindrical hole can be produced.
  • a second cone section can also be provided, the cone angle of which is more acute than that of the first cone section 912.
  • the second A flat or conical countersunk part can be provided in the cylinder section 916 in order to plate the material portion thrown outwards and to remove any burr that may have arisen.
  • the advantages of this procedure are obvious.
  • the material in the area of the hole is used to form a bushing, the length of which considerably exceeds the material thickness.
  • the material flows under the influence of great frictional heat and solidifies again, which contributes to the final strength and shape retention of the bush, especially when compared to cold-formed structures.
  • An introduced in such a 'hole thread has a greater effective length, and does not break as easily as from a cut in a thin wall thread. Additional energy, material and time-consuming process steps such as soldering, welding or riveting are no longer necessary.
  • the flow drilling process is followed by a thread formation process.
  • the thread is produced with the aid of a separate thread-forming tool 920, which does not work by cutting material, but by displacing or flow-forming the material ("flowtapping").
  • thread formers also called thread formers or thread pressers
  • thread formers are known in the art.
  • the differences in geometry between a thread tapping tool and a machining tap performing machining are described below with reference to FIGS. 10A to IOC on the one hand and 11A to 11C on the other hand.
  • Figure 12 shows the flow behavior of the material during pressure forming by thread forming, in particular the mode of action of a start of the thread former.
  • FIGS. 10A to IOC show the tool geometry of a tap and the geometry of a thread produced with a tap according to the prior art.
  • FIG. 10A shows a cross section of a tap 950
  • FIG. 10B shows a longitudinal section of a front part of the tap 950
  • FIG. IOC shows a longitudinal section through a few teeth of a thread produced in a workpiece 960 using the tap 950.
  • the tap 950 has a plurality of flutes 952, which define a plurality of cutting studs 954, each with a cutting edge 954a.
  • reference number 956 denotes an outer diameter of the tool.
  • the gate 958 is formed by conically cutting off the tips of the first teeth, while the core diameter 957 remains unchanged in the region of the gate.
  • FIGS. 11A to 11C show the tool geometry of a thread turret and the geometry of a thread produced with a thread turret according to the prior art.
  • FIG. 11A shows a cross section of a thread groove 970
  • FIG. 11B shows a longitudinal section of a front part of the thread groove 970
  • FIG. 11C shows a longitudinal section through a few teeth of a thread produced in a workpiece 980 with the aid of the thread groove 970.
  • the thread cutter 970 has a polygonal cross section in a known manner, which defines a plurality of pressure studs 972 in its raised parts.
  • Lubrication grooves 974 are formed in the recessed portions of the polygonal cross section.
  • reference number 976 denotes an outer diameter of the tool.
  • the reference number 978 in FIG. 11B denotes the line of a run-up, which serves to make it easier to screw the tool into the workpiece, and the reference number 977 denotes a core diameter.
  • the geometries of the teeth are completely preserved in the area of the run-up 978, and the core diameter in the area of the run-up 978 tapers parallel to this.
  • Figures IOC and 11C show the differences in geometry between a thread made by cutting and a thread made by grooving.
  • grooves 962 are formed by cutting material, which in turn define tooth flanks 964. At a point 966, the tooth flanks merge into the tooth base.
  • the cutting action of the thread cutter 950 cuts the "fiber course" 968 in the structure of the material of the workpiece 960, as a result of which the load-bearing capacity of the thread is reduced, in particular by an increased notch effect at a transition point 966.
  • the fibers 988 are only compressed, but not cut off. Material is therefore present in a compressed state at a transition point 986 between the tooth flank 984 and the tooth base. As a result, this points Transition point high toughness compared to the cut thread. Therefore, the teeth of a grooved thread are more stable and do not break out as easily as the teeth of a cut thread.
  • FIG. 1 The details of the formation of a thread by furrows are shown in FIG.
  • the front part of the thread formation 970 is shown in the area of the start-up, namely with its first three teeth or gears 972a, ( 972b and 972c.
  • the tool 970 is rotated and translationally moved in the direction of an arrow "III".
  • Each of the Gears 972a, 972b, 972c penetrate deeper into the material of the workpiece 980.
  • the processed material is thrown up and on until it overlaps in a kind of wave motion between the two tooth flanks and forms a groove 990.
  • the state of the formation of the groove 990 becomes Generally regarded as the ideal condition of a grooved thread, any further deformation, such as a further displacement of the material so that the groove 990 closes, deteriorates the properties of the thread.
  • the methods of threading into through holes made by flow drilling are not limited to furrows. Rather, thread cutters can also be used, provided the material temperature permits such a process.
  • FIGS. 13 and 14 each show the threaded part of a tap and a thread milling cutter in a side view
  • FIG. 15 shows a process sequence for thread milling.
  • a technology related to thread grooving uses the kinematics of thread milling and combines this with the principle of thread grooving.
  • a tool with a geometry similar to that of a thread cutter is used, in which, as with the thread milling cutter, the
  • Thread grooves are not helical, but are formed in the circumferential direction and the cross section of the threaded part has a polygonal cross section with several pressure studs. If the tool is now passed through the machine in a circular manner as with thread milling, the thread is not cut by cutting, but, as with thread grooving, formed by plastic deformation of the material, in that the press studs "hammer" the contour of the thread into the material, so to speak.
  • This type of thread formation which is called “chipless thread MiHing” or "circular thread grooves" is the subject of the German patent application No. 103 18 203.9 of the applicant of the present invention.
  • the invention is therefore based on the object to provide a particularly economical method and a corresponding device for producing high-quality threads in workpieces, in particular of low material thickness, with or with which it is possible to significantly increase the accuracy and quality of the thread to be produced.
  • a method for producing a thread in a workpiece preferably of thin material, has the steps of claim 1.
  • the tool for producing the “bushing” in the thin-walled workpiece is combined with the thread forming tool by the so-called flow form drilling method.
  • the tool modified according to the invention already has an optimally coordinated geometry of the different tool functional sections, with the additional advantage that these functional sections, i. Bore widening section and thread forming section are automatically centered exactly to one another. This alone improves the quality of the thread in a simplified process.
  • the method according to the invention can advantageously utilize the plasticized state of the material, because the thread formation section engages in the freshly formed hole with little delay. This can be used to significantly increase the processing speed without compromising on quality.
  • the process steps and the number of tools required are thus reduced, and even the flow properties of the heated material can be advantageously used if required.
  • the process step of forming the thread can be carried out using all techniques known hitherto, such as, for example, furrowing, circular furrowing, cutting or milling, the tool geometries described in the introduction to the description essentially being able to be retained.
  • a modification of the thread formation sections in comparison to the conventional formation can, however, result from the fact that the thread is introduced into a possibly still plastic material.
  • a thread forming section can cause a larger material displacement in comparison to the conventional geometry of a thread former. It has been shown that by simple geometric coordination of the two main functional sections of the tool according to the invention, ie the bore insertion section and the
  • Thread formation section the process flow can be controlled so that the workpiece temperature is optimally adapted to the needs of the respective process step.
  • the condition of the material to be machined can be used particularly advantageously to increase the economy of the manufacturing process.
  • the heating and displacement steps are preferably carried out at a first speed and a first feed rate which are adapted to the melting temperature and the flow behavior of the material of the workpiece, while the step of forming a thread at a second speed and a second feed rate are carried out, which are additionally adapted to the pitch of the thread.
  • the method can further comprise a step of shaping the edge of the hole with the same tool, in particular by milling or countersinking, and a step of removing the tool from the borehole.
  • the step of forming the hole rim may include a step of controlling the axial force of the tool.
  • the method can have a step of setting the tool and workpiece temperature in all steps.
  • the step of setting the temperature can comprise the steps of adjusting the rotational speed and / or adjusting the feed rate and / or cooling the tool.
  • the temperature setting can be adjusted so that the optimum tool and workpiece temperature is achieved for the respective process step.
  • aspects of the present invention can be carried out without a tool change or a repositioning of the workpiece and / or the tool is required.
  • the friction and shaping section preferably has a friction concentration section at its tip and a widening section adjoining it.
  • the friction concentration section can be designed as a centering tip or also spherical, in particular with the design in the form of a centering tip it is possible to drill into the solid material with high precision.
  • the expansion section can have a conical shape.
  • the cone angle is preferably between 10 ° and 60 °, in particular between 10 ° and 30 °, in a particularly preferred manner 20 ° +/- 5 °. It has been shown that the cone angle when machining steel sheet should advantageously be varied in this area and delivers the best results with regard to the expansion function.
  • the cone of the expansion section can be convex or concave to allow adaptation to the particular flow properties of the material to be processed and to control the displacement speed and direction.
  • the friction and molding section can furthermore have a cylindrical molding which adjoins the widening section.
  • the cylindrical molded part can have an essentially cylindrical shape.
  • the length of the shaped cylinder part can be used to control the state in which the thread formation section adjoining the friction and form section comes into engagement with regard to the shape, smoothness and temperature of the through hole.
  • the diameter of the cylindrical molded part or the largest diameter of the expansion section is preferably adapted to the core diameter of the thread to be formed.
  • the special feature of the tool according to the invention is thus that the diameter of the cylindrical molded part or the largest diameter of the widening section corresponds to the inside diameter of the exit bore that is optimally adapted for the subsequent thread forming work step, such as when milling or cutting. This creates an optimal engagement situation for the subsequent thread formation section.
  • the thread formation section of the tool has at least one groove with a substantially notch-shaped cross section which extends helically over the length of the thread formation section.
  • the cross section is preferably of polygonal shape, which defines a plurality of pressure studs.
  • the number of polygons is preferably between 4 and 12, particularly preferably between 4 and 8. With such a profile, the thread can be produced in the manner of a conventional thread tapping.
  • Lubrication grooves can be provided in the flanks of the plurality of pressure studs. So it is possible to
  • the thread formation section can have a cylindrical contour in a main section and a conical shape in a start-up section arranged in front of it Have a contour.
  • the angle of the outer contour in the run-up section can be between 1 ° and 12 °, preferably 6 ° +/- 2 °.
  • the start-up section facilitates the formation of the thread shape in the workpiece.
  • a conical intermediate section can be provided upstream of the starting section or, if no starting section is provided, the main section.
  • the cone angle of the intermediate section is preferably 60 ° +/- 10 °.
  • the intermediate section serves on the one hand for easier access for a tool for forming the grooves in the thread forming section.
  • the intermediate section can be designed such that the material of the workpiece is heated again by pressure and friction after passing through the cylinder forming section.
  • the thread formation portion may also have a circular cross section. This is possible if the heated material is still so flexible after the flow form drilling that it can be displaced without the flexing effect of the press studs.
  • the geometry of the tool that is simplified in this way allows the tool to be manufactured more cheaply.
  • the thread formation section of the tool has a circular cross-sectional profile, one or more flutes that extend axially or helically over the length of the thread formation section and that have a cutting edge, and at least one groove that extends helically over the length of the thread formation section with a substantially notch-shaped cross section , With such a profile, the thread can be produced in the manner of a conventional thread cutter.
  • the thread forming portion of the tool has a circular cross-sectional profile of smaller diameter than that of the cylinder forming portion, one or more flutes that extend axially or helically along the length of the thread forming portion and that have a cutting edge and a plurality of circumferentially extending Grooves with a substantially notch-shaped cross-section.
  • the thread can be produced in the manner of a conventional thread milling cutter.
  • the thread forming portion of the tool may have a polygonal cross-sectional profile of a smaller circumferential diameter than that of the cylinder forming portion, the polygonal cross-sectional profile defining a plurality of press studs, and a plurality of circumferentially extending grooves having a substantially notch-shaped cross-section.
  • the polygon number is preferably between 4 and 12, particularly preferably between 4 and 8.
  • the tool can also have one or more cooling channels for supplying a cooling medium.
  • the temperature of the tool and thus also the temperature of the material to be machined can be controlled by supplying the cooling medium.
  • the tool can be combined with a hole edge shaping device, advantageously according to claim 43.
  • a hole edge shaping device advantageously according to claim 43.
  • the top of the threaded hole can also be in the desired shape be designed with one and the same tool.
  • the hole edge shaping device can be designed as a face mill, countersink, countersink or other form cutter.
  • the hole edge shaping device can connect to the thread formation section and can be formed in one piece with the tool or can be firmly connected to it.
  • the hole edge shaping device is particularly suitable for use in connection with the tool forms of the thread milling cutter and the circular thread turret.
  • the tool can have a rotation locking device and the hole edge shaping device can have a separately designed hole edge shaping part with a rotation locking counterpart, which cooperates with the rotation locking device of the tool in such a way that a relative movement of the hole edge shaping part with respect to the tool is prevented in the direction of rotation, while a relative movement of the hole edge shaping part with respect to the tool in Axial direction is made possible.
  • the hole edge shaping device can furthermore have a bearing part and a spring part, the bearing part being formed in one piece with the tool or preferably axially adjustable with it but being axially fixedly connectable and the spring part being arranged such that the hole edge forming device is resiliently supported against the bearing part.
  • the rotary locking device can be a flat radial flattening on the circumference of the tool, wherein the rotary locking counterpart can be formed by an adjusting element, preferably an adjusting screw, which is arranged in the perforated edge molded part and can be adjustable to a predetermined distance from the rotating locking device.
  • the rotary locking device can be a pin protruding in the radial direction on at least one side from the circumference of the tool and the rotary locking counterpart can be a groove made on the hole edge molded part, which comes into engagement with the pin when the hole edge molded part is fitted onto the tool.
  • the tool preferably consists of a high-strength material, such as solid carbide. This material is able to withstand the high temperatures and mechanical loads that occur. For machining softer materials such as aluminum, copper, brass or plastic, the tool can also be made of a less resistant material such as HSS. Of course, other high-strength materials such as cermets, i.e. Sintered materials or ceramics are used.
  • the tool can also wear a wear protection layer and / or a soft material layer, in particular in the area of the threaded part.
  • the applicant's coatings according to patent applications DE 102 12 383.7 and DE 103 47 981.3 are particularly effective layers and EP 03 006 383.8, to which express reference is made here and the disclosure of which is intended to be part of this application.
  • the above-mentioned object is achieved by a device according to claim 54.
  • FIGS. 1A to 1E a method according to the present invention with a tool according to a first preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 the tool according to the first preferred embodiment of the present invention in an overall side view
  • FIGS. 3A to 3C components of a milling attachment arrangement for use on the tool from FIG. 2
  • Figure 4 is a plan view of the component of Figure 3A in the direction of an arrow I in Figure 3A
  • 5 shows an enlargement of the front region of the tool from FIG. 2 with the milling attachment arrangement from FIGS.
  • FIG. 9 shows a method using the tool according to the prior art; in FIGS. 10A to IOC a cross-sectional profile and a longitudinal-sectional profile of a conventional thread cutter and a geometry of a thread produced with such a tool; in Figures ILA to LLC a cross-sectional profile and a longitudinal section profile of a conventional thread turret and a geometry of a thread produced with such a tool; in Figure 12 is a schematic representation of the
  • FIGS. 1A to 1E Preferred embodiments of the present invention will be explained below with reference to the drawings.
  • FIGS. 1A to 1E reference numerals have been omitted for the sake of clarity.
  • the reference numerals mentioned in this section refer to the tool shown in FIGS. 2 to 5.
  • a tool such as the tool 100 shown in FIG. 2, which is already referred to at this point in advance, has a cone 144 with a friction tip 142, for example in the form of a centering tip, in a manner known per se rotated at a certain speed and placed on a workpiece to be machined at a certain feed rate. This state is shown in Figure 1A.
  • FIG. 1B shows the state in which the tip of the tool breaks down.
  • the upper area of the resulting hole is already in engagement with a cylindrical part 146 of the tool 100, which adjoins the cone 144 in a manner known per se, while the lower area of the hole nestles around the cone 144 of the tool 100.
  • the tool moves at a feed rate that can differ from the feed rate when the tool 100 is placed on.
  • the thread is formed in the still warm material. Mechanical stresses on the tool are therefore reduced, even if there is a larger amount of material shift compared to conventional thread formers.
  • the thermal load, especially on the fine tooth profile of the thread formation section 160, is comparatively high. It is therefore important to choose a suitable material for the tool, possibly combined with suitable cooling.
  • the principle of the functioning of the tool shown in FIG. 1 is not restricted to a specific type of thread production. If the thread formation section 160 functions as a thread turret or circular thread turret, a further displacement or expansion of the hole results in the thread forming process. By means of a short, conical extension 162 after the cylindrical section 146 and before the actual thread forming part 164, 166, "heating of the material by friction can be achieved once again.
  • a cutting or milling attachment 200 reaches the end of the feed movement of the tool 100.
  • Tool 100 fixed in the direction of rotation, but axially is flexibly attached, the upper edge of the hole or the material thrown outwards. (The storage of the milling attachment will be described in more detail later.) As a result, the milling attachment removes the upper edge of the hole.
  • the resilience of the milling attachment in the axial direction is dimensioned such that material removal is possible, but the thread-forming part is not blocked in the thread which has just been formed and thereby destroys it.
  • both the feed and the rotary movement of the tool 100 end. The state just before the movement of the tool is ended is shown in FIG. 1D.
  • FIG. 2 shows a tool 100 according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • a substantially cylindrical shaft part 120 is provided with a driver section 122.
  • the driver section 122 is shown here as an outer square. However, the driver section can be different Take shapes, such as a plate, a slot, a hexagon, one or a plurality of longitudinal grooves, etc. A driver section can also be completely missing. The rear end can also be designed conically.
  • the shaft part can also have a different cross section overall, such as a hexagonal cross section or the like.
  • the shaft part 120 is to define the rear end of the tool in the axial direction thereof.
  • the opposite axial end is thus defined as the front end of the tool.
  • the front end of the tool has a machining part that can be divided into a flow drilling part 140 and a thread forming part 160.
  • the flow drilling portion 140 is also referred to as a friction and form section
  • the thread forming portion 160 is also referred to as a thread forming portion.
  • the flow drilling portion 140 has a friction concentration portion 142, an expansion portion 144, and a cylindrical shape portion 146.
  • the friction concentration section 142 is designed as a cylindrical grinding.
  • the friction concentration portion 142 may also be a grain tip or other shape.
  • the expansion section 144 which is connected to the
  • Friction concentration section connects is a
  • a cone angle WK of 10 to 30 °, measured from the center line LM, has proven to be particularly advantageous for the currently preferred applications. exposed.
  • the cone angle depends on the process parameters, in particular on the material to be processed.
  • the general cone shape can also have a convex or concave curvature.
  • the direction of curvature can also change in the course of the axial extension of the widening section. The displacement speed and direction can thus be controlled as a function of the diameter of the hole to be formed which has already been reached.
  • the expansion section 144 is followed by a cylindrical shape section 146.
  • This section 146 is preferably of a substantially cylindrical contour.
  • the smoothness of the hole wall and the material temperature during the transition into a thread-forming part 160 can be controlled via the length of the cylindrical shape section 146, since the deformation activity of the cylindrical shape section 146 is limited only to the smoothing of unevenness.
  • the cylindrical shape portion 146 can also be completely absent, so that the
  • Expansion section passes directly into the thread forming part 160.
  • a second substantially conical expansion section with a smaller cone angle than that of the expansion section 144 can also be provided.
  • the widening section and the cylindrical shaped section have a circular cross section.
  • the largest circumferential diameter or the largest width of the friction and molding section 140 of the tool is optimally adapted to the core diameter of the thread to be formed.
  • the thread formation part 160 adjoins the flow drilling part 140. This first has a further conical intermediate section 162, a run-up section 164 and a cylindrical main section 166.
  • the run-up portion 164 and the main portion 166 are collectively referred to as the threaded portion of the tool.
  • the cone angle WKZ of the intermediate section 162 is preferably between 40 and 80 °.
  • the intermediate section 162 serves to protect the first gear of the threaded part.
  • the intermediate section 162 can also take over the task of widening the hole cross section again and bring about a renewed heating and increasing the flowability of the material.
  • the run-up section 164 and the main section 166 form the actual thread forming part of the tool 100 and are with a thread forming profile with a geometry known per se.
  • the threaded part can have a polygonal cross section, wherein lubrication grooves can be made in the side surfaces of the polygon.
  • the number of polygons can start at 4 for threads of the order of M4 or M6 and grow with the thread diameter.
  • the cross section of the threaded part can also be circular if the fluidity of the processed material allows it. '' In particular with small thread diameters, a polygonal cross-section can be dispensed with anyway.
  • the section 146 can also be followed directly by the thread forming section 166 with a substantially constant outer diameter, which is tapered in a transition region (for example from one to three threads).
  • the tool 100 of the preferred embodiment is also provided with a flattening 180 in the transition area to the shaft part 120.
  • This flattening 180 serves as a counter bearing for an adjusting screw in a component 220, which is described below with reference to FIGS. 3A to 3C and FIG. 4.
  • FIGS. 3A to 3C the components of a milling attachment arrangement 200, which is shown in FIG. 5 when assembled with the tool 100, are shown individually.
  • FIG. 3A shows in longitudinal section a milling attachment 220 which is designed as an essentially rotationally symmetrical component and has an axial through hole 228.
  • An end face carries at least one cutting edge.
  • Milling attachment 220 arranged a plurality of cutting jaws 222.
  • the cutting jaws 222 have cutting edges
  • Through hole 228 is in its inner diameter at the
  • a set screw 230 is arranged in the threaded bore, which extends radially through a flank of the milling attachment 220. If the threaded attachment 220 is now pushed onto the tool 100 until it is in the area of the flattening 180, the adjusting screw 230 is screwed in so far that it protrudes into the bore 228 and is easily placed on the flat surface of the flattening 180. As a result, the milling attachment is axially displaceable, but is secured in the direction of rotation relative to the tool 100.
  • the milling attachment 220 can also have means (not shown) for securing the set screw.
  • the milling attachment 220 has a groove 224 in the vicinity of the second end face, which is in line with the second
  • Front defined a collar 226.
  • the groove 224 is provided for receiving a coil spring 240, which in
  • FIG. 3C shows a locking ring 260 which, in a manner analogous to the groove 224 in the milling attachment 220, has a groove 264 which defines a collar 266 with an end face of the locking ring 260.
  • the same coil spring 240 is to be inserted in this groove 264 in order to connect the milling attachment 220 to the locking ring 260 via the coil spring 240.
  • a locking screw 270 is arranged in a threaded hole which extends in the radial direction through a flank of the locking ring 260.
  • FIG. 5 shows the entire milling attachment arrangement 200 consisting of the milling attachment 220, the set screw 240, the helical spring 240, the locking ring 260 and the locking screw 270, together with the tool 100.
  • the entire milling attachment arrangement 200 is above the tool 100 pushed that the milling attachment 220 comes to rest even in the area of the flattening 180 so that the latter is opposite the adjusting screw 230.
  • the adjusting screw 230 is screwed in so far that it comes to rest loosely on the flattening 180, as a result of which the milling attachment is secured against twisting, but is just slightly axially displaceable.
  • the locking ring 260 comes to rest in the region of the shaft part 120 and is fixed with the aid of the locking screw 270.
  • the milling attachment 220 is resiliently supported on the locking ring 260 and thus on the tool 100 itself via the helical spring 240.
  • the locking ring can also be formed in one piece as a bearing section (not shown) of the tool.
  • the resilient mounting of the milling attachment 220 is necessary in order to be able to implement shaping of the hole edge in one operation with the flow form drilling and the thread production process. If the milling attachment were firmly connected to the tool 100 or were made in one piece with it, an axial force would arise between the milling attachment and the thread former, which would block the forward movement of the tool and ultimately tear the thread. Due to the resilient mounting, however, the axial force can be absorbed and the milling attachment can still exert its cutting effect in order to design the edge of the hole.
  • Process parameters Speed, feed speed and workpiece temperature must be coordinated so that the milling attachment experiences a sufficiently large axial force to perform its task can meet, but this axial force is not so great that the integrity of the thread is jeopardized.
  • the control of the machine can also include coupling the axial force.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention with a tool 500.
  • the tool has a shaft section 520 and a friction and shaping section 540 similar to the tool 100.
  • the thread formation section 560 is implemented in its main section 566 in the form of a thread cutter.
  • the flutes 568 can be clearly seen in FIG.
  • FIG. 6, which can also be used for the first embodiment. No flattening is provided on the tool 500 of this embodiment. Instead, a pin 585 extends in the region of the shaft part 520 in the radial direction through the tool 500. This pin 585 comes into engagement with two longitudinal grooves which extend in an inner bore of a milling attachment (not shown) which is modified from the illustration in FIG. 3A.
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention with a tool 300.
  • the thread formation part 360 is designed as a circular groove.
  • the threaded part 366 of the thread forming section 360 is designed in the form of circumferential grooves.
  • the cross section of the threaded part is designed as a polygon in a known manner. The characteristic of the thread formation corresponds essentially to that of thread milling, as shown in FIG. 15.
  • the circumferential diameter of the threaded part 366 is smaller than the largest diameter of the friction and molding part 340. Furthermore, FIG. that the thread forming part 360 is offset from the cylinder forming section 346 via a chamfer 348, which later serves to make it easier to execute the tool from the finished threaded hole, and an intermediate section 362.
  • FIG. 7 A further variant is shown in FIG. 7, which can be used for the present embodiment and for a further embodiment described below. It is clear that if, in the case of Embodiment according to FIG. 7, the thread is finished and the tool 300 has been placed in the center, the thread no longer has to be taken into account as in the case of the first and second embodiment, since the threaded part 366 is no longer in engagement with the material of the Workpiece is located. A resilient mounting of a possible element for processing the edge of the hole is therefore unnecessary.
  • the shaft part has a transition section 326 directly following the thread formation part 360, which has a diameter of at most the circumferential diameter of the main section 366.
  • a perforated section 324 which has a plurality of cutting elements 324a in its lower end face. In this way, a face milling element is realized, which allows the edge of the threaded hole to be plated or deburred after the thread has been formed.
  • the hole edge forming portion 324 is included
  • Tool receiving section 328 the diameter of which is adapted to a tool holder.
  • a separate milling attachment can also be used, which is fixed in the area of the shaft part 320.
  • the entire shaft part 320 has a diameter which does not exceed the circumferential outer diameter of the main section 366 of the thread forming part 366.
  • a fourth embodiment of the present invention will now be explained without being shown in a figure.
  • This fourth embodiment differs from the third embodiment in that
  • Thread formation section 360 the profile of a conventional thread milling cutter.
  • Thread formation section 360 the profile of a conventional thread milling cutter.
  • Boundary conditions such as material, machine environment, clamping conditions etc. result.
  • the edge of the threaded hole was deburred or clad with the help of an end mill. It is understood that such an operation is optional. There may be applications in which no deburring or plating of the threaded hole is required. In such a case, the tool is used without the milling attachment or a tool without a shaped section is used, and the edge of the hole is retained.
  • cooling channels and / or lubricant channels are provided in the tools described above for controlling the temperature profile and the material behavior, as required.
  • the supply of threading tools with cooling and lubrication channels is well known in the art and can For example, the company brochures of Guhring oHG mentioned above can be found.
  • cooling channels in particular can also extend into the area of the friction and molded part, in order, for example, to achieve rapid cooling before a subsequent machining thread forming process, where this is necessary.
  • the following tool was developed and tested for the machining of thin steel sheet with a wall thickness of 3 mm: Solid carbide tool in the design according to Fig. 5 with threaded molded part for forming a M8 6HX thread.
  • the threaded molded part with nine threads and the number of polygons 4 passes over a cone with a cone angle of 60 ° into a cylindrical section (146) with an axial length of 3 mm.
  • Section includes a conical
  • Expansion section (144) of variable length from 3 to 8 mm, with a centering tip with a maximum diameter of 2 mm.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren, ein Werkzeug und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gewindelöchern, insbesondere in Werkstücken geringer Materialstärke. Mit einem Reib- und Aufweitungsabschnitt des Werkzeugs wird das Werkstück durch Reibkontakt im wesentlichen durchgängig erwärmt und das erwärmte Material in radialer und axialer Richtung durch das Werkzeug verdrängt. In einem durch die Verdrängung des Materials entstandenen Auge wird unter Verwendung eines Gewindeausbildungsabschnitts desselben Werkzeugs ein Gewinde ausgebildet. Die Vorrichtung ist zum Aufnehmen und Antreiben des Werkzeugs und zur Steuerung gemäß dem Verfahren ausgerüstet.

Description

FLIESSFORMBOHRVERFAHREN MIT GLEICHZEITIGER GEWINDEHERSTELLUNG UND FLIESSFORMBOHRWERKZEUG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, ein Werkzeug und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gewindelöchern, insbesondere in Werkstücken geringer Materialstärke, vorzugsweise in Werkstücken aus einem metallischen Werkstoff. 10 Es war schon immer ein Problem, in Bauteilen dünnen Querschnitts Löcher mit einem Innengewinde herzustellen, da die Methode, zunächst mit einem spanabhebenden Verfahren ein Loch zu bohren und dann ein Gewinde in 15 dieses zu schneiden, wegen der kurzen Gewindelänge und daher der geringen Zahl von nutzbaren • Gewindegängen oft ungeeignet ist. Die Verwendung von sogenannten Maschinengewindebohrern, die den Vorgang des Bohrens und Gewindeschneidens in sich vereinigen, stößt bei geringen 20 Materialstärken auf die gleichen Probleme.
Zur Vergrößerung der Gewindelänge ist es seit langem bekannt, dünne Werkstücke durch Auflöten oder Aufschweißen von zusätzlichen Materialstärken 25 aufzudoppeln oder in Bohrlöcher Buchsen einzulöten oder einzuschweißen oder Gewindeniete einzubringen. Alle diese Verfahren sind energie-, material und zeitaufwendig und verursachen Lärm und Abfall und sind daher aus wirschaftlicher Sicht nicht optimal. 30 Für sehr dünne Bleche sind kaltverformende Werkzeuge oder auch selbstschneidende Schrauben bekannt, die ein Blech perforieren, durch Kaltumformung verdrängen und in den verdrängten Blechteil ein Gewinde eindrücken. Ein 35 Werkzeug und eine Schraube dieser Art, wie es beispielsweise in der US 3,429,171 offenbart ist, weist
IΞrsatΞ .IWÜ i einen Dorn von konischer oder konkaver Kontur mit einer scharfen Spitze auf, dem sich ein zylindrischer Abschnitt mit einem darauf erhabenen Gewindeformteil anschließt. Dieses Werkzeug eignet sich jedoch nur für sehr dünne Bleche nicht zu großer Festigkeit. Auch sind der Standzeit und der Arbeitsgeschwindigkeit aufgrund eines raschen Abstumpfens der Spitze Grenzen gesetzt.
Um dünnwandige Werkstücke mit Bohrungen ausstatten zu können, die eine verbesserte Führung für ein darin aufzunehmendes Teil bereitstellen, ist man schon frühzeitig dazu übergegangen, Werkzeuge zu verwenden, die beim Einbringen eines Bohrlochs gleichzeitig eine Art Buchse ausbilden.
Aus den Dokumenten DE-OS 23 59 794 und DE- OS 25 52 665 ist ein solches Werkzeug in Form eines um seine Achse drehbareriDorns bekannt, mit Hilfe dessen ein Loch in einer metallenen Platte oder der Wand eines metallenen Rohres gebildet werden kann. Dieses bekannte
Werkzeug ist in Figuren 8A bis 8D in der Seitenansicht und in drei Querschnittsvarianten dargestellt. Wie in Figur 8A gezeigt, weist das Werkzeug 910 einen Kegelabschnitt 912 mit einer Zentrierspitze 911 auf. An den Kegelabschnitt 912 schließt sich ein erster Zylinderabschnitt 914 an, dem ein zweiter Zylinderabschnitt 916 größeren Durchmessers folgt. Darauf folgt ein ebenfalls zylindrischer Schaftabschnitt 918, der zur Aufnahme in einem Handbohrwerkzeug oder einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist. Der Kegelabschnitt 912 und der erste Zylinderabschnitt 914 weisen gemäß der DE 23 59 794 einen dreieckigen Querschnitt auf, wobei die Spitzen des Dreiecks entweder, wie in Figur 8B gezeigt, durch eine Kreisbahn abgeschnitten oder, wie in Figur 8C gezeigt, mit einem stumpferen Winkel als den Eckenwinkeln des Dreiecks spitz zugeschliffen sind. In der DE 25 52 665 wird diese durch die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks definierte Querschnittsform weiterentwickelt, indem die Dreiecksseiten konvex gekrümmt ausgebildet sind und in ihren Ecken bogenförmig ineinander übergehen. Mit dieser in Figur 8D in vergrößertem Maßstab gezeigten Querschnittsform wird das Ziel verfolgt, die Standzeit zu erhöhen und die Eignung des Werkzeugs zur Bearbeitung harter Materialien wie Eisen und Stahl zu verbessern.
Der Verfahrensablauf eines Bohrverfahrens mit dem oben genannten Werkzeug 910 nach dem Stand der Technik ist schematisch in Figur 9 gezeigt, die einer Darstellung auf der Internetseite der Kavon CZ s.r.o., CZ, nachempfunden ist. In der Figur ist auch ein anschließender Gewindeausbildungsschritt angedeutet.
Die Figur zeigt, wiedas Werkzeug 910 in eine ebene Platte 900 eine Bohrung einbringt. Wird das Werkzeug 910 mit seiner Spitze auf die Oberfläche des Werkstücks 900 aufgesetzt und mit ausgreichender Drehzahl in Drehung versetzt, erwärmt sich das Material durch die Reibung zwischen der Werkzeugspitze und der Oberfläche. Bei geeigneter Auswahl der Drehzahl beginnt das Material alsbald zu fließen und weicht dem Druck der Werkzeugspitze aus, wobei es sowohl nach unten und radial nach außen zurückgedrängt als auch nach oben und radial zu Seite aufgeworfen wird, bis das Werkzeug durch die vergleichsweise dünne Wand hindurchbricht und mit dem zweiten Zylinderabschnitt' auf dem wulstartig nach außen aufgeworfenen Material aufsetzt und dieses dadurch abplattet . Das verdrängte Material des Werkstücks nimmt dabei insgesamt eine Form eines Kragens oder Auges bzw. einer Buchse 905 an, der bzw. die sich den Umrissen des Werkzeugs anschmiegt und nach Entfernen des Werkzeugs erhalten bleibt. Die Länge bzw. Dicke des entstandenen Kragens oder Auges bzw. der entstandenen Buchse 905 übersteigt dabei die Dicke des Werkstücks selbst.
Dieses Verfahren, das die Grundlage des sogenannten "Flowdrill" - oder "Fließformbohr" -Technologie bildet (der Begriff "Flowdrill" ist ein geschütztes Kennzeichen der Firma Flowdrill B.V., NL) , wurde in den folgenden Jahren weiter entwickelt und verfeinert. So offenbart die Europäische Patentschrift EP 0 057 039 Bl einen Fließformbohrer zum Versehen von Blechmaterial mit Löchern, dessen Querschnitt in dem Kegelabschnitt bzw. dem ersten Zylinderabschnitt eine Polygonform der Eckenzahl 3 oder 4 mit konvexen Seiten und gerundeten Ecken aufweist, deren Linienverlauf einer bestimmten komplexen harmonischen Funktion gehorcht. Die EP 0 015 518 AI offenbart einen Fließformbohrer, dessen Spitze eine kurze Schneidkante aufweist.
Weitere Sonderformen sind aus den Verö fentlichungen der Flowdrill B.V., NL, der Frictiondrill Inc., US, und der Kavon CZ s.r.o., CZ bekannt, u.a. aus deren Internetselten. In der durch den zweiten Zylinderabschnitt definierten Stirnfläche kann ein Formabschnitt in der Art einer Nut vorgesehen sein, der dem niedergedrückten Material eine definierte Form verleiht. Durch die Länge des ersten Zylinderabschnitts 914 kann die Form des entstehenden Loches gesteuert werden. Wenn der erste Zylinderabschnitt kurz ist, kann das Loch einen sich in Werkzeugvorschubrichtung kegelförmig verjüngenden Querschnitt aufweisen. Ist der erste Zylinderabschnitt dagegen lang, kann damit ein durchgehend zylindrisches Loch hergestellt werden. Anstelle des zweiten Zylinderabschnitts 914 kann auch ein zweiter Kegelabschnitt vorgesehen sein, dessen Kegelwinkel spitzer als der des ersten Kegelabschnitts 912 ist. Auch kann anstelle des zweiten Zylinderabschnitts 916 ein Flach- oder Kegelsenkteil vorgesehen sein, um den nach außen aufgeworfenen Materialanteil zu plattieren und einen gegebenenfalls entstandenen Grat zu entfernen.
Die Vorteile dieses Verfahrens liegen auf der Hand. Das im Bereich des Loches wegfallende Material wird genutzt, um eine Buchse auszubilden, deren Länge die Materialstärke erheblich übersteigt. Unter Einwirkung großer Reibungswärme fließt das Material und verfestigt sich wieder, was zur Endfestigkeit und Formtreue der ausgebildeten Buchse, besonders im Vergleich mit kaltgeformten Strukturen, beiträgt. Ein in ein solches' Loch eingebrachtes Gewinde weist eine größere nutzbare Länge auf und bricht nicht so leicht aus wie ein in eine dünne Wand geschnittenes Gewinde. Zusätzliche energie-, material- und zeitaufwendige Verfahrensschritte wie Löten, Schweißen oder Nietensetzen entfallen. Wie aus der Figur 9 ersichtlich, schließt sich dem Fließbohrprozeß ein Gewindeausbildungsprozeß an. Dabei erfolgt die Herstellung des Gewindes mit Hilfe eines separaten Gewindeformwerkzeugs 920, das nicht durch spanenden Werkstoffabtrag, sondern durch Verdrängen bzw. Fließformen des Werkstoffes arbeitet ( "Flowtapping" ) .
Solche Gewindeformer, auch Gewindefurcher oder Gewindedrücker genannt, sind in der Technik bekannt. Die Unterschiede in der Geometrie zwischen einem Gewindefurcher und einem eine spanabhebende Bearbeitung vornehmenden Gewindebohrer sind nachstehend mit Bezug auf Figuren 10A bis IOC einerseits und 11A bis 11C andererseits beschrieben. Figur 12 zeigt das Fließverhalten des Materials bei der Druckumformung durch das Gewindeformen, insbesondere die Wirkungsweise eines Anlaufes des Gewindeformers. Diese Figuren sind dem Firmenprospekt Nr. 300 087/02123-VIII-15 der Gühring oHG entnommen. Auf diesen Prospekt wird in dieser Anmeldung vollinhaltlich Bezug genommen, insbesondere in Bezug auf Einzelheiten der Technologie des Gewindefurchens .
In Figuren 10A bis IOC ist die Werkzeuggeometrie eines Gewindebohrers und die Geometrie eines mit einem Gewindebohrer hergestellten Gewindes nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei zeigt Figur 10A einen Querschnitt eines Gewindebohrers 950, Figur 10B einen Längsschnitt eines vorderen Teils des Gewindebohrers 950, und Figur IOC einen Längsschnitt durch einige Zähne eines in einem Werkstück 960 mit Hilfe des Gewindebohrers 950 hergestellten Gewindes. Der Gewindebohrer 950 weist in bekannter Weise eine Mehrzahl von Spannuten 952 auf, die eine Mehrzahl von Schneidstollen 954 mit jeweils einer Schneidkante 954a definieren. In Figuren 10A und 10B ist mit der Bezugsziffer 956 ein Außendurchmesser des Werkzeugs bezeichnet. Mit Bezugsziffer 958 ist in Figur 10B die Linie eines Anschnitts bezeichnet, der zum leichteren Eindrehen des Werkzeugs in das Werkstück dient, und mit Bezugsziffer 957 ist ein Kerndurchmesser bezeichnet. Wie aus Figur 10B ersichtlich, ist der Anschnitt 958 durch konisches Abschneiden der Spitzen der ersten Zähne ausgebildet, während der Kernduchmesser 957 auch im Bereich des Anschnitts unverändert bleibt.
In Figuren 11A bis 11C ist die Werkzeuggeometrie eines Gewindefurchers und die Geometrie eines mit einem Gewindefurcher hergestellten Gewindes nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei zeigt Figur 11A einen Querschnitt eines Gewindefurchers 970, Figur 11B einen Längsschnitt eines vorderen Teils des Gewindefurchers 970, und Figur 11C einen Längsschnitt durch einige Zähne eines mit Hilfe des Gewindefurchers 970 in einem Werkstück 980 hergestellten Gewindes. Der Gewindefurcher 970 weist in bekannter Weise einen polygonalen Querschnitt auf, der in seinen erhabenen Teilen eine Mehrzahl von Drückstollen 972 definiert. In den zurückgenommenen Teilen des polygonalen Querschnitts sind Schmiernuten 974 ausgebildet. In Figuren ILA und 11B ist mit der Bezugsziffer 976 ein Außendurchmesser des Werkzeugs bezeichnet. Mit Bezugsziffer 978 ist in Figur 11B die Linie eines Anlaufs bezeichnet, der zum leichteren Eindrehen des Werkzeugs in das Werkstück dient, und mit Bezugsziffer 977 ist ein Kerndurchmesser bezeichnet. Wie aus Figur DB ersichtlich, sind im Bereich des Anlaufs 978 die Geometrien der Zähne vollständig erhalten, und der Kerndurchmesser im Bereich des Anlaufs 978 verjüngt sich parallel zu diesem.
In Figuren IOC und 11C sind die Unterschiede in der Geometrie zwischen einem durch Schneiden hergestellten Gewinde und einem durch Furchen hergestellten Gewindes zu sehen.
Bei dem durch Schneiden hergestellten Gewinde in dem Werkstück 960 werden durch spanenden Materialabtrag Nuten 962 ausgebildet, die wiederum Zahnflanken 964 definieren. An einer Stelle 966 gehen die Zahnflanken in den Zahngrund über. Durch die Schneidwirkung des Gewindeschneiders 950 wird der "Faserverlauf" 968 im Gefüge des Materials des Werkstücks 960 durchtrennt, wodurch die Tragfähigkeit des Gewindes verringert wird, im Einzelnen durch eine vergrößerte Kerbwirkung an einer Übergangsstelle 966.
Demgegenüber werden beim Furchen des Gewindes in dem
Werkstück 980 die Fasern 988 nur gestaucht, aber nicht abgeschnitten. An einer Übergangsstelle 986 zwischen der Zahnflanke 984 und dem Zahngrund liegt daher Material in einem verdichteten Zustand vor. Dadurch weist diese Übergangsstelle eine hohe Zähigkeit auf im Vergleich mit dem geschnittenen Gewinde. Daher sind die Zähne eines gefurchten Gewindes stabiler und brechen nicht so leicht aus wie die Zähne eines geschnittenen Gewindes.
Die Einzelheiten der Ausbildung eines Gewindes durch Furchen sind in Figur 12 dargestellt. Hier ist der vordere Teil des Gewindefurchers 970 im Bereich des Anlaufs dargestellt, und zwar mit seinen ersten drei Zähnen bzw. Gängen 972a, ( 972b und 972c. Das Werkzeug 970 wird dabei gedreht und in Richtung eines Pfeils "III" translatorisch bewegt. Jeder der Gänge 972a, 972b, 972c dringt tiefer in das Material des Werkstücks 980 ein. Dadurch wird das bearbeitete Material immer weiter aufgeworfen, bis es in einer Art Wellenbewegung zwischen den beiden Zahnflanken überschägt und eine Furche 990 bildet. Der Zustand der Ausbildung der Furche 990 wird im Allgemeinen als Idealzustand eines gefurchten Gewindes angesehen. Jede weiter gehende Verformung, also etwa eine weitere Verdrängung des Materials so, daß sich die Furche 990 schließt, verschlechtert die Eigenschaften des Gewindes .
Allerdings sind die Verfahren eines Einbringens von Gewinden in durch Fließformbohren hergestellten Durchgangslöchern nicht auf Furchen beschränkt. Vielmehr können auch Gewindeschneider eingesetzt werden, vorausgesetzt, die Werkstofftemperatur erlaubt ein solches Verfahren.
Ferner ist das Verfahren des Gewindefräsens bekannt, bei dem das Werkzeug (der Gewindefräser) eine Geometrie ähnlich einem Gewindeschneider aufweist, der Außendurchmesser des Werkzeugs aber geringer als der Innendurchmesser des zu bearbeitenden Loches ist und nicht eine sich wendeiförmig über die Länge des Gewindeteils erstreckende Rillen, sondern eine Mehrzahl von Umfangsrillen auf der Außenfläche des Werkzeugs ausgebildet sind. Figuren 13 und 14 zeigen jeweils den Gewindeteil eines Gewindebohrers und eines Gewindefräsers in der Seitenansicht, und Figur 15 zeigt einen Verfahrensablauf beim Gewindefräsen. Diese Figuren sind dem Firmenprospekt Nr. 111 905/0145-IX-06 "VHM- Gewindefräser" der Firma Gühring oHG entnommen bzw. Darstellungen hieraus nachempfunden. Auf diesen Prospekt wird in dieser Anmeldung vollinhaltlich Bezug genommen, insbesondere in Bezug auf Einzelheiten der Technologie des Gewindefräsens . Wie in Figur G gezeigt, wird beim Gewindefräsen der Fräser axial in ein Loch eingeführt, radial an die Lochwand gefahren, wobei das Werkzeug bereits dreht, und dann wird das Werkzeug in einem vollständigen Kreisbogen geführt, wobei die Außenkontur des Werkzeugs den Kerndurchmesser des Gewindes beschreibt und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt ist, daß das Werkzeug mit Vollendung des kreisförmigen Bogens um genau eine Gewindesteigung fortschreitet. Schließlich wird das
Werkzeug radial von der' Wand weg gefahren und axial aus der Bohrung geführt. Es versteht sich, daß die besondere Kinematik des Vorgangs einer besonders eingerichtete Werkzeugmaschine bedarf.
Eine dem Gewindefurchen verwandte Technologie nutzt die Kinematik des Gewindefräsens und kombiniert diese mit dem Prinzip des Gewindefurchens. Dabei wird ein Werkzeug mit ähnlicher Geometrie wie der eines Gewindefurchers eingesetzt, bei dem wie beim Gewindefräser die
Gewiriderillen nicht wendeiförmig, sondern in Umfangsrichtung ausgebildet sind und der Querschnitt des Gewindeteils einen polygonalen Querschnitt mit mehreren Drückstollen aufweist. Wird nun das Werkzeug durch die Maschine wie beim Gewindefräsen in einer zirkulären Art geführt, wird das Gewinde nicht durch Spanabheben, sondern wie beim Gewindefurchen durch plastische Verformung des Werkstoffs ausgebildet, indem die Drückstollen die Kontur des Gewindes sozusagen in das Material "hämmern" . Diese Art der Gewindeausbildung, die "Chipless Thread MiHing" oder auch "Zirkulargewindefurchen" genannt wird, ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung Nr. 103 18 203.9 des Anmelders der vorliegenden Erfindung. Die vorstehende Beschreibung macht deutlich, dass es zur Ausbildung hochwertiger und hochbelastbarer Gewinde, insbesondere in dünnwandigen Werkstücken ganz entscheidend darauf ankommt, den das Gewinde ausbildenden Arbeitsgang möglichst genau auf die zuvor eingebrachte Bohrung abzustimmen. Bislang gelingt dies nur dadurch, dass verschiedene Werkzeuge sequenziell zum Einsatz kommen, die hinsichtlich ihrer Geometrie vom Fachpersonal ausgewählt und zusammengestellt sowie im Fertigungsprozess gesondert positioniert werden müssen. Es hat sich, gezeigt, dass dadurch oftmals die erwünschte
Qualität des Gewindes hinsichtlich Genauigkeit und Festigkeit nicht erzielt werden konnte.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde ein besonders wirtschaf liches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung hochwertiger Gewinde in Werkstücke insbesondere geringer Materialstärke bereitzustellen, mit dem bzw. mit der es gelingt die Genauigkeit und die Qualität des herzustellenden Gewindes erheblich anzuheben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung eines Gewindes in einem Werkstück vorzugsweise dünner Materialstärke die Schritte des Anspruchs 1 auf .
Erfindungsgemäß wird das Werkzeug zur Herstellung der "Buchse" im dünnwandigen Werkstück nach dem sogenannten Fließformbohrverfahren mit dem Gewindeausbildungswerkzeug zusammengefasst . Dadurch entfallen nicht nur Maschineneinsteilschritte, sondern auch Fehlerquellen bei der Auswahl des Werkzeugs und bei der Positionierung der Werkzeuge. Denn das erfindungsgemäß modifizierte Werkzeug hat bereits eine optimal aufeinander abgestimmte Geometrie der verschiedenen Werkzeug-Funktionsabschnitte, wobei vorteilhafter Weise hinzukommt, dass diese Funktionsabschnitte, d.h. BohrungsaufWeitungsabschnitt und Gewindeausbildungsabschnitt, automatisch exakt zueinander zentriert sind. Schon allein dadurch wird die Qualität des Gewindes bei vereinfachtem Verfahren verbessert.
Es kommt hinzu, dass das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise den plastifizierten Zustand des Materials ausnützen kann, weil der Gewindeausbildungsabschnitt mit geringer zeitlicher Verzögerung in das frisch geformte Loch eingreift . Dies kann dazu benutzt werden, die Bearbeitungsgeschwindigkeit wesentlich anzuheben, ohne Qualitätsabstriche zu machen. Durch die Ausbildung des Gewindes mit dem gleichen Werkzeug wie dem zur Ausbildung des Durchgangslochs durch Fließformen werden somit die Verfahrensschritte sowie die Anzahl der benötigten Werkzeuge reduziert, wobei sogar die Fließeigenschaften des erwärmten Materials - bei Bedarf - vorteilhaft ausgenutzt werden können. Der Verfahrensschritt der Ausbildung des Gewindes kann durch alle bislang bekannten Techniken, wie z.B. durch Furchen, Zirkularfurchen, Schneiden oder Fräsen erfolgen, wobei die in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Werkzeuggeometrien im Wesentlichen beibehalten werden können. Eine Modifikation der Gewindeausbildungsabschnitte im Vergleich zur herkömmlichen Ausbildung kann sich allerdings dadurch ergeben, dass das Einbringen des Gewindes in ein gegebenenfalls noch plastisches Material erfolgt. In diesem Fall kann beispielsweise ein Gewindeformabschnitt eine im Vergleich zur herkömmlichen Geometrie eines Gewindeformers größere Materialverdrängung bewirken. Es hat sich gezeigt, dass durch einfache geometrische Abstimmung der beiden hauptsächlichen Funktionsabschnitte des erfindungsgemäßen Werkzeug, d.h. des Bohrungseinbringungsabschnitts und des
Gewindeausbildungsabschnitts, der Prozeßablauf so gesteuert werden kann, dass die Werkstücktemperatur den Bedürfnissen des jeweiligen Verfahrensschrittes optimal angepaßt ist.
Beim Einsatz eines Gewindefurchers, der in ein durch vorheriges Fließformbohren hergestelltes Durchgangsloch eingreift, kann der Zustand des zu bearbeitenden Werkstoffs besonders vorteilhaft zur Anhebung der Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahren benutzt werden.
Die Schritte eines Erwärmens und eines Verdrängens werden vorzugsweise mit einer ersten Drehzahl und einer ersten Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt, die an die Schmelztemperatur und das Fließverhalten des Materials des Werkstücks angepaßt sind, während der Schritt eines Ausbildens eines Gewindes mit einer zweiten Drehzahl und einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt werden, die zusätzlich an die Steigung des Gewindes angepaßt sind. Das Verfahren kann ferner einen Schritt eines Formens des Lochrandes mit dem gleichen Werkzeug, insbesondere durch Fräsen oder Senken aufweisen sowie einen Schritt eines Entfernens des Werkzeugs aus dem Bohrloch enthalten. Der Schritt eines Formens des Lochrandes kann einen Schritt eines Steuerns der Axialkraft des Werkzeugs beinhalten.
Schließlich kann das Verfahren in allen Schritten einen Schritt eines Einstellens der Werkzeug- und Werkstücktemperatur aufweisen. Der Schritt einer Temperatureinstellung kann die Schritte eines Anpassens der Drehzahl und/oder eines Anpassens der Vorschubgeschwindigkeit und/oder eines Kühlens des Werkzeugs aufweisen. Dabei kann die Temperatureinstellung so angepaßt sein, daß die für den jeweiligen Verfahrensschritt optimale Werkzeug- und Werkstücktemperatur erreicht wird.
Die oben genannte Aufgabe wird gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durch ein drehantreibbares Werkzeug gemäß Anspruch 16 gelöst. Mit einem solchen Werkzeug kann das Verfahren des ersten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, ohne dass ein Werkzeugwechsel oder ein Umpositionieren des Werkstücks und/oder des Werkzeugs erforderlich wird. Bei Einstellen der empirisch zu ermittelnden optimalen Maschinenparameter wie Drehzahl und Vorschub, liegen automatisch günstigste
Werkzeugeingriffsverhältnisse bei exakter Positionierung der Werkzeug-Funktionsabschnitte vor, so dass das Werkzeug nicht nur extrem wirtschaftlich, sondern auch mit bislang nicht erreichbarer Qualität arbeitet.
Vorzugsweise weist der Reib- und Formabschnitt einen Reibungskonzentrationsabschnitt an seiner Spitze und einen sich daran anschließenden AufWeitungsabschnitt auf. Der Reibungskonzentrationsabschnitt kann als Zentrierspitze oder auch ballig ausgebildet sein, inbesondere mit der Ausbildung in der Form einer Zentrierspitze gelingt es mit hoher Präzision ins volle Material zu bohren.
Der Aufweitungsabschnitt kann eine konische Form aufweisen. Der Konuswinkel beträgt vorzugsweise zwischen 10° und 60°, insbesondere zwischen 10° und 30°, in besonders bevorzugter Weise 20° +/- 5°. Es hat sich gezeigt, daß der Konuswinkel bei der Bearbeitung von Stahlblech vorteilhaft in diesem Bereich variierbar werden sollte und die besten Ergebnisse hinsichtlich der Aufweitungsfunktion liefert. Der Konus des Aufweitungsabschnitts kann konvex oder konkav gekrümmt sein, um eine Anpassung an die besonderen Fließeigenschaften des jeweils zu bearbeitenden Werkstoffes zu erlauben sowie die Verdrängungsgeschwindigkeit und -richtung zu steuern.
Der Reib- und Formabschnitt kann ferner einen Zylinderformteil aufweisen, der sich an den AufWeitungsabschnitt anschließt. Der Zylinderformteil kann eine im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisen. Über die Länge des Zylinderformteils kann gesteuert werden, in welchem Zustand hinsichtlich Form, Glätte und Temperatur des Durchgangslochs der sich dem Reib- und Formabschnitt anschließende Gewindeausbildungsabschnitt in Eingriff kommt. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Zylinderformteils oder der größte Durchmesser des Aufweitungsabschnitts dem Kerndurchmesser des zu formenden Gewindes angepaßt.
Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht somit darin, dass der Druchmesser des Zylinderformteils bzw. der größte Durchmesser des Aufweitungsabschnitts dem für den nachfolgenden Gewindeausbildungsarbeitsschritt jeweils optimal angepassten Innendurchmesser der Ausgangsbohrung entspricht, wie zum Beispiel beim Fräsen oder Schneiden. Damit wird für den nachfolgenden Gewindeausbildungsabschnitt eine optimale Eingriffsituation geschaffen.
Wenn das Gewinde geschnitten oder geformt bzw. gedrückt wird, weist der Gewindeausbildungsabschnitt des Werkzeugs wenigstens eine sich wendeiförmig über die Länge des Gewindeausbildungsabschnitts erstreckende Rille mit im wesentlichen kerbförmigem Querschnitt auf. Dabei ist der Querschnitt vorzugsweise von polygonaler Form, die eine Mehrzahl von Drückstollen definiert. Die Polygonzahl liegt vorzugsweise zwischen 4 und 12, besonders bevorzugt zwischen 4 und 8. Mit einem solchen Profil kann das Gewinde in der Art eines herkömmlichen Gewindefurchers hergestellt werden.
In den Flanken der Mehrzahl von Drückstollen können Schmiernuten vorgesehen sein. Damit ist es möglich, ein
Schmiermittel einzubringen, das ein Ansetzen von Werkstoff auf den Gewindeflanken verhindert.
Der Gewindeausbildungsabschnitt kann in einem Hauptabschnitt eine zylindrische Kontur und in einem davor angeordneten Anlaufabschnitt eine kegelförmige Kontur aufweisen. Der Winkel der äußeren Kontur in dem Anlaufabschnitt kann zwischen 1° und 12°, vorzugsweise bei 6° +/- 2° liegen. Der Anlaufabschnitt erleichtert die Ausbildung der Gewindeform in dem Werkstück.
Dem Anlaufabschnitt oder, falls kein Anlaufabschnitt vorgesehen ist, dem Hauptabschnitt vorgelagert kann ein kegelförmiger Zwischenabschnitt vorgesehen sein. Der Kegelwinkel des Zwischenabschnitts beträgt vorzugsweise 60° +/- 10°. Der Zwischenabschnitt dient einerseits dem leichteren Zugang für ein Werkzeug zur Ausbildung der Rillen in dem Gewindeausbildungsabschnitt. Andererseits kann der Zwischenabschnitt so ausgebildet sein, daß das Material des Werkstücks nach dem Durchlaufen des Zylinderausbildungsabschnitt noch einmal durch Druck und Reibung erwärmt wird.
Der Gewindeausbildungsabschnitt kann auch einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dies ist möglich, wenn das erwärmte Material nach dem Fließformbohren noch so flexibel ist, daß es eine Verdrängung ohne den Walkeffekt der Drückstollen erlaubt. Die so vereinfachte Geometrie des Werkzeugs erlaubt eine kostengünstigere Herstellung desselben.
Alternativ weist der Gewindeausbildungsabschnitt des Werkzeugs ein kreisförmiges Querschnittsprofil, eine oder mehrere Spannuten, die sich axial oder wendeiförmig über die Länge des Gewindeausbildungsabschnitt erstrecken und die eine Schneidkante aufweisen, sowie wenigstens eine sich wendeiförmig über die Länge des Gewindeausbildungsabschnitts erstreckende Rille mit im wesentlichen kerbförmigem Querschnitt auf . Mit einem solchen Profil kann das Gewinde in der Art eines herkömmlichen GewindeSchneiders hergestellt werden. Als eine weitere Alternative weist der Gewindeausbildungsabschnitt des Werkzeugs ein kreisförmiges Querschnittsprofil von geringerem Durchmesser als dem des Zylinderausbildungsabschnitts, eine oder mehrere Spannuten, die sich axial oder wendeiförmig über die Länge des Gewindeausbildungsabschnitt erstrecken und die eine Schneidkante aufweisen, und eine Mehrzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen mit im wesentlichen kerbförmigem Querschnitt auf. Mit einem solchen Profil kann das Gewinde in der Art eines herkömmlichen Gewindefräsers hergestellt werden.
Schließlich kann der Gewindeausbildungsabschnitt des Werkzeugs ein polygonales Querschnittsprofil von geringerem Umkreisdurchmesser als dem des Zylinderausbildungsabschnitts, wobei das polygonale Querschnittsprofil eine Mehrzahl von Drückstollen definiert, und eine Mehrzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen mit im wesentlichen kerbförmigem Querschnitt aufweisen. Mit einem solchen Werkzeug kann das Gewinde mit dem Verfahren des Zirkularfurchens hergestellt werden. Die Polygonzahl liegt vorzugsweise zwischen 4 und 12, besonders bevorzugt zwischen 4 und 8.
Das Werkzeug kann ferner einen oder mehrere Kühlkanäle zum Zuführen eines Kühlmediums aufweisen. Durch Zuführen des Kühlmediums kann die Temperatur des Werkzeugs und damit auch die Temperatur des zu bearbeitenden Werkstoffs gesteuert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Werkzeug mit einer Lochrandformeinrichtung, vorteilhafterweise gemäß Anspruch 43 kombiniert werden. Damit kann zusätzlich zu der Ausbildung des Gewindes auch noch die Oberseite des Gewindelochs in gewünschter Form gestaltet werden, und zwar mit ein und dem selben Werkzeug. Die Lochrandformeinrichtung kann als Stirnfräser, Plansenker, Kegelsenker oder sonstiger Formfräser ausgebildet sein.
Die Lochrandformeinrichtung kann sich an den Gewindeausbildungsabschnitt anschließen und mit dem Werkzeug einstückig ausgebildet oder mit diesem fest verbunden sein. In dieser Form eignet sich die Lochrandformeinrichtung besonders zur Anwendung im Zusammenhang mit den Werkzeugformen des Gewindefräsers und des Zirkulargewindefurchers .
Andererseits kann das Werkzeug eine Dreharretierungseinrichtung aufweisen und die Lochrandformeinrichtung ein separat ausgeführtes Lochrandformungsteil mit einem Dreharretierungsgegenstück aufweisen, das mit der Dreharretierungseinrichtung des Werkzeugs so zusammenwirkt, daß eine Relativbewegung der Lochrandformungsteils gegenüber dem Werkzeug in Drehrichtung verhindert wird, während eine Relativbewegung des Lochrandformungsteils gegenüber dem Werkzeug in Axialrichtung ermöglicht wird. Dabeikann die Lochrandformeinrichtung ferner ein Lagerteil und ein Federteil aufweisen, wobei das Lagerteil mit dem Werkzeug einstückig ausgebildet oder mit diesem vorzugsweise axial einstellbar, aber axialfest verbindbar ist und das Federteil so angeordnet ist, daß sich die Lochrandformeinrichtung federnd gegen das Lagerteil abstützt. Durch die axiale Einstellbarkeit des Lagerteils kann die von den Schneiden ausgeübte Kraft gesteuert werden, ohne Gefahr zu laufen, das Gewinde zu beschädigen. Diese Ausbildung hat somit auch vorteilhafte Auswirkungen auf die Maschinensteuerung, weil hierdurch der Vorgang des Gewindeausbildens vom Entgratvorgang • entkoppelt werden kann. Die Dreharretierungseinrichtung kann eine ebene radiale Abplattung auf dem Umfang des Werkzeugs sein, wobei das Dreharretierungsgegenstück von einem Stellelement, vorzugsweise einer Stellschraube, gebildet sein kann, das in dem Lochrandformteil angeordnet ist und auf einen vorbestimmten Abstand zu der Dreharretierungseinrichtung einstellbar sein kann. Alternativ kann die Dreharretierungseinrichtung ein in radialer Richtung auf wenigstens einer Seite aus dem Umfang des Werkzeugs herausstehender Stift sein und kann das Dreharretierungsgegenstück eine an dem Lochrandformteil eingebrachte Nut sein, die beim Aufstecken des Lochrandformteils auf das Werkzeug mit dem Stift in Eingriff kommt.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Lagerteils sind Gegenstand der Ansprüche 46 und 47.
Vorzugsweise besteht das Werkzeug aus einem hochfestem Werkstoff, wie zum Beispiel Vollhartmetall. Dieser Werkstoff ist in der Lage, die auftretenden hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen zu ertragen. Zur Bearbeitung weicherer Materialien wie etwa Aluminium, Kupfer, Messing oder auch Kunststoff kann das Werkzeug auch aus einem weniger widerstandsfähigeren Material wie etwa HSS bestehen. Es können aber selbstverständlich auch andere hochfeste Werkstoffe wie Cermets, d.h. Sinterwerkstoffe oder auch Keramik zum Einsatz kommen.
Das Werkzeug kann ferner eine Verschleißschutzschicht und/oder eine Weichstoffschicht, insbesondere im Bereich des Gewindeteils tragen. Als besonders wirkungsvolle Schichten kommen die Beschichtungen der Anmelderin nach den Patentanmeldungen DE 102 12 383.7, DE 103 47 981.3 und EP 03 006 383.8, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Offenbarung Bestandteil dieser Anmeldung sein soll, in Betracht. Gemäß einem dritten Gesichtspunkt wird die oben genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 54 gelöst .
Zur Veranschaulichung der Merkmale, Aufgaben, Wirkungsweise und Vorteile der vorliegenden Erfindung zeigen die beiliegenden Zeichnungen: in Figuren 1A bis 1E ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Werkzeug gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; in Figur 2 das Werkzeug gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Gesamtseitenansicht; in Figuren 3A bis 3C Bauteile einer Fräsaufsatzanordnung zur Verwendung an dem Werkzeug von Figur 2; in Figur 4 eine Draufsicht des Bauteils von Figur 3A in Richtung eines Pfeils I in Figur 3A; in Figur 5 eine Vergrößerung des vorderen Bereichs des Werkzeugs von Figur 2 mit der Fräsaufsatzanordnung aus Figuren 3A bis 3C im zusammengebauten Zustand; in Figur 6 das Werkzeug der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsform derselben; in Figur 7 das Werkzeug der vorliegenden Erfindung gemäß einer dritten Ausführungsform derselben; in Figuren 8A bis 8D ein Werkzeug nach dem Stand der Technik; in Figur 9 ein Verfahren unter Verwendung des Werkzeugs nach dem Stand der Technik; in Figuren 10A bis IOC ein Querschnittsprofil und ein Längsschnittprofil eines herkömmlichen Gewindeschneiders sowie eine Geometrie eines mit einem solchen Werkzeug hergestellten Gewindes; in Figuren ILA bis LLC ein Querschnittsprofil und ein Längsschnittprofil eines herkömmlichen Gewindefurchers sowie eine Geometrie eines mit einem solchen Werkzeug hergestellten Gewindes; in Figur 12 eine schematische Darstellung des
Gewindeformprozesses mit einem Werkzeug nach Figur ILA und 11B; in Figuren 13 und 14 den Gewindeteil eines herkömmlichen Gewindeschneiders bzw. eines herkömmlichen Gewindefräsers jeweils in einer Seitenansicht; in Figur 15 Schritte eines bekannten Gewindeausbildungsprozesses mit einem herkömmlichen Gewindefräser.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert werden. Zunächst werden anhand der Figuren 1A bis 1E Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, daß in den Figuren 1A bis 1E zum Zwecke der Übersichtlichkeit auf Bezugszeichen verzichtet wurde. Die in diesem Abschnitt genannten Bezugszeichen beziehen sich auf das in Figuren 2 bis 5 dargestellte Werkzeug.
Ein Werkzeug wie etwa das in Figur 2 , auf die an dieser Stelle im Vorgriff bereits Bezug genommen wird, gezeigte Werkzeug 100, das in an sich bekannter Weise einen Konus 144 mit einer Reibspitze 142 - beispielsweise in der Form einer Zentrierspitze - aufweist, wird mit einer bestimmten Drehzahl gedreht und mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit auf ein zu bearbeitendes Werkstück aufgesetzt. Dieser Zustand ist in Figur 1A dargestellt.
Durch Druck und insbesondere durch Reibung entsteht an der Aufsetzstelle Wärme, die das Werkstück (und das Werkzeug) erwärmt, bis das Material des Werkstücks an dieser Stelle zu fließen beginnt und dem Aufsetzdruck des Werkzeugs 100 nachgibt. Das Werkzeug 100 durchstößt das Werkstück, wobei das Material des Werkstückes nach unten und außen sowie in geringerem Maße nach oben und außen verdrängt wird. Figur 1B stellt gerade den Zustand dar, in welchem die Spitze des Werkzeugs nach unten durchbricht. Der obere Bereich des entstandenen Loches befindet sich bereits mit einem zylindrischen Teil 146 des Werkzeugs 100, der sich in an sich bekannter Weise an den Konus 144 anschließt, im Eingriff, während sich der untere Bereich des Loches um den Konus 144 des Werkzeugs 100 schmiegt. In diesem Zustand bewegt sich das Werkzeug mit einer Vorschubgeschwindigkeit, die sich von der Vorschubgeschwindigkeit beim Aufsetzen des Werkzeugs 100 unterscheiden kann. In dem in Figur IC dargestellten Zustand ist die Ausbildung der zylindrischen Form auch im unteren Teil des Loches abgeschlossen. Der oberen Bereich des Loches befindet sich jetzt mit einem Gewindeausbildungsabschnitt 160 des Werkzeugs 100 im Eingriff, wodurch in diesem Bereich ein Innengewinde in das Loch eingebracht wird. Mit Beginn der Gewindeformung werden die Drehzahl des Werkzeugs und die Vorschubgeschwindigkeit an die Gewindeteilung angepaßt.
Es ist zu beachten, daß die Ausbildung des Gewindes in dem noch warmen Material erfolgt . Daher werden mechanische Belastungen des Werkzeugs verringert, auch wenn eine im Vergleich zu herkömmlichen Gewindeformern quantitativ größere Materialverschiebung stattfindet. Allerdings ist die thermische Belastung, gerade auf das feine Zahnprofil des Gewindeausbildungsabschnitts 160, vergleichsweise hoch. Daher ist auf eine geeignete Werkstoffauswahl für das Werkzeug, gegebenenfalls verbunden mit einer geeigneten Kühlung, zu achten.
Das in Fig. 1 dargestellte Prinzip der Funktionsweise des Werkzeugs ist nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Gewindeherstellung beschränkt. Wenn der Gewindeausbildungsabschnitt 160 als Gewindefurcher oder Zirkulargewindefurcher arbeitet, ergibt sich beim Gewindeformungsprozeß eine weitere Verdrängung bzw. Aufweitung des Loches. Durch einen kurzen, konischen Ansatz 162 nach dem zylindrischen Abschnitt 146 und vor dem eigentlichen Gewindeformungsteil 164, 166 kann noch einmal " eine Erwärmung des Materials durch Reibung erreicht werden.
Gegen Ende der Vorschubbewegung des Werkzeugs 100 erreicht ein Schneid- bzw. Fräsaufsatz 200, der an dem
Werkzeug 100 in Drehrichtung fixiert, aber axial nachgiebig angebracht ist, den oberen Rand des Loches bzw. des nach außen aufgeworfenen Materials. (Die Lagerung des Fräsaufsatzes wird später genauer beschrieben werden.) Dadurch trägt der Fräsaufsatz den oberen Rand des Loches ab . Die Nachgiebigkeit des Fräsaufsatzes in axialer Richtung ist so bemessen, daß zwar ein Materialabtrag möglich ist, der Gewindeformungsteil aber nicht in dem gerade geformten Gewinde blockiert und dieses dadurch zerstört . Mit Erreichen der gewünschten Frästiefe (im vorliegenden Fall plan mit der Werkstückoberfläche) enden sowohl die Vorschub- als auch die Drehbewegung des Werkzeugs 100. Der Zustand gerade vor Beenden der Bewegung des Werkzeugs ist in Figur 1D dargestellt.
Anschließend wird die Dreh- und Vorschubbewegung umgekehrt, um das Werkzeug aus dem fertigen Gewindeloch zu entfernen, wie in Figur 1E dargestellt. Es versteht sich, daß die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit in jeder Phase des Verfahrens im Hinblick auf eine möglichst hohe Fertigungsgeschwindigkeit, eine optimale Steuerung der Fließfähigkeit des Materials des Werkstücks und die Eigenschaften des verwendeten Werkzeugs abzustimmen sind.
Figur 2 zeigt ein Werkzeug 100 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Es handelt sich um ein drehantreibbares Werkzeug 100 von gestreckter, im wesentlichen rotationssymmetrischer
Gestalt.
Ein im wesentlichen zylindrischer Schaftteil 120 ist mit einem Mitnehmerabschnitt 122 versehen. Der Mitnehmerabschnitt 122 ist hier als Außenvierkant dargestellt. Der Mitnehmerabschnitt kann jedoch andere Formen annehmen, wie z.B. eine Platte, einen Schlitz, einen Sechskant, eine oder eine Mehrzahl von Längsnuten, etc. Ein Mitnehmerabschnitt kann auch völlig fehlen. Auch kann das hintere Ende konisch ausgeführt sein. Der Schaftteil kann auch insgesamt einen anderen Querschnitt, wie etwa einen Sechskantquerschnitt oder dergleichen aufweisen.
Nachstehend soll der Schaftteil 120 das hintere Ende des Werkzeugs in dessen Achsenrichtung definieren. Das gegenüberliegende axiale Ende ist somit als das vordere Ende des Werkzeugs definiert .
Das vordere Ende des Werkzeugs weist einen Bearbeitungsteil auf, der in einen Fließbohrteil 140 und einen Gewindeausbildungsteil 160 eingeteilt werden kann. Der Fließbohrteil 140 wird auch als ein Reib- und Formabschnitt bezeichnet, und der Gewindeausbildungsteil 160 wird auch als ein Gewindeausbildungsabschnitt bezeichnet.
Der Fließbohrteil 140 weist einen Reibungskonzentrationsabschnitt 142, einen Aufweitungsabschnitt 144 und einen Zylinderformabschnitt 146 auf.
Der Reibungskonzentrationsabschnitt 142 ist, wie in Figur 2 dargestellt, als Rundschliff ausgeführt. Der Reibungskonzentrationsabschnitt 142 kann auch eine Körnerspitze sein oder eine andere Form aufweisen.
Der AufWeitungsabschnitt 144, der sich an den
Reibungskonzentrationsabschnitt anschließt, ist ein
Konus. Als besonders vorteilhaft für die derzeit bevorzugten Anwendungsfälle hat sich ein Konuswinkel WK von 10 bis 30°, von der Mittellinie LM aus gemessen, herausgestellt. Der Konuswinkel ist von den Prozessparameter, insbesondere von dem zu bearbeitenden Material abhängig. Auch kann die allgemeine Konusform eine konvexe oder konkave Krümmung aufweisen. Die Krümmungsrichtung kann sich auch im Verlauf der axialen Erstreckung des AufWeitungsabschnitts ändern. Damit kann die Verdrängungsgeschwindigkeit und -richtung in Abhängigkeit von dem bereits erreichten Durchmesser des zu bildenden Loches gesteuert werden.
Dem Aufweitungsabschnitt 144 folgt ein Zylinderformabschnitt 146. Dieser Abschnitt 146 ist vorzugsweise von im wesentlichen zylindrischer Kontur. Über die Länge des Zylinderformabschnitts 146 kann die Glätte der Lochwandung und die Materialtemperatur beim Übergang in einen Gewindeausbildungsteil 160 (siehe unten) gesteuert werden, da sich die Verformungstätigkeit des Zylinderformabschnitts 146 nur noch auf die Glättung von Unebenheiten beschränkt. Der Zylinderformabschnitt 146 kann auch völlig fehlen, so daß der
Aufweitungsabschnitt direkt in den Gewindeausbildungsteil 160 übergeht.
Anstelle des Zylinderformabschnitts 146 kann auch ein zweiter im wesentlichen konischer Aufweitungsabschnitt mit einem geringeren Konuswinkel als dem des AufWeitungsabschnitts 144 vorgesehen sein.
In der bevorzugten Ausführungsform weisen der AufWeitungsabschnitt und der Zylinderformabschnitt einen kreisförmigen Querschnitt auf. Allerdings kann es je nach bearbeitetem Material vorteilhaft sein, einen polygonalen Querschnitt nach der Art der in der Beschreibungseinleitung zitierten Druckschriften oder ähnlich vorzusehen. In jedem Fall ist der größte Umfangsdurchmesser bzw. die größte Weite des Reib- und Formabschnitts 140 des Werkzeugs optimal an den Kerndurchmesser des auszubildenen Gewindes angepaßt.
An den Fließbohrteil 140 schließt sich der Gewindeausbildungsteil 160 an. Dieser weist zunächst einen weiteren konischen Zwischenabschnitt 162, einen Anlaufabschnitt 164 sowie einen zylindrischen Hauptabschnitt 166 auf. Der Anlaufabschnitt 164 und der Hauptabschnitt 166 werden zusammen auch als der Gewindeteil des Werkzeugs bezeichnet.
Der Konuswinkel WKZ des Zwischenabschnitts 162 (siehe Fig. 5) liegt vozugsweise zwischen 40 und 80°. Der Zwischenabschnitt 162 dient dem Schutz des ersten Gangs des Gewindeteils. Darüberhinaus kann der Zwischenabschnitt 162 auch die Aufgabe einer nochmaligen Aufweitung des LochquerSchnitts übernehmen und eine erneute Aufheizung und Erhöhung der Fließwilligkeit des Materials bewirken.
Der Anlaufabschnitt 164 und der Hauptabschnitt 166 bilden den eigentlichen Gewindeausbildungsteil des Werkzeugs 100 und sind mit einem Gewindefurcherprofil mit an sich bekannter Geometrie. Auf die Erläuterung der Arbeitsweise eines Gewindefurchers im Einleitungsteil dieser Anmeldung sowie in dem Firmenprospekt Nr. 300 087/02123-VIII-15 der Gühring oHG wird an dieser Stelle ausdrücklich Bezug genommen. Insbesondere kann der Gewindeteil einen polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei in den Seitenflächen des Polygons Schmiernuten eingebracht sein können. Die Polygonzahl kann bei 4 für Gewinde in der Größenordnung M4 oder M6 beginnen und mit dem Gewindedurchmesser anwachsen. Allerdings kann der Querschnitt des Gewindeteils auch kreisförmig sein, wenn die Fließwilligkeit des bearbeiteten Materials es erlaubt.' Insbesondere bei geringen Gewindedurchmessern kann ohnehin auf einen polygonalen Querschnitt verzichtet werden.
Alternativ zu der in Fig. 2 und 5 gezeigten Gestaltungen des Werkzeugs kann sich an den Abschnitt 146 auch direkt der Gewindeformabschnitt 166 mit im Wesentlichen konstantem Außendurchmesser anschließen, der in einem Übergangsbereich (von beispielsweise einem bis drei Gewindegängen) konisch abgetragen ist.
Das Werkzeug 100 der bevorzugten Ausführungsform ist auch mit einer Abplattung 180 im Übergangsbereich zu dem Schaftteil 120 versehen. Diese Abplattung 180 dient als Gegenlager für eine Stellschraube in einem Bauteil 220, das nachstehend mit Bezug auf Figuren 3A bis 3C und Figur 4 beschrieben wird. In Figuren 3A bis 3C sind die Bauteile einer Fräsaufsatzanordnung 200, die in Figur 5 im Zusammenbau mit dem Werkzeug 100 gezeigt ist, einzeln dargestellt.
Figur 3A zeigt im Längsschnitt einen Fräsaufsatz 220, der als im wesentliche drehsymmetrisches Bauteil ausgeführt ist und ein axiales Durchgangsloch 228 aufweist. Eine Stirnseite trägt mindestens eine Schneide.
Beispielsweise sind in einer Stirnfläche des
Fräsaufsatzes 220 eine Mehrzahl von Schneidbacken 222 angeordnet. Die Schneidbacken 222 weisen Schneidkanten
222a auf, wie in der in Figur 4 gezeigten Draufsicht in
Richtung eines Pfeiles I in Figur 3A dargestellt. Das
Durchgangsloch 228 ist in seinem Innendurchmesser an den
Außendurchmesser des Gewindeteils so angepaßt, daß sich der Fräsaufsatz leicht, aber mit nicht zu großem Spiel auf den Gewindeteil schieben läßt. In einer Gewindebohrung, die sich radial durch eine Flanke des Fräsaufsatzes 220 erstreckt, ist eine Stellschraube 230 angeordnet. Wenn nun der Gewindeaufsatz 220 auf das Werkzeug 100 geschoben wird, bis er sich im Bereich der Abplattung 180 befindet, wird die Stellschaube 230 so weit eingedreht, daß sie in die Bohrung 228 hineinragt und leicht auf der ebenen Fläche der Abplattung 180 aufsetzt. Dadurch ist der Fräsaufsatz axial verschieblich, aber in Drehrichtung relativ zu dem Werkzeug 100 gesichert. Der Fräsaufsatz 220 kann ferner Mittel (nicht gezeigt) zum Sichern der Stellschraube aufweisen.
Der Fräsaufsatz 220 weist in der Nähe der zweiten Stirnseite eine Nut 224 auf, die mit der zweiten
Stirnseite einen Kragen 226 definiert. Die Nut 224 ist zur Aufnahme einer Schraubenfeder 240 vorgesehen, die in
Figur 3B dargestellt ist. In Figur 3C ist ein Feststellring 260 dargestellt, der in analoger Weise zu der Nut 224 in dem Fräsaufsatz 220 eine Nut 264 aufweist, die mit einer Stirnseite des Feststellringes 260 eine Kragen 266 definiert. In dieser Nut 264 ist die nämliche Schraubenfeder 240 einzusetzen, um so den Fräsaufsatz 220 mit dem Feststellring 260 über die Schraubenfeder 240 zu verbinden. Ferner ist in einem Gewindeloch, das sich in radialer Richtung durch eine Flanke des Feststellringes 260 hindurch erstreckt, eine Feststellschraube 270 angeordnet.
In Figur 5 ist die gesamte aus dem Fräsaufsatz 220, der Stellschraube 240, der Schraubenfeder 240, dem Feststellring 260 und der Feststellschraube 270 bestehende Fräsaufsatzanordnung 200 im Zusammbau mit dem Werkzeug 100 dargestellt. Wie in Figur 5 zu sehen, ist die gesamte Fräsaufsatzanordnung 200 so über das Werkzeug 100 geschoben, daß der Fräsaufsatz 220 selbst im Bereiche der Abplattung 180 so zu liegen kommt, daß letztere der Stellschraube 230 gegenüber liegt. Die Stellschraube 230 wird dabei so weit eingedreht, daß sie locker auf der Abplattung 180 zu liegen kommt, wodurch der Fräsaufsatz gegen Verdrehen gesichert ist, aber gerade noch leicht axial verschieblich ist. Durch die Schraubenfeder 240 auf Abstand zu dem Fräsaufsatz 220 gehalten, kommt der Feststellring 260 im Bereiche des Schaftteiles 120 zu liegen und wird mit Hilfe der Feststellschraube 270 fixiert. Somit stützt sich der Fräsaufsatz 220 über die Schraubenfeder 240 federnd an dem Feststellring 260 und damit an dem Werkzeug 100 selbst ab. Es versteht sich, daß der Feststellring auch einstückig als Lagerabschnitt (nicht gezeigt) des Werkzeugs ausgebildet sein kann.
Die federnde Lagerung des Fräsaufsatzes 220 ist erforderlich, um eine Formgebung des Lochrandes in einem Arbeitsgang mit dem Fließformbohr- und dem Gewindeherstellungsprozeß verwirklichen zu können. Wäre der Fräsaufsatz fest mit dem Werkzeug 100 verbunden oder mit diesem einstückig ausgeführt, würde zwischen dem Fräsaufsatz und dem Gewindeformer eine Axialkraft entstehen, die die Vorwärtsbewegung des Werkzeugs blockieren und schließlich das Gewinde ausreißen würde. Durch die federnde Lagerung kann jedoch die Axialkraft abgefangen werden und der Fräsaufsatz dennoch seine Schneidwirkung entfalten, um den Lochrand zu gestalten.
Es versteht sich von selbst, daß die Federkraft der
Feder so auf das zu bearbeitende Material, die
Prozeßparameter Drehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Werkstücktemperatur abzustimmen ist, daß der Fräsaufsatz eine genügend große Axialkraft erfährt, um seine Aufgabe erfüllen kann, diese Axialkraft jedoch nicht so groß wird, daß die Integrität des Gewindes gefährdet wird. Zu diesem Zwecke kann die Steuerung der Maschine auch eine Einkopplung der Axialkraft beinhalten.
In Figur 6 ist mit einem Werkzeug 500 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Werkzeug weist einen Schaftabschnitt 520 und einen Reib- und Formabschnitt 540 ähnlich dem Werkzeug 100 auf. Der Gewindeausbildungsabschnitt 560 ist im Gegensatz dazu jedoch in seinem Hauptabschnitt 566 in der Form eines Gewindeschneiders ausgeführt. In Figur 6 sind deutlich die Spannuten 568 erkennbar. Ferner ist in Figur 6 eine Variante gezeigt, die auch für die erste Ausführungsform anwendbar ist. Und zwar ist an dem Werkzeug 500 dieser Ausführungsform keine Abplattung vorgesehen. Statt dessen erstreckt sich ein Stift 585 im Bereich des Schaftteils 520 in radialer Richtung durch das Werkzeug 500 hindurch. Dieser Stift 585 kommt in Eingriff mit zwei Längsnuten, die sich in einer Innenbohrung eines gegenüber der Darstellung in Figur 3A abgewandelten Fräsaufsatzes (nicht gezeigt) erstrecken. Die Zusammenwirkung des Stiftes 585 mit diesen Längsnuten verwirklicht die Drehsicherung des Fräsaufsatzes an dem Werkzeug 500, erlaubt aber eine axiale Verschiebung. Ein solcher abgewandelter Fräsaufsatz würde keine Gewindebohrung aufweisen, und somit kann auf die Stellschraube in der Fräsaufsatzanordnung verzichtet werden. Dadurch kann die diffizile, meist manuell vorzunehmende Einstellung der Einschraubtiefe der Stellschraube 230 aus Figuren 3A und 5 entfallen, was zur Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Werkzeugs und des Verfahrens beiträgt. Gegebenenfalls muß der abgewandelte Fräsaufsatz in seiner Länge angepaßt werden. Der Rest der Fräsaufsatzanordnung mit der Schraubenfeder 240 und dem Feststellring 260 bleibt im wesentlichen unverändert.
In Figur 7 ist mit einem Werkzeug 300 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dem Werkzeug 300 ist der Gewindeausbildungsteil 360 als Zirkularfurcher ausgebildet. Zur Darstellung des Prinzips und der Ausgestaltungsmöglichkeiten eines Zirkularfurchers sei an dieser Stelle auf die Ausführungen im Einleitungsteil dieser Anmeldung sowie auf die bereits dort zitierte deutsche Patentanmeldung DE 103 18 203.9 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung Bezug genommen. In Figur 7 kann deutlich gesehen werden, daß der Gewindeteil 366 des Gewindeausbildungsabschnitts 360 in Form von umlaufenden Rillen ausgeführt ist. Ferner ist der Querschnitt des Gewindeteils als Polygon in bekannter Weise ausgeführt. Die Kenematik bei der Gewindeausbildung entspricht im Wesentlichen derjenigen des Gewindefräsens, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist.
Um nach Ausbildung des Durchgangsloches mit Hilfe des Reib- und Formabschnittes 340 ausreichend Platz zur Durchführung der Zirkularführung des Werkzeugs zu haben, ist der Umkreisdurchmesser des Gewindeteils 366 kleiner als der größte Durchmesser des Reib- und Formteils 340. Ferner kann in Figur 7 gesehen werden, daß der Gewindeausbildungsteil 360 über eine Fase 348, die später dem leichteren Ausführen des Werkzeugs aus dem fertigen Gewindeloch dient, und einen Zwischenabschnitt 362 gegenüber dem Zylinderformungsabschnitt 346 abgesetzt ist.
In Figur 7 ist noch eine weitere Variante gezeigt, die für die vorliegende sowie für eine weiter unten beschriebene weitere Ausführungsform anwendbar ist. Und zwar ist es einsichtig, daß, wenn im Falle der Ausführungsform nach Fig. 7 das Gewinde fertig ausgebildet ist und das Werkzeug 300 mittig gestellt worden ist, auf das Gewinde nicht mehr wie im Falle der ersten und zweiten Ausführungsform Rücksicht genommen werden muß, da sich der Gewindeteil 366 nicht mehr im Eingriff mit dem Material des Werkstückes befindet. Daher ist eine federnde Lagerung eines eventuellen Elements zur Bearbeitung des Lochrandes entbehrlich. Bei dem Werkzeug 300 weist der Schaftteil direkt im Anschluß an den Gewindeausbildungsteil 360 einen Übergangsabschnitt 326 auf, der einen Durchmesser von maximal dem Umkreisdurchmesser des Hauptabschnitts 366 aufweist. Daran schließt sich ein Lochrandfor ungsabschnitt 324, der in seiner unteren Stirnseite eine Mehrzahl von Schneidelementen 324a aufweist. Damit wird ein Stirnfräselement verwirklicht, das es erlaubt, nach Ausbildung des Gewindes den Rand des Gewindeloches zu plattieren oder zu entgraten. An den Lochrandformungsabschnitt 324 schließt sich ein
Werkzeugaufnahmeabschnitt 328 an, dessen Durchmesser an eine Werkzeugaufnahme angepaßt ist .
Anstelle des Lochrandformungsabschnitts 324 kann auch ein separater Fräsaufsatz verwendet werden, der in dem Bereich des Schaftteils 320 festgestellt wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der gesamte Schaftteil 320 einen Durchmesser aufweist, der den Umkreisaußendurchmesser des Hauptabschnitts 366 des Gewindeausbildungsteils 366 nicht überschreitet.
Ohne Darstellung in einer Figur wird nun noch eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform dadurch, daß der
Gewindeausbildungsabschnitt 360 das Profil eines herkömmlichen Gewindefräsers trägt. In Bezug auf das Wirkprinzip des Gewindefräsens wird an dieser Stelle auf die Ausführungen im Einleitungsteil dieser Anmeldung sowie auf den dort bereits zitieren Firmenkatalog Nr. 111 905/0145-IX-06 "VHM-Gewindefräser" der Gühring oHG verwiesen. Die sonstige Ausgestaltung des Werkzeugs folgt der dritten Ausführungsform.
Daneben werden für den Fachmann weitere Modifikationen ersichtlich sein, die sich aus
Randbedingungen wie Werkstoff, Maschinenumgebung, Einspannbedingungen etc. ergeben.
In dem Verfahren wurde der Rand des Gewindeloches mit Hilfe eines Stirnfräsers entgratet bzw. plattiert. Es versteht sich, daß ein derartiger Vorgang optional ist. Es kann durchaus Anwendungsfälle geben, in denen keine Entgratung oder Plattierung des Gewindeloches erforderlich ist. In einem solchen Fall wird das Werkzeug ohne den Fräsaufsatz verwendet bzw. wird ein Werkzeug ohne Formabschnitt verwendet, und der Rand des Loches bleibt erhalten.
Natürlich sind neben einer Plattierung auch andere Endbearbeitungen des Lochrandes möglich, wie etwa eine konische oder zylindrische Einsenkung. Letztere kann bei Rohren mit unebener Außenkontur erforderlich sein, um etwa einer Schraube oder Mutter eine entsprechende Auflagefläche zu verschaffen.
Ebenso versteht es sich, daß zur Steuerung des Temperaturverlaufs und des Werkstoffverhaltens Kühlkanäle und/oder Schmierstoffkanäle (nicht gezeigt) je nach Bedarf in den oben beschriebenen Werkzeugen vorgesehen sind. Die Versorgung von Gewindewerkzeugen mit Kühl- und Schmierkanälen ist in der Technik wohlbekannt und kann beispielsweise den oben bereits genannten Firmenprospekten der Gühring oHG entnommen werden. Bei den Werkzeugen der vorliegenden Erfindung können sich insbesondere Kühlkanäle auch in den Bereich des Reib- und Formteils erstrecken, um beispielsweise eine schnelle Abkühlung vor einem nachfolgenden spanabhebenden Gewindeformungsprozeß zu erreichen, wo dies erforderlich ist. Für die Bearbeitung von dünnem Stahlblech mit einer Wandstärke von 3 mm wurde folgendes Werkzeug entwickelt und getestet: Vollhartmetallwerkzeug in der Ausbildung entsprechend Fig. 5. mit Gewindeformteil zur Ausbildung eines Gewindes M8 6HX. Der Gewindeformteil mit neun Gängen und der Polygonzahl 4 geht über einen Konus mit dem Konuswinkel von 60° in einen zylindrischen Abschnitt (146) der axialen Länge von 3 mm über. An diesen
Abschnitt schließt sich ein konischer
AufWeitungsabschnitt (144) variabler Länge von 3 bis 8 mm an, mit einer Zentrierspitze mit maximalem Durchmesser 2 mm.
Liste der Bezugszeichen
100 Werkzeug gemäß der ersten Ausführungsform 120 Schaftteil
122 Mitnehmerabschnitt
140 Fließbohrteil oder Reib- und Formteil
142 Reibungskonzentrationsabschnitt
144 Aufweitungsabschnitt 146 Zylinderformabschnitt
160 Gewindeausbildungsteil oder -abschnitt
162 Zwischenabschnitt
164 Anlaufabschnitt
166 Hauptabschnitt 180 Abplattung
200 Fräsaufsatzanordnung
220 Fräsaufsatz
222 Schneidbacken
222a Schneidkante 224 Nut
226 Kragen
228 Bohrung
230 Schraube
240 Schraubenfeder 260 Feststellelement
264 Nut
266 Kragen
268 Bohrung
270 Schraube 300 Werkzeug gemäß der dritten Ausführungsform
320 Schaftteil
324 Lochrandformungsabschnitt
324a Schneidelement
326 Übergangsabschnitt 328 Werkzeugaufnahmeabschnitt
340 Fließformteil oder Reib- und Formteil 346 Zylinderformungsabschnitt
348 Fase
360 Gewindeausbildungsteil oder -abschnitt
362 Zwischenabschnitt 366 Hauptabschnitt des Gewindeausbildungsteils
500 Werkzeug gemäß der zweiten Ausführungsform
520 Schaftteil
540 Fließformteil oder Reib- und Formteil
560 Gewindeausbildungsteil oder -abschnitt 566 Gewindeteil
568 Spannut
585 Stift
900 Werkstück
905 Auge 910 Fließformbohrer nach dem Stand der Technik
920 Gewindeformer nach dem Stand der Technik
950 GewindeSchneider nach dem Stand der Technik
952 Spannut
954 Schneidstollen 954a Schneidkante
956 Außendurchmesserlinie
958 Anschnittlinie
960 Werkstück
962 Zahnnut 964 Zahnflanke
966 Übergang von Zahnflanke zu Zahngrund
970 Gewindefurcher nach dem Stand der Technik
972 Drückstollen
972a erster Zahn oder Gewindegang 972b zweiter Zahn oder Gewindegang
972c dritter Zahn oder Gewindegang
974 Schmiernut
976 Außendurchmesserlinie 978 Anlauflinie 980 Werkstück
982 Zahnnut 984 Zahnflanke
986 Übergangsstelle von Zahnflanke in Zahngrund
990 Furche

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines 'Gewindes in einem Werkstück vorzugsweise dünner Materialstärke mit den Schritten: im wesentlichen durchgängiges Erwärmen eines Bereichs des Werkstücks durch Reibkontakt mit einem drehantreibbaren Werkzeug (100; 300; 500); Verdrängen des erwärmten Materials in radialer und axialer Richtung durch das Werkzeug; und
Ausbilden eines Gewindes in einem durch die Verdrängung des Materials entstandenen Auge unter Verwendung des selben Werkzeugs .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausbildung des Gewindes einen Schritt eines Gewindefurchens aufweist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausbildung des Gewindes einen Schritt eines Zirkulargewindefurchens aufweist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausbildung des Gewindes einen Schritt eines Gewindeschneidens aufweist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß der Schritt der Ausbildung des Gewindes einen Schritt eines Gewindefräsens aufweist.
6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte eines Erwärmens und eines Verdrängens mit einer ersten Drehzahl und einer ersten Vorschubgeschwindigkeit durch- geführt werden, die an die Schmelztemperatur und/oder das Fließverhalten des Materials des Werkstücks angepaßt sind, und der Schritt eines Ausbildens eines Gewindes mit einer zweiten Drehzahl und einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt werden, die zusätzlich an die Steigung des Gewindes angepaßt sind.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt eines Formens des Lochrandes mit dem gleichen Werkzeug, ins- besondere durch Fräsen oder Senken.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Formens des Lochrandes während des Schrittes eines Ausbildens des Gewindes durchgeführt wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Formens des Lochrandes einen Schritt eines Steuerns der Axialkraft des Werkzeugs beinhaltet .
10. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Formens des Lochrandes nach dem Schritt eines Ausbildens des Gewindes durchgeführt wird.
11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wei ter gekennzeichnet durch einen Schritt eines Ent- fernens des Werkzeugs aus dem Gewindeloch.
12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines Ent- fernens des Werkzeugs aus dem Gewindeloch mit einer dritten Drehzahl durchgeführt wird, deren Richtung jener der zweiten Drehzahl entgegengesetzt ist.
13. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wei ter gekennzeichnet durch einen Schritt eines Einsteilens der Werkzeug- und Werkstücktemperatur.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt einer Temperatureinstellung die Schritte eines Anpassens der Drehzahl und/oder eines Anpassens der Vorschubgeschwindigkeit und/oder eines Kühlens des Werkzeugs aufweist.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt der Temperatureinstellung die jeweils optimale Werkzeug- und Werkstücktemperatur in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verfahrensschritt einstellt.
16. Werkzeug (100; 300; 500) zur Herstellung eines Gewindes in einem Werkstück vorzugsweise dünner Materialstärke, wobei das Werkzeug drehantreibbar ist und aufweist: einen im Bereich eines hinteren Endes vorgesehenen Schaftabschnitt (120; 320; 520); einen im Bereich eines vorderen Endes vorgesehenen Reib- und Formabschnitt (140; 340; 540) ; und einen sich daran anschließenden Gewindeausbildungsabschnitt (160; 360; 560).
17. Werkzeug gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Reib- und Formabschnitt (140; 340; 540) einen Reibungskonzentrationsabschnitt (142) an seiner Spitze und einen sich daran anschließenden Aufwei- tungsabschnitt (144) aufweist.
18. Werkzeug gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungskonzentrationsabschnitt (142) als Zentrierspitze ausgebildet ist.
19. Werkzeug gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungskonzentrationsabschnitt (142) ballig ausgebildet ist.
20. Werkzeug gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der AufWeitungsabschnitt (144) eine konische Form aufweist.
21. Werkzeug gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkel des AufWeitungsabschnitts (144) zwischen 10° und 60°, insbesondere zwischen 10° und 30°, vorzugsweise bei 20° +/- 5° liegt.
22. Werkzeug gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus des Aufweitungsabschnitts (144) konvex gekrümmt ist.
23. Werkzeug gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus des AufWeitungsabschnitts (144) konkav gekrümmt ist.
24. Werkzeug gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Konus des Aufweitungsabschnitts (144) einen oder mehrere konvex und/oder konkav gekrümmte Abschnitte aufweist.
25. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Reib- und Formab- schnitt (140; 340; 540) wenigstens einen zweiten Aufweitungsabschnitt mit einem kleineren Konuswihkel als dem des ersten AufWeitungsabschnitts (144) aufweist .
26. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 25, da- durch gekennzeichnet, daß der Reib- und Formabschnitt (140; 340; 540) einen Zylinderformteil (146) aufweist, der sich an den AufWeitungsabschnitt (144) anschließt.
27. Werkzeug gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderformteil (146) eine im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist.
28. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzei chnet, daß der Reib- und Formabschnitt (140; 340; 540) einem im wesentlichen kreis- förmigen Querschnitt aufweist.
29. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet , daß der Reib- und Formabschnitt (140; 340; 540) wenigstens in einem Ab- schnitt einen Querschnitt aufweist, der einer im wesentlichen polygonalen Linie folgt, wobei die Polygonzahl zwischen 3 und 12, vorzugsweise zwischen 4 und 8 liegt.
30. Werkzeug gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Linie im wesentlichen konvexe Seiten aufweist.
31. Werkzeug gemäß Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der polygonalen Linie ge- rundet sind.
32. Werkzeug gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundung der Spitzen der polygonalen Linie glatt in die Seiten der polygonalen Linie übergeht .
33. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 32, da- durch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des Reib- und Formabschnitts (140; 340; 540) dem Kerndurchmesser des zu formenden Gewindes angepaßt ist.
34. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeausbildungsab- schnitt (160; 360; 560) des Werkzeugs wenigstens eine sich wendeiförmig über die Länge des Gewindeausbildungsabschnitts (160; 360; 560) erstreckende Rille mit im wesentlichen kerbförmigem Querschnitt aufweist
35. Werkzeug gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeausbildungsabschnitt (160; 360; 560) in einem Hauptabschnitt (166; 366; 566) eine zylindrische Form und in einem davor angeordneten Anlauf- abschnitt (164) eine konische Form aufweist, wobei sich die wendeiförmige Rille in dem Anlaufabschnitt fortsetzt und wobei der Konuswinkel des Anlaufabschnitts (164) vorzugsweise zwischen 1° und 12°, be- sonders bevorzugt bei 6° +/- 2° liegt.
36. Werkzeug gemäß Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anlaufabschnitt (164) bzw., falls kein Anlaufabschnitt vorgesehen ist, dem Hauptabschnitt (166) vorgelagert ein konusförmiger Zwi- schenabschnitt (162) vorgesehen ist, wobei der Konuswinkel des Zwischenabschnitts vorzugsweise 60° +/- 10° beträgt.
37. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeausbildungsab- schnitt (160; 360; 560) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
38. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gewindeausbildungsabschnitts (160; 360; 560) einer im we- sentlichen polygonaler Linie folgt, die eine Mehrzahl von Drückstollen definiert, wobei die Polygonzahl vorzugsweise zwischen 4 und 12, besonders bevorzugt zwischen 4 und 8 liegt.
39. Werkzeug gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flanken der Drückstollen Schmiernuten vorgesehen sind, wobei im Inneren des Werkzeugs vorzugsweise Schmiermittelkanäle angeordnet sind, die sich in wenigstens einer, vorzugsweise allen, der Schmiernuten öffnen.
40. Werkzeug gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzei chnet, daß der Gewindeausbildungsabschnitt (160; 360; 560) des Werkzeugs einen kreisförmigen Querschnitt und eine oder mehrere Spannuten (568) aufweist, die sich
5 axial oder wendeiförmig über die Länge des Gewindeausbildungsabschnitt erstrecken und die eine Schneidkante aufweisen.
41. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 34 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Umkreisdurch-0 esser des Gewindeausbildungsabschnitts (160; 360; 560) kleiner als der größte Umkreisdurchmesser des Reib- und Formabschnitts (140; 340; 540) ist.
42. Werkzeug gemäß Anspruch 41, wei ter gekennzeichnet durch eine Lochrandformeinrichtung (324) , die sich5 an den Gewindeausbildungsabschnitt (160; 360; 560) anschließt und mit dem Werkzeug einstückig ausgebildet oder mit diesem fest aber lösbar verbunden ist, zum Formen des Randes eines mit Hilfe des Werkzeugs hergestellten Gewindelochs.
'0 43. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 39, wei ter gekennzeichnet durch eine Lochrandformeinrichtung (200) zum Formen des Randes eines mit Hilfe des Werkzeugs hergestellten Gewindelochs, wobei das Werkzeug ferner eine Dreharretierungseinrichtung5 (180; 585) aufweist und die Lochrandformeinrichtung (200) ein separat ausgeführtes Lochrandformungsteil (220) mit einem Dreharretierungsgegenstück (230) , das mit der Dreharretierungseinrichtung des Werkzeugs so zusammenwirkt, daß eine Relativbewegung der0 Lochrandformungsteils (220) gegenüber dem Werkzeug in Drehrichtung verhindert wird, während eine Relativbewegung des Lochrandformungsteils (220) gegen- über dem Werkzeug in Axialrichtung ermöglicht wird, ein mit dem Werkzeug einstückig ausgebildetes oder mit diesem fest aber lösbar verbundenes Lagerteil (260) sowie ein Federteil (240) aufweist, wobei sich das Lochrandformungsteil (220) über das Federteil (240) in axialer Richtung federnd gegen das Lagerteil (260) abstützt.
44. Werkzeug gemäß Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreharretierungseinrichtung eine ebene ra- diale Abplattung (180) in dem Umfang des Werkzeugs ist und das Dreharretierungsgegenstück ein Stellelement, vorzugsweise eine Stellschraube (230) , ist, das in dem Lochrandformungsteil (220) angeordnet ist und auf einen vorbestimmten Abstand zu der Abplat- tung (180) einstellbar ist.
45. Werkzeug gemäß Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreharretierungseinrichtung ein in radialer Richtung auf wenigstens einer Seite aus dem Umfang des Werkzeugs herausstehender Stift (585) ist und das Dreharretierungsgegenstück eine an dem Lochrandformteil eingebrachte Nut ist, die beim Aufstecken des Lochrandformungsteils auf das Werkzeug mit dem Stift (585) in Eingriff kommt.
46. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 43 bis 45, da- durch gekennzeichnet, daß das Lagerteil ein Feststellring (260) mit einem Feststellelement, insbesondere einer Feststellschraube (270) , ist, und das Federteil eine zwischen dem Lagerteil (260) und dem Lochrandformungsteil (220) angeordnete Schraubenfe- der (240) ist.
47. Werkzeug gemäß Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (260) und das Lochrandformungsteil (220) so ausgebildet sind, daß die Schraubenfeder (240) sowohl in Druck- als auch in Zugrichtung daran festgehalten wird, vorzugsweise durch eine jeweilige Nut (224, 264) , in welche die Schrauben eder (240) eingerastet wird.
48. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 42 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bearbeitungsteil der Lochrandformeinrichtung (200; 524) als Stirnfräser, Plansenker, Kegelsenker oder Formfräser ausgebildet ist.
49. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 48, weiter gekennzeichnet durch einen oder mehrere Kühlkanäle zum Zuführen eines Kühlmediums, die sich wenigstens in den Bereich des Gewindeausbildungsabschnitts (160; 360; 560) erstrecken.
50. Werkzeug gemäß Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kühlkanäle in den Bereich des Reib- und Formteils (140; 340; 560), vorzugsweise wenigstens in den Bereich eines Zylinderformungsabschnitt (146) desselben erstrecken.
51. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Vollhart- metall besteht.
52. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Stahl, insbesondere Werkzeugstahl, besonders bevorzugt aus HSS besteht.
53. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 16 bis 51, weiter gekennzeichnet durch eine Verschleißschutzschicht und/oder eine WeichstoffSchicht, insbesondere im Bereich des Gewindeteils.
54. Vorrichtung zur Herstellung eines Gewindes in einem Werkstück vorzugsweise dünner Materialstärke, welches aufweist: eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines dre- hantreibbaren Werkzeugs (100; 300; 500); eine Antriebseinheit zum Antreiben des in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeugs (100; 300; 500) in Drehrichtung und Vorschubrichtung; und eine Steuerungseinheit zur Durchführung der Schritte des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2903955A1 (fr) * 2006-07-18 2008-01-25 Faurecia Interieur Ind Snc Tube de traverse de planche de bord, et son procede de fabrication.
FR2941638A1 (fr) * 2009-02-04 2010-08-06 Inter Meca Procede de generation d'un bourrelet dans une piece a paroi mince.
WO2011057748A1 (de) * 2009-11-10 2011-05-19 Universität Paderborn Verfahren zum reibumformen eines werkstücks
WO2017187329A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Kauno technologijos universitetas Combined chipless drilling and tapping tool
WO2019049078A1 (pt) * 2017-09-07 2019-03-14 Universidade De Aveiro Ferramenta multi-operação de furação por atrito
CN110625373A (zh) * 2019-09-03 2019-12-31 安徽巨一自动化装备有限公司 一种流钻拧紧工艺参数转换关键点自适应切换方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7441433B2 (en) * 2007-01-11 2008-10-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Tool for forming threaded hole in a hydroformed part
DE102007042281A1 (de) 2007-09-06 2009-03-12 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Anbringen einer Sonde an einer Abgasbehandlungseinrichtung
DE102009013265B4 (de) * 2009-03-11 2013-01-31 Technische Universität Chemnitz Verfahren und Werkzeuge zum Herstellen einer Mischbaugruppe
WO2013133709A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Flowdrill B.V. Drill
DE102015008049B4 (de) 2015-06-19 2018-02-22 Wvl-Werkzeug- Und Vorrichtungsbau Lichtenstein Gmbh Gewinde-Formeinrichtung an einem Stanz- und Formwerkzeug

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2536611A1 (de) * 1975-08-16 1977-02-24 Daimler Benz Ag Verfahren zum spanlosen lochen von blechen
CH586078A5 (de) * 1974-05-10 1977-03-31 Geffen Tech Handels En Adviesb
GB2091610A (en) * 1981-01-21 1982-08-04 Hiby Friedrich Karl Flow drilling tools
DE3238978A1 (de) * 1981-10-21 1983-05-05 Drabus B.V., Apeldoorn Schnell um seine achse drehbarer dorn zum bilden eines von einem kragen umgebenen loches in einer metallenen platte oder in der wand eines metallenen rohres
DE4327232C1 (de) * 1993-08-13 1995-01-26 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Vorrichtung zum Fließbohren
EP0905593A1 (de) * 1997-08-25 1999-03-31 Yoshiaki Kakino Numerische Steuervorrichtung und Werkzeugvorrichtung mit einer numerischen Steuervorrichtung
EP1314500A2 (de) * 2001-11-26 2003-05-28 Delphi Technologies, Inc. Vorrichtung und Verfahren zum Bohren

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH586078A5 (de) * 1974-05-10 1977-03-31 Geffen Tech Handels En Adviesb
DE2536611A1 (de) * 1975-08-16 1977-02-24 Daimler Benz Ag Verfahren zum spanlosen lochen von blechen
GB2091610A (en) * 1981-01-21 1982-08-04 Hiby Friedrich Karl Flow drilling tools
DE3238978A1 (de) * 1981-10-21 1983-05-05 Drabus B.V., Apeldoorn Schnell um seine achse drehbarer dorn zum bilden eines von einem kragen umgebenen loches in einer metallenen platte oder in der wand eines metallenen rohres
DE4327232C1 (de) * 1993-08-13 1995-01-26 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Vorrichtung zum Fließbohren
EP0905593A1 (de) * 1997-08-25 1999-03-31 Yoshiaki Kakino Numerische Steuervorrichtung und Werkzeugvorrichtung mit einer numerischen Steuervorrichtung
EP1314500A2 (de) * 2001-11-26 2003-05-28 Delphi Technologies, Inc. Vorrichtung und Verfahren zum Bohren

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2903955A1 (fr) * 2006-07-18 2008-01-25 Faurecia Interieur Ind Snc Tube de traverse de planche de bord, et son procede de fabrication.
WO2008009810A3 (fr) * 2006-07-18 2008-03-20 Faurecia Interieur Ind Tube de traverse de planche de bord, et son procede de fabrication
FR2941638A1 (fr) * 2009-02-04 2010-08-06 Inter Meca Procede de generation d'un bourrelet dans une piece a paroi mince.
WO2011057748A1 (de) * 2009-11-10 2011-05-19 Universität Paderborn Verfahren zum reibumformen eines werkstücks
WO2017187329A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Kauno technologijos universitetas Combined chipless drilling and tapping tool
WO2019049078A1 (pt) * 2017-09-07 2019-03-14 Universidade De Aveiro Ferramenta multi-operação de furação por atrito
CN110625373A (zh) * 2019-09-03 2019-12-31 安徽巨一自动化装备有限公司 一种流钻拧紧工艺参数转换关键点自适应切换方法
CN110625373B (zh) * 2019-09-03 2021-07-09 安徽巨一科技股份有限公司 一种流钻拧紧工艺参数转换关键点自适应切换方法

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