DE102021111883A1

DE102021111883A1 - Hybrides gewindewerkzeug mit schneidendem abschnitt und rollendem abschnitt

Info

Publication number: DE102021111883A1
Application number: DE102021111883.2A
Authority: DE
Inventors: David A. Wulbrecht; Qigui Wang; Tiruttani Munikamal; Lokesh Choudhary
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-06-30
Also published as: US11465221B2; CN114682861B; CN114682861A; US20220203469A1

Abstract

Ein hybrides Gewindewerkzeug definiert eine Längsachse und umfasst einen Schneidabschnitt mit einer Vielzahl von Schneidzähnen. Die Vielzahl von Schneidzähnen ist so konfiguriert, dass sie ein erstes Gewinde in ein Werkstück schneiden. Das hybride Gewindewerkzeug definiert auch einen Formungsabschnitt, der an dem Schneidabschnitt angebracht ist und mit diesem entlang der Längsachse angeordnet ist. Der Formungsabschnitt umfasst eine Vielzahl von Formungszähnen, die so konfiguriert sind, dass sie das erste Gewinde plastisch in ein zweites Gewinde für das Werkstück verformen.

Description

EINLEITUNG
Das technische Gebiet bezieht sich allgemein auf ein Gewindewerkzeug und insbesondere auf ein hybrides Gewindewerkzeug mit einem schneidenden Abschnitt und einem rollenden Abschnitt.
Einige Teile enthalten Gewindebohrungen zur Befestigung an einer anderen Komponente. Zum Beispiel enthalten Fahrzeugmotorblöcke oft eine Gewindebohrung zur Aufnahme, Abstützung und Gewindeverbindung mit einer Lagerkomponente. Genauer gesagt, kann der Motorblock ein Hauptlagerbolzenloch enthalten, das mit einem Gewinde versehen ist. Vorzugsweise haben diese und andere Arten von Gewindebohrungen eine hohe Ermüdungsfestigkeit, eine hohe Lasthaltekraft und andere vorteilhafte Leistungsmerkmale.
Herkömmliche Verfahren zum Gewindeschneiden von Bohrungen sind jedoch in gewisser Hinsicht mangelhaft. Die derzeit verfügbaren Gewindewerkzeuge, Maschinen, Systeme usw. sind ebenfalls unzureichend. Diese Einschränkungen können sich in hochvolumigen Fertigungsprozessen noch verschärfen. Dementsprechend ist die Leistungsfähigkeit des hergestellten Gewindelochs und der jeweiligen Gewindebefestigung begrenzt. Darüber hinaus können derartige Fertigungsverfahren und -systeme ineffizient sein oder unter anderen Problemen leiden.
Daher ist es wünschenswert, verbesserte Verfahren und Systeme zur Herstellung von Teilen mit hochwertigen Gewindelöchern bereitzustellen. Es ist auch wünschenswert, verbesserte Verfahren und Systeme zur Herstellung von Teilen mit Gewindelöchern bereitzustellen, die eine hohe Ermüdungsfestigkeit und eine hohe Lasthaltefestigkeit aufweisen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, diese Systeme und Verfahren effizienter zu gestalten. Weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund betrachtet werden.
BESCHREIBUNG
Ein hybrides Gewindewerkzeug zum Gewindeschneiden eines Lochs in einem Werkstück wird bereitgestellt. In einer Ausführungsform definiert das hybride Gewindewerkzeug eine Längsachse und umfasst einen Schneidabschnitt mit einer Vielzahl von Schneidzähnen. Die Vielzahl von Schneidzähnen ist so konfiguriert, dass sie ein erstes Gewinde in ein Werkstück schneidet. Das hybride Gewindewerkzeug umfasst auch einen Formungsabschnitt, der an dem Schneidabschnitt angebracht und mit diesem entlang der Längsachse angeordnet ist. Der Formungsabschnitt umfasst eine Vielzahl von Formungszähnen, die so konfiguriert sind, dass sie das erste Gewinde plastisch in ein zweites Gewinde für das Werkstück verformen.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Schneidabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende, die entlang der Längsachse voneinander beabstandet sind. Der Formungsabschnitt umfasst ein drittes Ende und ein viertes Ende, die entlang der Längsachse voneinander beabstandet sind. Das zweite Ende des Schneidabschnitts ist knotinuierlich mit dem dritten Ende des Formungsabschnitts verbunden.
In einigen Ausführungsformen ist der Schneidabschnitt entlang der Längsachse verjüngt.
In einigen Ausführungsformen ist der Schneidabschnitt vom ersten Ende zum zweiten Ende vollständig mit einem einzigen Verjüngungswinkel verjüngt.
Außerdem hat in einigen Ausführungsformen der Schneidabschnitt einen ersten Hauptdurchmesser und der Formungsabschnitt einen zweiten Hauptdurchmesser. Der erste Hauptdurchmesser beträgt höchstens zwischen achtzig Prozent (80%) und fünfundneunzig Prozent (95%) des zweiten Hauptdurchmessers.
In einigen Ausführungsformen sind der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt integral verbunden und haben gemeinsame Materialeigenschaften.
In einigen Ausführungsformen haben der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt unterschiedliche Materialeigenschaften.
In einigen Ausführungsformen sind der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt aus unterschiedlichen Materialien gefertigt.
Zusätzlich weisen in einigen Ausführungsformen der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt unterschiedliche Wärmebehandlungen auf, die für die unterschiedlichen Materialeigenschaften sorgen.
Außerdem hat in einigen Ausführungsformen der Schneidabschnitt eine höhere Härte als der Formungsabschnitt. Außerdem hat der Formungsabschnitt eine höhere Materialzähigkeit als der Schneidabschnitt.
In einigen Ausführungsformen ist die Vielzahl der Schneidzähne in einem ersten Steg und einem zweiten Steg angeordnet. Außerdem umfasst das Werkzeug eine Spanöffnung, die in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Steg und dem zweiten Steg definiert ist. Die Spanöffnung erstreckt sich entlang der Längsachse durch den Schneidabschnitt und ist so konfiguriert, dass sie Späne vom Schneiden des ersten Gewindes aufnimmt. Die Spanöffnung erstreckt sich entlang der Längsachse in den Formungsabschnitt.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Werkzeug außerdem einen Schaft. Die mehreren Schneidzähne und die mehreren Formungszähne sind am Schaft angebracht und erstrecken sich von diesem radial nach außen und von der Längsachse weg, um einen hybriden Außengewindebohrer zu definieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Werkzeug außerdem einen Stützkörper. Die mehreren Schneidzähne und die mehreren Formungszähne sind an dem Stützkörper befestigt und erstrecken sich von diesem radial nach innen und in Richtung der Längsachse, um ein Innengewindeformwerkzeug zu definieren.
Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung eines hybriden Gewindewerkzeugs zum Gewindeschneiden eines Werkstücks bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Herstellung einer Vielzahl von Schneidzähnen, um einen Schneidabschnitt des hybriden Gewindewerkzeugs zu definieren. Das Verfahren umfasst auch die Herstellung einer Vielzahl von Formungszähnen, um einen Formungsabschnitt des hybriden Gewindewerkzeugs zu definieren. Der Formungsabschnitt ist mit dem Schneidabschnitt entlang der Längsachse angeordnet. Die Vielzahl von Schneidzähnen ist so konfiguriert, dass sie ein erstes Gewinde in ein Werkstück schneidet, und die Vielzahl von Formungszähnen ist so konfiguriert, dass sie das erste Gewinde plastisch in ein zweites Gewinde für das Werkstück verformt.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren außerdem das Befestigen eines ersten Körpers an einem zweiten Körper, die gemeinsam entlang der Längsachse angeordnet werden. Der erste Körper und der zweite Körper haben unterschiedliche Materialeigenschaften. Außerdem umfasst das Herstellen der mehreren Schneidzähne das Herstellen der mehreren Schneidzähne an dem ersten Körper und das Herstellen der mehreren Formungszähne an dem zweiten Körper.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Herstellung der Vielzahl von Schneidzähnen und die Herstellung der Vielzahl von Formungszähnen die additive Herstellung mindestens eines des Schneidabschnitts und des Formungsabschnitts.
Darüber hinaus umfasst das Verfahren in einigen Ausführungsformen mindestens eines von: Wärmebehandeln mindestens eines von dem Schneidabschnitt und dem Formungsabschnitt, um den einen mit einer anderen Materialeigenschaft als den anderen zu versehen; und Beschichten mindestens eines von dem Schneidabschnitt und dem Formungsabschnitt, um den einen mit einer anderen Materialeigenschaft als den anderen zu versehen.
Zusätzlich umfasst in einigen Ausführungsformen die Herstellung der Vielzahl von Schneidzähnen und die Herstellung der Vielzahl von Formungszähnen die Herstellung der Vielzahl von Schneidzähnen und der Vielzahl von Formungszähnen von außen, um einen hybriden Außengewindebohrer zu bilden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Herstellen der Vielzahl von Schneidzähnen und das Herstellen der Vielzahl von Formungszähnen das Herstellen der Vielzahl von Schneidzähnen und der Vielzahl von Formungszähnen von innen, um ein hybrides Innengewindeformwerkzeug zu bilden.
Zusätzlich wird ein hybrides Gewindewerkzeug zum Gewindeschneiden eines Hauptlagerbolzenlochs eines Motorblocks offenbart. Das Gewindewerkzeug definiert eine Längsachse. In einer Ausführungsform umfasst das hybride Gewindewerkzeug einen Schneidabschnitt mit einer Vielzahl von Schneidzähnen. Der Schneideabschnitt ist verjüngt. Die mehreren Schneidzähne sind so konfiguriert, dass sie ein erstes Gewinde in das Hauptlagerbolzenloch mit einem ersten Hauptdurchmesser schneiden. Das hybride Gewindewerkzeug umfasst auch einen Formungsabschnitt, der an dem Schneidabschnitt angebracht und mit diesem entlang der Längsachse angeordnet ist. Der Formungsabschnitt umfasst eine Vielzahl von Formungszähnen, die so konfiguriert sind, dass sie das erste Gewinde plastisch in ein zweites Gewinde für das Hauptlagerbolzenloch verformen. Das zweite Gewinde hat einen zweiten Hauptdurchmesser. Der erste Hauptdurchmesser beträgt höchstens fünfundneunzig Prozent (95%) des zweiten Hauptdurchmessers.
Figurenliste
Die beispielhaften Ausführungsformen werden im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 eine Seitenansicht eines hybriden Gewindewerkzeugs ist, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
2 eine Seitenansicht des hybriden Gewindewerkzeugs aus 1 ist, die das Schneiden von Gewindegängen in ein Werkstück zeigt, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3 eine Seitenansicht des hybriden Gewindewerkzeugs aus 1 ist, die das Walzen und Formen von Gewindegängen im Werkstück zeigt, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
4 eine perspektivische Ansicht des hybriden Gewindewerkzeugs ist, gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
5 eine Schnittansicht des hybriden Gewindewerkzeugs entlang der Linie 5-5 von 4 ist;
6 eine schematische Darstellung von Verfahren zur Herstellung des hybriden Gewindewerkzeugs von 1 ist, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
7 eine schematische Darstellung von Verfahren zur Herstellung des hybriden Gewindewerkzeugs aus 1 ist, gemäß zusätzlichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
8 eine schematische Darstellung von Verfahren zur Herstellung des hybriden Gewindewerkzeugs von 1 ist, gemäß zusätzlichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die Anwendung und Verwendungen nicht einschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, durch irgendeine ausdrückliche oder stillschweigende Theorie gebunden zu sein, die in der vorhergehenden Einleitung, der kurzen Beschreibung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt wird.
Im Allgemeinen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Fertigungssysteme und -verfahren zum Gewindeschneiden eines Lochs in einem Werkstück, Teil, einer Komponente usw. Das mit diesen Systemen und Verfahren hergestellte Gewindeloch kann eine hohe Ermüdungsfestigkeit, eine hohe Lasthaltefestigkeit und/oder andere verbesserte Eigenschaften aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein hybrides Gewindewerkzeug bereitgestellt, das sowohl einen Gewindeschneidabschnitt als auch einen Gewindeformungsabschnitt umfasst, die entlang einer Längsdrehachse angebracht und angeordnet sind. Der Gewindeschneidabschnitt ist zum Schneiden eines ersten Gewindes in einem Loch konfiguriert. Der Gewindeformungsabschnitt ist zum Formen, Walzen und Umformen des ersten Gewindes und zum plastischen Verformen zu einem zweiten Gewinde für das Loch des Werkstücks ausgebildet. Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Hybridwerkzeugs sind ebenfalls gemäß verschiedenen Ausführungsformen offenbart.
Das Hybridwerkzeug kann ein hybrider Gewindebohrer zum Innengewindeschneiden eines Durchgangslochs oder eines Sacklochs sein. Das Hybridwerkzeug kann ein Hybridwerkzeug zum Außengewindeschneiden einer Welle oder eines anderen Bauteils sein.
Das Hybridwerkzeug kann eine Vielzahl von Konfigurationen haben. Der Gewindeschneidabschnitt und der Gewindeformungsabschnitt des Werkzeugs können unterschiedliche Formen, Durchmesser und/oder Abmessungen zueinander haben. Der Gewindeschneidabschnitt und die Gewindeformungsabschnitte der Werkzeuge können auch unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen. Beispielsweise können die verschiedenen Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, unterschiedliche Wärmebehandlungen, unterschiedliche Beschichtungen usw. aufweisen.
Die Hybridwerkzeuge und die zugehörigen Verfahren der vorliegenden Offenbarung erhöhen den Komfort und die Effizienz bei der Herstellung von Gewindelöchern. Die Werkzeuge und die zugehörigen Verfahren bieten Gewindelöcher mit erhöhter Ermüdungsfestigkeit, höherer Lasthaltekraft und anderen Vorteilen.
Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung können zum Gewindeschneiden einer Vielzahl von Teilen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Werkzeug zur Herstellung eines oder mehrerer Gewindelöcher in einem Fahrzeugmotorblock verwendet werden. Genauer gesagt, kann das Gewindeloch in einem Hauptlagerbolzenloch eines Motorblocks vorgesehen sein. Die Fertigungssysteme und -verfahren können zum Herstellen von Gewindelöchern in einem gegossenen Motorblock (z. B. einem Motorblock aus einer Aluminiumlegierung) nützlich sein, und die Werkzeuge und Verfahren der vorliegenden Offenbarung können in Teilen verwendet werden, die mit fortschrittlichen Gießverfahren hergestellt werden. Es versteht sich jedoch, dass die Gewindewerkzeuge, -systeme und -verfahren der vorliegenden Offenbarung für jedes geeignete Teil verwendet werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In 1 ist zunächst ein Werkstück 100 mit einem Loch 102 dargestellt. Das Loch 102 kann eine Lochachse 104 haben. Das Loch 102 kann ein Durchgangsloch sein, das sich wie dargestellt durch die gesamte Wandstärke des Werkstücks 100 erstreckt, oder das Loch 102 kann ein Sackloch sein, das in weiteren Ausführungsformen durch einen Teil der Dicke des Werkstücks 100 ausgespart ist. Das Werkstück 100 kann ein Teil eines beliebigen geeigneten Typs sein. Zum Beispiel kann das Werkstück 100 in einigen Ausführungsformen ein Motorblock sein. In einigen Ausführungsformen kann das Werkstück 100 ein Motorblock aus einer Aluminiumgusslegierung sein. Das Loch 102 kann letztendlich als Hauptlagerbolzenloch für den Motorblock verwendet werden.
Außerdem ist ein hybrides Gewindewerkzeug 110 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Wie noch erläutert wird, kann das hybride Gewindewerkzeug 110 so konfiguriert sein, dass es Gewindegänge schneidet und anschließend Gewindegänge formt (plastisch verformt). Wie in den dargestellten Ausführungsformen gezeigt, kann das Werkzeug 110 ein Außengewindebohrer zur Herstellung von Innengewinden innerhalb des Lochs 102 sein. Wie jedoch in Bezug auf die 4 und 5 erörtert wird, kann das hybride Gewindewerkzeug der vorliegenden Offenbarung als Innengewindebohrer zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bolzen oder einem anderen Werkstück konfiguriert sein.
Wie in 1 dargestellt, kann das hybride Gewindewerkzeug 110 einen länglichen Schaft 112 aufweisen, der zylindrisch und auf der Achse 104 zentriert ist. Der Schaft 112 kann eine Außenfläche haben, die zumindest teilweise glatt sein kann. In einigen Ausführungsformen können Abschnitte des Schafts 112 auch verjüngt sein. In einigen Ausführungsformen kann der Schaft 112 einen Griff aufweisen, um das Werkzeug 110 zu ergreifen und manuell um die Achse 104 zu drehen. In anderen Ausführungsformen kann der Schaft 112 ein Spannfutter zur Befestigung an einer Maschine zum automatischen Drehen des Schafts 112 um die Achse 104 enthalten.
Das Werkzeug 110 kann auch ein Arbeitsende 116 enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Arbeitsende 116 eine Vielzahl von mit Gewinde versehenen Stegen (z. B. einen ersten Steg 118a und einen zweiten Steg 118b) aufweisen, die in Umfangsrichtung durch Spanöffnungen 120 (z. B. Spannuten) getrennt sind. Die Spanöffnungen 120 können vertiefte Schlitze sein, die sich in Längsrichtung entlang des Arbeitsendes 116 erstrecken. Obwohl nur zwei Stege 118a, 118b und eine Spanöffnung 120 dargestellt sind, kann es natürlich auch mehr geben. Beispielsweise können mindestens drei Stege vorhanden sein, die gleichmäßig um die Achse 104 beabstandet sind, wobei zwischen benachbarten Paaren von Stegen entsprechende Spanöffnungen definiert sind.
Das Arbeitsende 116 kann durch einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt definiert sein, die entlang der Achse aneinandergereiht sind. Der erste Abschnitt kann als Schneidabschnitt 122 bezeichnet werden, und der zweite Abschnitt kann als Formungsabschnitt 124 oder als Walzabschnitt bezeichnet werden. Der Schneidabschnitt 122 kann eine erste Längslänge 161 haben, und der Formungsabschnitt 124 kann eine zweite Längslänge 162 haben. Der Schneidabschnitt 122 kann zum Schneiden von Gewinden in das Loch 102 konfiguriert sein. Der Formungsabschnitt 124 kann so konfiguriert sein, dass er die vom Schneidabschnitt 122 geschnittenen Gewindegänge plastisch verformt, wodurch das Loch 102 weiter mit Gewindegängen versehen wird und gewalzte Gewindegänge gebildet werden.
Der Schneidabschnitt 122 kann ein erstes Ende 131 und ein zweites Ende 132 umfassen, und der Formungsabschnitt 124 kann ein drittes Ende 133 und ein viertes Ende 134 umfassen. Das erste Ende 131 kann an einem Anschlussende des Hybridwerkzeugs 110 angeordnet sein und/oder dieses definieren. Das zweite Ende 132 und das dritte Ende 133 können miteinander verbunden sein. Das vierte Ende 134 kann weiter entlang der Achse 104 und beabstandet vom Schnittpunkt des zweiten und dritten Endes 132, 133 angeordnet sein.
Dementsprechend können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 gekoppelt und befestigt werden, um ein einheitliches, einstückiges Hybridwerkzeug 110 (z. B. einen Hybridgewindebohrer) zu definieren, das die Vorteile sowohl des Schneidens als auch des Walzens von Gewindegängen bietet. Das Werkzeug 110 kann in einem einzigen Gewindeschneidvorgang verwendet werden, so dass der Schneidabschnitt 122 zunächst Gewindegänge schneidet und der Formungsabschnitt 124 diese Gewindegänge weiter walzt und plastisch verformt. Die Gewindegänge können einen hohen Ermüdungswiderstand und eine hohe Lasthaltefestigkeit aufweisen. Somit können die mit dem Werkzeug 110 hergestellten Gewindegänge einen Bolzen halten und die Bolzenlast über eine lange Betriebslebensdauer beibehalten.
Die Stege 118a, 118b und die Spanöffnungen 120 können sich sowohl entlang des Schneidabschnitts 122 als auch des Formungsabschnitts 124 erstrecken. Wie dargestellt, können sich die Stege 118a, 118b und die Spanöffnung 120 (sowie andere, die in 1 verdeckt sind) kontinuierlich zwischen dem Schneid- und dem Formungsabschnitt 122, 124 in Längsrichtung erstrecken. Genauer gesagt kann ein Großteil der Spanöffnung 120 axial gerade sein und sich ununterbrochen entlang der Achse 104 zwischen den Schneid- und Formungsabschnitten 122, 124 erstrecken. Außerdem können die Stege 118a, 118b innerhalb des Schneidabschnitts 122 eine Vielzahl von Schneidzähnen 152 enthalten, die radial von der Achse 104 nach außen ragen und sich entlang einer schraubenförmigen Bahn in Bezug auf die Achse 104 erstrecken. Innerhalb des Formungsabschnitts 124 können die Stege 118a, 118b eine Vielzahl von Formungszähnen 155 enthalten, die radial von der Achse 104 nach außen ragen und sich entlang einer schraubenförmigen Bahn in Bezug auf die Achse 104 erstrecken. Die Schneidzähne 152 und die Formungszähne 155 können sich schraubenförmig entlang desselben spiralförmigen Pfades um die Achse 104 erstrecken. Die Zähne 152, 155 (einschließlich ihrer jeweiligen Spitzen und Mulden) können so angeordnet sein, dass das Schneiden und die plastische Verformung bei einer einzigen Betätigung des Werkzeugs 110 nacheinander erfolgen können. Mit anderen Worten, die Schneidzähne 152 am zweiten Ende 132 können kontinuierlich mit den Formungszähnen 155 am dritten Ende 133 verbunden sein. So kann das von den Schneidzähnen 152 geschnittene Material während der Verwendung für die plastische Verformung durch die Formungszähne 155 vorbereitet werden. Der Schneidabschnitt 122 kann während der Verwendung des Werkzeugs 110 geschnittene Gewindegänge 180 im Werkstück 100 erzeugen (2), und der Formungsabschnitt kann die Gewindegänge 180 plastisch verformen und rollen, um geformte Gewindegänge 182 in dem Loch 102 zu erzeugen (3).
Mit Bezug zu 1 kann der Schneidabschnitt 122 entlang der Längsachse 104 verjüngt sein. In einigen Ausführungsformen kann der Schneidabschnitt 122 vom ersten Ende 131 bis zum zweiten Ende 132 des Schneidabschnitts 122 vollständig mit einem einzigen Verjüngungswinkel 138 verjüngt sein. Im Gegensatz dazu kann der Formungsabschnitt 124 einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser entlang seiner Längslänge zwischen dem dritten Ende 133 und dem vierten Ende 134 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann sich der Durchmesser des Schneidabschnitts 122 entsprechend dem Verjüngungswinkel 138 allmählich ändern, und der größte Durchmesser des Schneidabschnitts 122 kann durch die am zweiten Ende 132 angeordneten Schneidzähne 152 definiert sein. Der Verjüngungswinkel 138 kann in verschiedenen Ausführungsformen zwischen zehn und fünfundvierzig Grad (10°-45°) liegen. Außerdem kann der Verjüngungswinkel 138 zwischen dreißig und fünfundvierzig Grad (30°-45°) liegen.
Die Abmessungen des Schneidabschnitts 122 relativ zu denen des Formungsabschnitts 124 können vorgegeben und so gewählt werden, dass die gewünschten Ergebnisse erzielt werden. Im Allgemeinen können die Formungszähne 155 einen größeren Durchmesser haben als die Schneidzähne 152. Zum Beispiel kann der Hauptdurchmesser der Schneidzähne 152 höchstens fünfundneunzig Prozent (95%) des Hauptdurchmessers der Formungszähne 155 betragen. Somit kann der Hauptdurchmesser 140 des geschnittenen Gewindegangs 180 höchstens fünfundneunzig Prozent (95%) des Hauptdurchmessers 197 des gewalzten Gewindegangs 182 betragen. Genauer gesagt, in einigen Ausführungsformen kann der Hauptdurchmesser der Schneidzähne 152 zwischen achtzig Prozent (80%) und fünfundneunzig Prozent (95%) des Hauptdurchmessers der Formungszähne 155 betragen. Somit kann der Hauptdurchmesser 140 des geschnittenen Gewindegangs 180 zwischen achtzig Prozent (80%) und fünfundneunzig Prozent (95%) des Hauptdurchmessers 197 des gewalzten Gewindes 182 betragen. Außerdem kann in einigen Ausführungsformen der Hauptdurchmesser der Schneidzähne 152 zwischen neunzig Prozent (90%) und fünfundneunzig Prozent (95%) des Hauptdurchmessers der Formungszähne 155 betragen. Als solches kann der Hauptdurchmesser 140 des geschnittenen Gewindegangs 180 zwischen neunzig Prozent (90%) und fünfundneunzig Prozent (95%) des Hauptdurchmessers 197 des gewalzten Gewindegangs 182 betragen. Darüber hinaus kann das Profil der Schneidzähne 152 zum Schneiden und Entfernen von Material vom Werkstück 100 konfiguriert sein, während das Profil der Formungszähne 155 zum plastischen Verformen und Formen von Gewinden auf dem Werkstück 100 konfiguriert sein kann.
In einigen Ausführungsformen können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 gemeinsame Materialeigenschaften haben. Zum Beispiel kann der Schneidabschnitt 122 aus dem gleichen Material wie der Formungsabschnitt 124 gefertigt sein (z. B. Werkzeugstahl). Auch können die Abschnitte 122 eine gemeinsame Beschichtung, Wärmebehandlung, Materialhärte usw. aufweisen. In diesen Ausführungsformen kann das Werkzeug 110 so konstruiert sein, dass der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 auf einem einzigen, gemeinsamen Schaft 112 geformt werden, und die Abschnitte 122, 124 können der gleichen Wärmebehandlung, Beschichtung usw. unterzogen werden. Als solche können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 integral verbunden sein und gemeinsame Materialeigenschaften aufweisen.
In alternativen Ausführungsformen können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Schneidabschnitt 122 eine höhere Materialhärte als der Formungsabschnitt 124 haben, um die Schneidwirkung des Schneidabschnitts 122 zu verbessern. Der Schneidabschnitt 122 kann eine Härte von mindestens RC50 haben, und der Formungsabschnitt 124 kann in einigen Ausführungsformen eine geringere Härte haben. In einigen Ausführungsformen kann der Formungsabschnitt 124 auch eine höhere Materialzähigkeit als der Schneidabschnitt 122 aufweisen, um die Gewindewalzleistungsfähigkeit des Formungsabschnitts 124 zu verbessern. Um die Abschnitte 122, 124 mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zu versehen, können die Abschnitte 122, 124 separat aus verschiedenen Materialien geformt und dann fest verbunden werden (z. B. durch Schweißen). In weiteren Ausführungsformen kann das Werkzeug 110 mit Hilfe von additiven Fertigungstechniken geformt werden, und diese Techniken können zur Formung des Werkzeugs 110 mit den angebrachten Abschnitten 122, 124 und mit unterschiedlichen Materialeigenschaften verwendet werden. In weiteren Ausführungsformen kann einer der Abschnitte 122, 124 einer anderen Wärmebehandlung als der andere unterzogen werden, um die unterschiedlichen Materialeigenschaften bereitzustellen (z. B. kann einer eine erste Wärmebehandlung und der andere eine andere zweite Wärmebehandlung erhalten oder einer kann wärmebehandelt werden, der andere jedoch nicht). In weiteren Ausführungsformen kann einer der Abschnitte 122, 124 anders als der andere beschichtet werden, um die unterschiedlichen Materialeigenschaften bereitzustellen (z. B. kann einer eine erste Beschichtung und der andere eine andere zweite Beschichtung aufweisen, oder einer kann beschichtet werden, der andere jedoch nicht). Beschichtungen für die Abschnitte 122, 124 können aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus Titannitrid (TiN), Titancarbonitrid oder Carbonitrid (TiCN), Chromblech, Nitrid, Aluminium-Chrom-Nitrid (AlCrN) und Aluminium-Chrom-Titan-Nitrid (AlCrTiN) in einigen Ausführungsformen besteht. TiN kann z. B. zur Erhöhung des Spanflusses beim Gewindeschneiden weicherer Materialien gewählt werden. TiCn kann wegen seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit gewählt werden. Außerdem kann Chromblech wegen seiner reibungsmindernden Eigenschaften gewählt werden. Nitrid kann wegen seiner hohen Härte gewählt werden. AlCrN kann wegen seiner thermischen Eigenschaften gewählt werden. AlCrTiN kann wegen seiner thermischen und/oder verschleißfesten Eigenschaften gewählt werden. Auch TiCN und/oder TiN können wegen ihrer thermischen Eigenschaften und hohen Härte ausgewählt werden.
Unter Bezugnahme auf die 1-3 werden nun Verfahren zum Gewindeschneiden des Lochs 102 unter Verwendung des hybriden Gewindewerkzeugs 110 gemäß Ausführungsbeispielen erörtert. Wie in 1 gezeigt, kann das Werkstück 100 mit dem Loch 102 mit einem ersten Durchmesser 184 versehen werden (1). Das Loch 102 kann mit einer glatten, ringförmigen Innendurchmesserfläche 181 versehen werden. In einigen Ausführungsformen kann der erste Durchmesser 184 so gewählt werden, dass er ungefähr gleich einem kleinen Durchmesser 196 der resultierenden gewalzten Gewindegänge 182 ist. So kann der Umfang des Schneidens durch den Schneidabschnitt 122 relativ gering sein, um die Fertigungseffizienz zu erhöhen.
Wie oben erwähnt, kann das Loch 102 ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein. Es kann eine Reihe von Hybridwerkzeugen 110 mit unterschiedlichen Größen und/oder anderen Eigenschaften vorhanden sein, und das Werkzeug 110 kann aus der Reihe gemäß dem Durchmesser 184, gemäß den Materialeigenschaften des Werkstücks 100 und/oder gemäß anderen Faktoren ausgewählt werden. Zum Beispiel kann das Werkzeug 110 mit einem größeren Verjüngungswinkel 138 für ein Werkstück 100 vorgesehen werden, das eine höhere Duktilität aufweist. Im Gegensatz dazu kann das Werkzeug 110 mit einem geringeren Verjüngungswinkel 138 für ein Werkstück 100 vorgesehen sein, das eine höhere Härte aufweist. Ebenso kann, wenn das Loch 102 ein Sackloch ist, das Werkzeug 110 mit einem Schneidabschnitt 122 ausgewählt werden, der eine kleinere Länge 161 hat. Ebenso kann das Werkzeug 110 mit einem höheren Verjüngungswinkel 138 in Fällen ausgewählt werden, in denen das Loch 102 ein Sackloch ist, während das Werkzeug 110 mit einem niedrigeren Verjüngungswinkel 138 in Fällen ausgewählt werden kann, in denen das Loch 102 ein Durchgangsloch ist.
Dann kann, wie in 2 gezeigt, das Werkzeug 110 um die Achse 104 gedreht werden, und der Schneidabschnitt 122 des Werkzeugs 110 kann in das Loch 102 vorgeschoben werden. Dementsprechend können die Schneidzähne 152 Material abtragen, um die geschnittenen Gewindegänge 180 zu bilden. Die Späne können in den Öffnungen 120 aufgenommen werden und sich in Längsrichtung entlang des Werkzeugs 110 bewegen, um vom Werkstück 100 entfernt zu werden. Die geschnittenen Gewindegänge 180 können auf Abmessungen geschnitten werden, die denen der Schneidzähne 152 umgekehrt entsprechen. So können die geschnittenen Gewindegänge 180 auf einen kleinen Durchmesser 139 und einen großen Durchmesser 140 geschnitten werden, die sich gemäß dem Verjüngungswinkel 138 allmählich verjüngen. Wie dargestellt, können die Kronenspitzen 170 der geschnittenen Gewindegänge 180 relativ scharf und spitz sein.
Als nächstes kann sich das Werkzeug 110, wie in 3 gezeigt, weiterdrehen und entlang der Achse 104 weiter vorgeschoben werden, so dass der Formungsabschnitt 124 in dem Loch 102 bereitgestellt wird. Wenn der Formungsabschnitt 124 in das Loch 102 vorrückt, können die Formungszähne 155 des Formungsabschnitts 124 die Gewindegänge 180 plastisch verformen, um gewalzte Gewinde 182 zu bilden. Zum Beispiel können die Formungszähne 155 die Kronenspitzen 170 der geschnittenen Gewindegänge 180 plastisch verformen, um die gewalzten Gewinde 182 zu bilden. Die Formungszähne 155 können auch die Gewindegangwurzeln zwischen den Spitzen 170 während dieses Walzvorgangs plastisch verformen. Diese Gewindegänge 182 können mit einem kleinen Durchmesser 196 und einem Hauptdurchmesser 197 geschnitten werden. Der kleine Durchmesser 196 kann ungefähr dem ursprünglichen Durchmesser 184 des Lochs 102 entsprechen (1). Wie in 3 dargestellt, können die Kronenspitzen 172 der gewalzten Gewindegänge 182 sägezahnförmig sein, aber ein abgerundeteres Profil aufweisen als die Kronenspitzen 170 der geschnittenen Gewindegänge 180.
Dementsprechend kann der Schneidabschnitt 122 die Gewindegänge 180 effizient schneiden, und der Formungsabschnitt 124 kann anschließend die Gewindegänge 182 walzen. Die Schneidwirkung des Schneidabschnitts 122 kann die Lasthaltekraft verbessern, und die Walzwirkung des Formungsabschnitts 124 kann die Ermüdungsfestigkeit der resultierenden Gewindegänge 182 verbessern. Die plastische Verformung durch den Formungsabschnitt 124 kann die Porosität in dem Bereich reduzieren, ohne ein hohes Maß an Mikrorissen zu erzeugen, da der Großteil des Gewindegangs zuvor durch den Schneidabschnitt 122 erzeugt wurde. Die plastische Verformung an den Gewindegangwurzeln kann die Porosität und die Druckeigenspannung reduzieren, um das Ermüdungsverhalten zu verbessern. Der Gewindekörper kann eine minimale Mikrobeschädigung aufweisen, um die Kriechfestigkeit und die Lasthaltekraft zu beizubehalten. Vorteilhafterweise können die resultierenden gewalzten Gewindegänge 182 eine hohe Ermüdungsfestigkeit, eine hohe Lasthaltefähigkeit usw. aufweisen.
In den 4 und 5 sind weitere Ausführungsformen des hybriden Gewindewerkzeugs 210 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Das Werkzeug 210 kann die gleichen Merkmale aufweisen wie das oben beschriebene und in den 1-3 dargestellte Werkzeug 110. Daher wird die Beschreibung dieser Merkmale nicht wiederholt. Komponenten, die denen in den 1-3 entsprechen, werden mit entsprechenden, um 100 erhöhten Referenznummern gekennzeichnet.
Wie dargestellt, kann das hybride Gewindewerkzeug 210 als Innengewindeformwerkzeug zur Herstellung eines Außengewindes auf einer Welle (z. B. zum Gewindeschneiden eines Bolzens usw.) konfiguriert sein. Das Werkzeug 210 kann einen allgemein ringförmigen Stützkörper 215 umfassen. Der Stützkörper 215 kann eine zentrale Öffnung 217 enthalten, die mit einem Innengewinde versehen ist, um den Schneidabschnitt 222 entlang der ersten Länge 261 und den Formungsabschnitt 224 entlang der zweiten Länge 262 zu definieren. Wie dargestellt, kann sich der Schneidabschnitt 222 entlang der ersten Länge 261 in der diametralen Breite verjüngen, und der Formungsabschnitt 224 kann einen konstanten Durchmesser haben, ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen. Das Werkzeug 210 kann auch eine Vielzahl von Spanöffnungen 220 zwischen den jeweiligen Stegen 218a, 218b, 281c, 218d aufweisen.
Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann das Werkzeug 210 dazu verwendet werden, zunächst ein Gewinde zu schneiden und anschließend ein Gewinde zu formen. Insbesondere kann ein Werkstück (z. B. eine Welle, ein Schaft, eine Stange usw.) in dem Schneidabschnitt 222 aufgenommen werden, und das Werkzeug 210 kann um die Achse 204 gedreht werden. Durch Drehen des Werkzeugs 210 und Vorschieben des Werkzeugs 210 entlang des Werkstücks kann der Schneidabschnitt 222 zunächst ein Gewinde schneiden, und der Formungsabschnitt 224 kann das geschnittene Gewinde plastisch verformen und zu einem gewalzten Gewinde formen.
Verfahren zur Herstellung des hybriden Gewindewerkzeugs 110, 210 werden nun anhand von Ausführungsbeispielen erörtert. Diese Verfahren werden speziell unter Bezugnahme auf das Werkzeug 110 (den Außengewindebohrer) der 1-3 besprochen. Es versteht sich jedoch, dass diese Verfahren auch zur Herstellung des Werkzeugs 210 (des Formungswerkzeugs) der 4 und 5 verwendet werden können.
In einigen Ausführungsformen kann der Schaft 112 einteilig und mit einer glatten Außenfläche versehen sein. Der Schaft 112 kann dann maschinell bearbeitet werden (d.h. Material wird entfernt), um die Schneidzähne 152, die Formungszähne 155, die Spanöffnungen 120 und/oder andere Merkmale des Werkzeugs 110 zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann das Werkzeug 110 dann poliert, wärmebehandelt, beschichtet und/oder anderweitig bearbeitet werden. In einigen Ausführungsformen können diese Verfahren dazu führen, dass der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 gemeinsame Materialeigenschaften aufweisen.
In weiteren Ausführungsformen, die in 6 dargestellt sind, können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 separat geformt werden (in Phantomdarstellung). Die Schneidzähne 152 des Schneidabschnitts 122 können an einem Körper 310 geformt werden, und die Formungszähne 155 des Formungsabschnitts 124 können an einem anderen Körper 312 geformt werden. Dann können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 Ende an Ende miteinander verbunden werden. In einigen Ausführungsformen können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 durch Schweißen fest miteinander verbunden werden. Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen der Schneidabschnitt 122 aus einem Material und der Formungsabschnitt 124 aus einem anderen Material geformt sein. Beispielsweise kann der Schneideabschnitt 122 aus einem Material geformt sein, das eine höhere Materialhärte aufweist als das des Formgebungsabschnitts 124. In einigen Ausführungsformen kann der Formungsabschnitt 124 auch aus einem Material geformt sein, das eine höhere Materialzähigkeit aufweist als das des Schneidabschnitts 122.
In weiteren Ausführungsformen, die in 7 dargestellt sind, kann das Werkzeug 110 additiv gefertigt werden. Zum Beispiel kann eine Additivfertigungsvorrichtung 320 verwendet werden. Ein Emitter 322 kann Energie in Richtung eines Bettes 300 aus Pulvermaterial emittieren, um das Werkzeug 110 schichtweise zu formen. Das Werkzeug 110 (einschließlich der Schneidzähne 152 und Formungszähne 155) kann additiv aufgebaut werden und progressiv wachsen. In der dargestellten Ausführungsform kann das Werkzeug 110 progressiv entlang der Achse 104 geformt werden; in anderen Ausführungsformen kann das Werkzeug 110 jedoch auch progressiv in einer anderen Richtung (z. B. senkrecht zur Achse 104) geformt werden. Dieser Prozess kann bequem und hocheffizient sein. Außerdem kann dieses additive Fertigungsverfahren die Schneid- und Formungsabschnitte 122, 124 mit gemeinsamen Materialeigenschaften versehen. In anderen Ausführungsformen kann das additive Fertigungsverfahren die Schneid- und Formungsabschnitte 122, 124 mit unterschiedlichen Materialeigenschaften versehen. In weiteren Ausführungsformen kann das additive Fertigungsverfahren verwendet werden, um die Schneid- und Formungsabschnitte 122, 124 separat zu formen, und nach der Formung können die Abschnitte 122, 124 Ende an Ende (z. B. durch Schweißen) verbunden werden.
Außerdem kann in den in 8 dargestellten Ausführungsformen die Herstellung des Werkzeugs 110 die Verwendung einer Wärmebehandlungsvorrichtung 302 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Wärmebehandlungsvorrichtung 302 verwendet werden, um mindestens eine Wärmebehandlung des Werkzeugs 110 durchzuführen. In einigen Ausführungsformen können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 beide auf die gleiche Weise wärmebehandelt werden, um gemeinsame Materialeigenschaften zu erhalten. In anderen Ausführungsformen können der Schneid- und der Formungsabschnitt 122, 124 unterschiedlich wärmebehandelt werden, um unterschiedliche Materialeigenschaften zu erhalten. In einigen Ausführungsformen kann auch einer der Schneid- und Formungsabschnitte 122, 124 anstelle des anderen wärmebehandelt werden, um unterschiedliche Materialeigenschaften zu erhalten. Darüber hinaus kann die Wärmebehandlungsvorrichtung 302 zur Erzielung unterschiedlicher Materialeigenschaften verwendet werden, um mindestens einen Abschnitt 122, 124 im getrennten Zustand wärmezubehandeln, und die Abschnitte 122, 124 können anschließend Ende an Ende (z. B. durch Schweißen) verbunden werden.
Ebenso kann die Herstellung des Werkzeugs 110, wie in 8 gezeigt, die Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung 301 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Beschichtungsvorrichtung 301 verwendet werden, um das Werkzeug 110 mit mindestens einer Beschichtung zu versehen. In einigen Ausführungsformen können der Schneidabschnitt 122 und der Formungsabschnitt 124 mit einer gemeinsamen Beschichtung versehen werden. In anderen Ausführungsformen können der Schneid- und der Formungsabschnitt 122, 124 mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen werden, um ihnen unterschiedliche Materialeigenschaften zu verleihen. In einigen Ausführungsformen kann auch einer der Schneid- und Formungsabschnitte 122, 124 anstelle des anderen beschichtet werden, um ihm unterschiedliche Materialeigenschaften zu verleihen.
Obwohl in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung mindestens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt wurde, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass es eine Vielzahl von Variationen gibt. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise zu begrenzen. Vielmehr soll die vorstehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung zur Umsetzung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen geben. Es sollte verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie in den beigefügten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon dargelegt, abzuweichen.

Claims

Hybrides Gewindewerkzeug, das eine Längsachse definiert, umfassend: einen Schneidabschnitt mit einer Vielzahl von Schneidzähnen, wobei die Vielzahl von Schneidzähnen zum Schneiden eines ersten Gewindes in ein Werkstück konfiguriert ist; und einen Formungsabschnitt, der an dem Schneidabschnitt angebracht und mit diesem entlang der Längsachse angeordnet ist, wobei der Formungsabschnitt eine Vielzahl von Formungszähnen aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie das erste Gewinde plastisch in ein zweites Gewinde für das Werkstück verformen.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Schneidabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die entlang der Längsachse voneinander beabstandet sind, wobei der Formungsabschnitt ein drittes Ende und ein viertes Ende aufweist, die entlang der Längsachse voneinander beabstandet sind; und wobei das zweite Ende des Schneidabschnitts kontinuierlich mit dem dritten Ende des Formungsabschnitts verbunden ist.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 2, wobei der Schneidabschnitt entlang der Längsachse verjüngt ist.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Schneidabschnitt einen ersten Hauptdurchmesser und der Formungsabschnitt einen zweiten Hauptdurchmesser aufweist; und wobei der erste Hauptdurchmesser höchstens zwischen achtzig Prozent (80%) und fünfundneunzig Prozent (95%) des zweiten Hauptdurchmessers beträgt.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt integral verbunden sind und gemeinsame Materialeigenschaften aufweisen.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen; und mindestens eines von: wobei der Schneideabschnitt und der Formungsabschnitt aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind; wobei der Schneidabschnitt und der Formungsabschnitt unterschiedliche Wärmebehandlungen aufweisen, die die unterschiedlichen Materialeigenschaften bereitstellen; und wobei der Schneidabschnitt eine höhere Härte als der Formungsabschnitt aufweist, und wobei der Formungsabschnitt eine höhere Materialzähigkeit als der Schneidabschnitt aufweist.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Schneidzähnen in einem ersten Steg und einem zweiten Steg angeordnet ist und ferner eine Spanöffnung umfasst, die in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Steg und dem zweiten Steg definiert ist, wobei sich die Spanöffnung entlang der Längsachse durch den Schneidabschnitt erstreckt und so konfiguriert ist, dass sie Späne vom Schneiden des ersten Gewindes aufnimmt, wobei sich die Spanöffnung entlang der Längsachse in den Formungsabschnitt erstreckt.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Schaft, und wobei die Vielzahl von Schneidzähnen und die Vielzahl von Formungszähnen an dem Schaft angebracht sind und sich von diesem radial nach außen und von der Längsachse weg erstrecken, um einen Hybrid-Außengewindebohrer zu definieren.
Hybrides Gewindewerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Stützkörper; und wobei die Vielzahl von Schneidzähnen und die Vielzahl von Formungszähnen an dem Stützkörper angebracht sind und sich von diesem radial nach innen und in Richtung der Längsachse erstrecken, um eine Innengewindeformwerkzeug zu definieren.
Verfahren zur Herstellung eines hybriden Gewindewerkzeugs zum Gewindeschneiden eines Werkstücks, umfassend: Herstellen einer Vielzahl von Schneidzähnen, um einen Schneidabschnitt des hybriden Gewindewerkzeugs zu definieren; Herstellen einer Vielzahl von Formungszähnen, um einen Formungsabschnitt des hybriden Gewindewerkzeugs zu definieren, wobei der Formungsabschnitt mit dem Schneidabschnitt entlang der Längsachse angeordnet ist; wobei die Vielzahl von Schneidzähnen so konfiguriert sind, dass sie ein erstes Gewinde in ein Werkstück schneiden, und die Vielzahl von Formungszähnen so konfiguriert sind, dass sie das erste Gewinde plastisch in ein zweites Gewinde für das Werkstück verformen.