DE8915796U1

DE8915796U1 - Tool for chipless forming of threads

Info

Publication number: DE8915796U1
Application number: DE8915796U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-06-20
Anticipated expiration: 1999-10-18

Description

I ·· ·■· lit»I ·· ·■· lit»

I ■ ■ · · ·· ■ Il ··«I ■ ■ · · ·· ■ Il ··«

Tool for chipless forming of threads

Die Neuerung betrifft ein Werkzeug zur spanlosen Forssgebung von Gewinden (zum Gewindefurchen), insbesondre 212a Formen von Innen-Gewinden, mit einem meist zylindrischen Einspannende und einem Formgebungsbereich mit von der Kreisform abweichendem, polygonalem Querschnitt ä-öwie «ait des herzustellenden Gewinde entsprechenden Gewina&iacgr;furchen sr* Außenumfang.The innovation concerns a tool for the chipless forming of threads (for thread forming), in particular for forming internal threads, with a clamping end that is usually cylindrical and a forming area with a polygonal cross-section that deviates from the circular shape - like the thread grooves on the outside circumference corresponding to the thread to be produced.

Für die Herstellung insbesondere von Innen-G&winden dienen an sich bekannte Gewinde-Bohrer in Form eines im wesentlichen zylindrischen Werkzeuges mit einem Einspannende zur Befestigung in einer Werkzeugaufnahme (Bohrfutter) und einem Formgebungsende mit dem herzustellenden Gewinde entsprechenden Gewindefurchen. Um beim Eindrehen des Werzeuges in eine Bohrung des Werkstückes einen Spanabtrag zur Erzeugung des Gewindes zu erzielen, weist das Formgebungsende mehrere axial verlaufende Nuten im Außenumfang auf, deren radiale Tiefe großer als die Gewindetiefe ist. Beim spanenden Gewindeschneiden wird das Gewindeprofil durch Zerstörung des WerkstoffgefUges desFor the production of internal threads in particular, known thread drills are used in the form of an essentially cylindrical tool with a clamping end for fastening in a tool holder (drill chuck) and a shaping end with thread grooves corresponding to the thread to be produced. In order to achieve chip removal when the tool is screwed into a hole in the workpiece to produce the thread, the shaping end has several axially running grooves in the outer circumference, the radial depth of which is greater than the thread depth. During cutting threads, the thread profile is created by destroying the material structure of the

! Werkstückes erzeugt. Damit ist das Gewinde nur begrenzt belastbar.! workpiece. This means that the thread can only bear a limited load.

To produce highly resilient threads, the Thread grooves in the workpiece using the embossing process

ohne Zerspanung des Werkstückgefüges eingerollt beziehungsweiserolled without machining the workpiece structure or

· · t · &igr; t s &igr;· · t · &igr; t s &igr;

eingedrückt. Dazu bedient man sich eines Gewinde-Furchwerkzeuges.pressed in. To do this, a thread forming tool is used.

: Dieses weist im Gegensatz zum Gtswind^Lohrer ir?. Formgebungsbereich keine axial verlaufenden Span-und Schneidnuten auf. Vielmehr ist der Formgebungsbereich im Querschnitt etwa dreieckig mit abgerundeten Ecken gestaltet. Die eigentliche Verdreh jungsleistung beim Furchen (Prdigen) des Gewindes im Werkstück erfolgt mittels der abgerundeten Ecken des polygonalen, meist dreieckigen Querschnittprofils. Beim Gewinde-Furchen treten aufgrund der Werkstoff-Verdrängung im Werkstück wesentlich höhere Belastungen als beim Gewindeschneiden im Werkzeug auf.: In contrast to the Gtswind^Lohrer ir? forming area, this has no axially running chip and cutting grooves. Rather, the forming area is designed to be roughly triangular in cross-section with rounded corners. The actual twisting power when grooving (punching) the thread in the workpiece is achieved by means of the rounded corners of the polygonal, usually triangular cross-sectional profile. When grooving threads, significantly higher loads occur due to the material displacement in the workpiece than when cutting threads in the tool.

Zur Erzielung ausreichender Werkzeugstandzeiten ist es bei Gewinde-Schneidwerkzeugen allgemein bekannt, den gesamten Formgebungsbereich des Werkzeuges durch Nitrieren, PVD-Behandlung oder andere Oberflächen-Behandlungen verschleißfester zu machen oder den gesamten Außenumfangsbereich gemäß der US-PS 3 336 614 aus Hartmetall zu gestalten.In order to achieve sufficient tool life, it is generally known for thread cutting tools to make the entire shaping area of the tool more wear-resistant by nitriding, PVD treatment or other surface treatments or to design the entire outer peripheral area from hard metal in accordance with US Pat. No. 3,336,614.

Derartige Werkzeuge sind kauf lieh. Nachteilig bei diesen Werkzeugen ist die relativ große Gefahr des Werkzeugbruches, da insbesondere das Hartmetall des Formgebungebereiches eine relativ hohe Sprödigheit aufweist und bei hoher Belastung bricht.Such tools are available for purchase. The disadvantage of these tools is the relatively high risk of tool breakage, since the hard metal in the shaping area in particular is relatively brittle and breaks under high loads.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haltbarkeit solcher Werkzeuge zu verbessern, um eine für den industriellenThe innovation is based on the task of improving the durability of such tools in order to achieve a

• «••It· It·.•«••It· It·.

*· ·· ttl«l. . ·■ **· ·· ttl«l. . ·■ *

* e tttt t * &diams; ** e tttt t * &diams; *

Werkzeugverechleißes als auch der mechanischen Belastbarkeit &bgr; i cherzusteIlen.tool wear as well as mechanical load capacity &bgr; i ensure.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemaß dadurch gelbst, daß ausschließlich im Bereich der am stärksten auf Verschleiß beanspruchten Querschnittsecken des Formgebungsbereiche Leisten aus besondere hartem und verschleißfestem Werkstoff in entsprechende Nuten des Formgebungekflrpers eingelassen sind und eine entsprechend angepaßte Gewindeprofilierung am Außenumfang aufweisen. Auf diese Weise wird die hohe Bruchfestigkeit des meist aus HSS-Material bestehenden Werkzeug-Grundwerkstoffes im Formgebungebereich im weeentliehen erhalten, während nur die beim eigentlichen Fortngebungsprozeß in den Werkstoff dee Werkstückes sich eingrabenden abgerundeten Ecken des Querschnittsprofiles des Werkzeuges als die am stärksten auf Verschleiß beanspruchten Teile aus besonders hartem und verschleißfestem Werkstoff bestehen. Vorzugsweise dient als Leisten-Werkstoff gesintertes Hartmetall. Es ist aber auch denkbar, alternativ an sich bekannte kubisch kristalline Bornitrid-Schneidwerkstoffe (CBN) oder polikristalline Diamand-Werkstoffe einzusetzen. Dadurch , daß im übrigen Formgebungsbereich der Grundwerkstoff des Werkzeuges mit seiner gegenüber dem Leisten-Werkstoff wesentlich höheren Biegefestigkeit erhalten bleibt, wird ein vorzeitiger Werkzeugbruch vermi eden.This task is achieved in accordance with the innovation in that strips made of particularly hard and wear-resistant material are inserted into corresponding grooves in the shaping body only in the area of the cross-sectional corners of the shaping area that are most subject to wear, and have a correspondingly adapted thread profile on the outer circumference. In this way, the high breaking strength of the tool base material, which is usually made of HSS material, is largely retained in the shaping area, while only the rounded corners of the cross-sectional profile of the tool that dig into the material of the workpiece during the actual shaping process, as the parts most subject to wear, are made of particularly hard and wear-resistant material. Sintered hard metal is preferably used as the strip material. However, it is also conceivable to use known cubic crystalline boron nitride cutting materials (CBN) or polycrystalline diamond materials as an alternative. Because the base material of the tool, with its significantly higher bending strength than the strip material, is retained in the remaining shaping area, premature tool breakage is avoided.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß die Leisten sich über die gesamte axiale Länge des Formgebungskörpers des Werkzeuges erstrecken. Damit wird insbesondere die Anfertigung solcher Werkzeuge vereinfacht.In addition, it is proposed that the strips extend over the entire axial length of the shaping body of the tool. This simplifies the manufacture of such tools in particular.

Vorzugsweise weisen die Leisten einen zylindrischen Querschnitt auf und sind in korrespondierende axial verlaufende Nuten im Formgebungsbereich des Werkzeuges eingelötet.Preferably, the strips have a cylindrical cross-section and are soldered into corresponding axially extending grooves in the forming area of the tool.

Ein Ausführungsbeispiel eines neuerungsgemüßen Werkzeuges für die Herstellung von Innen-Gewinden ist in der Zeichnung dargestellt. Die Neuerung kann aber auch in gleicher Weise bei Werkzeugen zum Furchen von Außen-Gewinden realisiert werden. Hierfür können entsprechende Rollwerkzeuge mit Leisten aus extern hartem und verschleißfestem Werkstoff in analoger Weise ausgestattet werden.An example of a tool for the production of internal threads is shown in the drawing. However, the innovation can also be implemented in the same way for tools for forming external threads. For this purpose, corresponding rolling tools can be equipped with strips made of externally hard and wear-resistant material in an analogous manner.

Figure 1 shows a view of an innovative Thread forming tool Figure 2 shows a cross section through the

Formgebungsbereich gemflß Angabe in Figur 1Forming area as shown in Figure 1

Das mit 1 bezeichnete Gewinde-Furchwerkzeug besteht aus einem zylindrischen Einspannende 2 zur Aufnahme in einem nicht weiterThe thread forming tool designated 1 consists of a cylindrical clamping end 2 for receiving in a not further

dargestellten Bohrfutter und aus einem Formgebungsbereich 3 mit dem herzustellenden Gewinde entsprechenden Gewindefurchen 4. Im Formgebungebereich 3 sind in axiale Nuten Leisten 5 aus gesintertem Hartmetall eingelotet, vergleiche hierzu auch die Schnittdarstellung in Figur 2.shown drill chuck and a shaping area 3 with thread grooves 4 corresponding to the thread to be produced. In the shaping area 3, strips 5 made of sintered hard metal are soldered into axial grooves, compare also the sectional view in Figure 2.

Claims

· · ·····■ III · i i i f · Protection claims:

1. Tool for the chipless shaping of threads (for thread forming), in particular for forming internal threads, with cylindrical spindles and with a shaping area with a polygonal cross-section deviating from the circular shape and with thread grooves on the outer circumference corresponding to the thread to be produced, characterized in that strips (5) made of particularly hard and wear-resistant material are embedded in grooves in the shaping area (3) exclusively in the area of the cross-sectional corners of the shaping area (3) and have a correspondingly adapted thread profile on the outer circumference.

2. Tool according to claim 1, characterized in that the strips (5) consist of sintered hard metal.

3. Tool according to claim 1, characterized in that the strips (5) consist of cubic-crystalline boron nitride (CBN).

4. Tool according to claim 1, characterized in that the strips (5) consist of polycrystalline diamond material.

5. Tool according to claims 1 to 4, characterized in that the strips (5) extend over the entire axial length of the shaping area (3).

• It ·

6. Tool according to claims 1 to 5, characterized in that the strips (5) have a circular cross-section.

7. Tool according to claims 1 to 6, characterized in that the strips (5) are soldered in.