(57)【要約】  工作物においてねじ外径ｄＡおよびねじの中央穴径ｄＫを有する下穴１に内ねじ７を形成するための工具に関する。この工具９はねじ形成部１１を有し、このねじ形成部１１によって、ねじ外径ｄＡおよびねじ内径ｄＩを有する内ねじの輪郭２７が、下穴壁に形成されることが可能である。工具９は、穿孔部１３を有し、この穿孔部１３は、切屑を生成する機械加工によって、内ねじの輪郭２７におけるねじ内径ｄＩをねじの中央穴径ｄＫまで拡張可能である。本発明によれば、少なくとも１つ、特に厳密に１つの溝部４３が工具９の穿孔部１３に設けられ、内ねじ内径ｄＩをねじの中央穴径ｄＫまで拡大することで生じる切屑を溝部４３によって除去することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ外径（ｄＡ）およびねじ中央穴径（ｄＫ）を有する内ねじ（７）を工作物の下穴（１）に形成するための工具であって、同工具（９）は、ねじ形成部（１１）を有して、ねじ外径（ｄＡ）およびねじ内径（ｄＩ）を有する内ねじの輪郭（２７）を下穴の壁に形成可能であり、かつ同工具（９）は、内ねじの輪郭（２７）におけるねじ内径（ｄＩ）を切削加工によってねじ中央穴径（ｄＫ）に拡径可能な穿孔部（１３）を有したものにおいて、
工具（９）の穿孔部（１３）は、少なくとも１つ、特にちょうど１つの溝部（４３）を有し、この溝部（４３）は、ねじ内径（ｄＩ）をねじ中央穴径（ｄＫ）に拡径するときに発生する切屑を詰められた状態で運び去ることができるものであることを特徴とする内ねじ形成用工具。
【請求項２】
溝部（４３）は、工具の軸心（Ｗ）に沿ってらせん状または直線状に、溝長さ（ＩＮ）でもって、ねじ形成部（１１）を通り越して工具クランプ柄（２１）の方向へ形成されていることを特徴とする請求項１記載の内ねじ形成用工具。
【請求項３】
ねじ形成部（１１）は、径方向外側の歯先（１７）と、この歯先（１７）から径方向内向きに歯高分の距離をおいた、歯の谷部（１９）とを備えた、少なくとも１つのねじ形成歯（１５）を有し、特に、歯先（１７）は、下穴の直径（ｄＶ）よりも大径の直径（ｄＳ）を有する円周方向の線上に形成されており、歯の谷部（１９）は、下穴の直径（ｄＶ）よりも小径の直径（ｄＧ）を有する円周方向の線上に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内ねじ形成用工具。
【請求項４】
ねじ形成部（１１）は、工具の周方向に見て、少なくとも１つの軸方向に延びる潤滑用溝（１６）によって離間されている円周方向に分布したねじ形成歯（１５）を有し、前記溝（１６）は、ねじ形成歯（１５）への潤滑剤および／または冷却剤の案内路を構成し、そして溝部の溝深さ（ｔＮ）が前記案内路の溝深さ（ｔＳ）よりも大きいことを特徴とする請求項１または２または３記載の内ねじ形成用工具。
【請求項５】
穿孔部（１３）は、径方向外側に長手方向のカッティングエッジ（２５）備えた少なくとも１つの長手方向切刃（２３）を有し、カッティングエッジ（２５）は、その刃径（ｄＬ）が下穴の直径（ｄＶ）よりも小径であり、および／または、内ねじの輪郭（２７）の内径（ｄＩ）よりも大径である、周方向の線上に設けられており、前記内ねじの輪郭（２７）の内径（ｄＩ）は、歯の谷部（１９）の周方向の線についての直径（ｄＧ）よりも大きいとともに刃先（１７）の周方向の線の直径（ｄＳ）よりも小さいことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の内ねじ形成用工具。
【請求項６】
穿孔部（１３）が、工具の先端に形成されるとともに、工具クランプ柄（２１）の方向に沿ってねじ形成部（１１）に接続されており、ねじ形成ストローク（Ｇ）において、穿孔部（１３）は、負荷なし状態で下穴（１）に挿入され、それに続く逆転ストローク（Ｒ）において、穿孔部（１３）は、内ねじの輪郭（２７）に対し穴加工することで、中央穴径（ｄＫ）を有する内ねじ（７）を完成させるものであることを特徴とする請求項５または６または７記載の内ねじ形成用工具。
【請求項７】
切削角部（２９）から側方へ離れて形成された長手方向のカッティングエッジ（２５）が、横方向切刃（３３）に接続され、この横方向切刃（３３）と長手方向切刃（２３）とによって、逆転ストローク（Ｒ）において、材料の切削が行われることを特徴とする請求項６記載の内ねじ形成用工具。
【請求項８】
ねじ形成部（１１）が工具の先端に直接形成されるとともに、穿孔部（１３）が前記先端部から工具軸心方向に距離をおいた状態で偏位して設けられており、穿孔部（１３）は、ねじ形成ストローク（Ｇ）において内ねじの輪郭（２７）を内ねじの中央穴径（ｄＫ）に拡径する切削加工を行うとともに、それに続く逆転ストローク（Ｒ）においては内ねじ（７）から応力を受けずに引き出されるものであることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の内ねじ形成用工具。
【請求項９】
カッティングエッジ（２５）が２つの切刃角部（２９、３１）の間で工具軸方向に設けられており、特に、カッティングエッジ（２５）は、径方向内向きに湾曲した刃輪郭を有して、形成された内ねじ（７）のバリ取りを行うものであることを特徴とする請求項６から８までのいずれか１項記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１０】
ねじ形成部（１１）が工具の軸心方向に少なくとも２つのねじ形成歯（１５）を有し、ねじ形成歯（１５）の互いに向かい合う歯フランク（１８）が、ねじ形成時に、塑性変形した工作物の材料が入り込む成形空間を形成し、そして特に、歯の谷部（１９）に形成された成形空間が、径方向内向きにポケットの形状の凹部（２２）を構成し、それによって、ねじ形成時に工作物の材料が変形するための空間が増大し、特に形成された内ねじの輪郭（２７）におけるねじ内径（ｄＩ）が低減されるものであることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１１】
穿孔部（１３）の溝部（４３）が、この溝部（４３）を軸方向において少なくとも部分的に閉じるチップブレーカ（４７）を備え、機械加工工程において形成された切屑を下穴の加工方向に除去することがこのチップブレーカ（４７）によって防止されるとともに、下穴（１）からの切屑の送り出しがこのチップブレーカ（４７）によって支援されるものであることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１２】
チップブレーカ（４７）が工具先端に直接形成され、および／または、チップブレーカ（４７）によって、溝部（４３）の溝深さ（ｔＮ）を低減させた、溝深さ（ｔＬ）を形成させるものであることを特徴とする請求項１１記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１３】
チップブレーカ（４７）が切屑案内面（４９）を有し、この切屑案内面（４９）は、穿孔部（１３）においてツールフランク（４５）に接続して、長手方向切刃（２３）を形成し、および／または、切屑案内面（４９）は、端部側の移行エッジ（５１）において工具端面（５３）に接続して、工具先端部を形成するものであることを特徴とする請求項１１または１２記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１４】
端部側の移行エッジ（５１）は、工具端面（５３）において開口する、溝の自由開口領域（５５）を規定するものであることを特徴とする請求項１３記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１５】
工具（９）は、工具クランプ柄（２１）によって工具先端の方向に案内される中央冷却路（５７）を有し、この中央冷却路（５７）は、溝部（４３）に向けて開口する出口路（５９）と連通しており、それによって、機械加工時に、中央冷却路（５７）の内部の冷却材（Ｋ）は、工具先端へ案内されるとともに、出口路（５９）へ向けて反転されて、溝部（４３）に面した開口部（６１）から出口路（５９）とは反対側の方向に案内されて、切屑の除去を支援できるように構成されていることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項記載の内ねじ形成用工具。
【請求項１６】
特に工具（９）をめくら穴（１）の内部において使用するときに、中央冷却路（５７）と出口路（５９）との両者が工具端面（５３）に向けて開口して、これら中央冷却路（５７）と出口路（５９）との間で流れの接続部（Ｋ）を規定し、そして、特に、中央冷却路（５７）の流れ断面積が、溝部への開口領域（５５）と出口路（５９）との合計断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１５記載の内ねじ形成用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提要件部に記載の、工作物の下穴に内ねじを形成するための工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作物に予備に穿孔された下穴に、ねじ切りによる切削または非切削によるねじ山の形成によって、内ねじを生成することができる。非切削のねじ山の形成の際には、工作物の材料が下穴において塑性変形されることで、内ねじが形成される。
【０００３】
従来の方法では、最初に下穴が形成される。そして、ねじ外径と中央穴径とを有する内ねじが、ねじ形成用工具（すなわち、タップまたはねじ形成具）によって形成される。その方法の最初のステップにおいて、ねじ形成用工具は、ねじ形成ストロークにおいて、所定の送り速度およびこの送りに同調した回転速度でもって、所定の深さまで下穴内に送り込まれる。これによって内ねじが形成される。続いて、逆方向の戻りのための送り速度およびこの戻りのための送りに同調した逆方向の回転速度でもって、逆方向の戻りストロークが行われる。これによって、ねじ形成用工具は、工作物の下穴に形成された内ねじから取り出される。そのときに、ねじ形成用工具は、内ねじのねじ部から実質的に応力を受けないようにして、下穴から取り出される。
【０００４】
このようにして工作物の下穴に形成された内ねじは、径方向外側のねじの谷部と径方向内側のねじの山部とを有する。これらの谷部と山部とは、ねじの輪郭の高さだけ穴の径方向に離間している。特に、非切削によるねじ形成プロセスの場合は、工作物の材料が塑性変形するために、形成された内ねじにおける材料の欠陥または脆弱化が生じ得る。これらは、特に内ねじにおける径方向内側のねじ頂部で起こり、内ねじにねじ込まれる外ねじの締結のための挙動に影響を及ぼす。
【０００５】
ドイツ特許出願公開第２０５８９９１号明細書によって、内ねじを形成するためのねじ形成用工具が知られている。この工具は、微細な機械加工を施すためのまたは工作物に下穴を加工するための切削ヘッドを有する。ドイツ実用新案第７９２２７８２号明細書から、一回の作業で下穴を穿孔したうえで内ねじを形成することができる複合工具が知られている。
【０００６】
ドイツ特許第６９６２１０９２号明細書から、一般的なねじ山形成用工具が知られている。この工具においては、最初に、下穴の壁に内ねじが形成される。この内ねじの輪郭は、最終的な内ねじの谷径と、内ねじの仕上がり状態におけるねじの中央穴径よりも小径の、ねじの内径とを有する。これには、内ねじの輪郭におけるねじの内径を、内ねじの最終的な中央穴径まで広げる、仕上げ工程が続く。内ねじの輪郭の拡大は、たとえば研削または穿孔による切屑生成加工にて行われ、内ねじの輪郭はネジの中央穴径に研削または穿孔される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、不変の信頼性を有するねじ形態が保証された状態で工作物の下穴に内ねじを形成するための工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は請求項１の特徴によって解決される。好ましい展開が従属請求項に開示されている。
【０００９】
本発明によれば、一般的な技術水準について既に上で説明したように、ねじ形成工具を使用して、最初に下穴の壁部に内ねじの輪郭が形成される。内ねじの輪郭は、最終的なねじの外径と、内ねじの仕上げ状態におけるねじの中央穴径よりも小さいねじ内径とを有する。これには、内ねじの輪郭における内ねじ内径を、内ねじの最終的な中央穴径まで拡径する、仕上げ工程が続く。内ねじの輪郭の拡大は、たとえば研削または穿孔による切屑生成加工によって行われ、この場合に、内ねじの輪郭は、中央穴径となるように研削または穿孔される。
【００１０】
しかしながら、機械加工中に生成された切屑が内ねじに損傷を与える可能性があることがわかった。このような背景に対して、請求項１の特徴部によれば、工具の穿孔部に少なくとも１つの溝部が割り当てられ、それによって、ねじの内径をねじの中央穴径まで広げることによって生じる切屑を除去することができる。一般に、工具に１つ以上の溝部を形成することができる。しかしながら、機械加工プロセス中に工具に作用する機械的応力に関しては、工具の構成要素の安定性を損なわないように、工具にちょうど１つの溝部が形成されることが特に好ましい。溝部は、この溝部の長さ方向にわたり、工具軸に沿って直線的にまたは螺旋状に延びることができる。好ましくは、溝部は、ねじ形成部を通って延在し、このねじ形成部を越えて、工具クランプ柄の方向に延びることができる。
【００１１】
ねじ形成工具は、内ねじの輪郭が非切削ねじ形成工程で機械加工されるところの、内ねじ成形機であることが好ましい。この機械加工には、下穴の壁に形成されるところの、工作物のわずかな塑性変形を伴う。本発明の以下の態様は、非切削ねじ形成工程を参照して説明される。しかしながら、本発明は、そのような非切削ねじ形成工程に限定されず、いかなるねじ形成工程にも適用することができる。
【００１２】
ねじ形成工具は、ねじ形成ストロークにおいて工作物の下穴に入り込ませて、内ねじの輪郭を形成することができる。所望のねじ深さに達するまで、ねじ形成のための送りおよびねじ形成のための回転速度が調整されるかまたは同調されて、意図された内ねじの輪郭を形成する。これに続いて逆転ストロークが実施され、逆転ストロークではねじ形成工具が下穴の内ねじの輪郭から引き出される。逆転ストロークでは、ねじ形成工具は、逆方向の送りおよびそれに同期した逆回転の速度で駆動される。これにより、工具に形成されたねじ形成部が、下穴に形成された内ねじの輪郭によって、実質的に応力なしに案内される。
【００１３】
上述のねじ形成工程では、形成された内ねじの輪郭における内ねじの山部に、材料の欠陥または脆弱化が生じ得る。そこでは、鉤爪が、工作物における固体の材料から径方向に突出して、空洞を取り囲む。さらに、ねじ山の頂上に亀裂が生じる可能性がある。このような欠陥は、ねじ込みによる締結の挙動に影響を与える。このような背景に対抗するために、ねじ山の頂部に形成された材料の弱体化または傷は、仕上げ工程において、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、除去される。
【００１４】
ねじ形成工具は、仕上げ工程がねじ形成ストロークと同時にまたは逆転ストロークと同時に起こるように構成されてもよい。この場合、ねじ形成部と穿孔または研削部との両方が、ねじ形成工具に一体化される。あるいは、仕上げ工程はまた、内ねじ輪郭を最終的なねじの中央穴径まで広げることができる別個の研削または穿孔工具を用いて行われてもよい。
【００１５】
上記方法を実施するためのねじ形成工具は、工具クランプ柄と、この工具クランプ柄に隣接する工具本体とを有するのが好ましい。工具は、その軸心に沿って、ねじ形成部と、穿孔または研削部（以下単に「穿孔部」と呼ぶ）とを有することができる。ねじ形成部では、下穴の壁部に内ねじ形状が形成され、それは依然としてねじ内径を有する。穿孔部では、内ねじ輪郭のねじ内径を最終的なねじ中央穴径まで広げることができる。
【００１６】
ねじ形成部は、少なくとも１つのねじ形成歯であって、径方向外側の歯根頂部と、歯根頂部から離間した歯高さを有する径方向内側の歯根とを有するものを含むことができる。本発明にもとづく方法を実施するために、径方向外側の歯根頂部は、その直径が下穴の直径よりも大きい円形線上に位置する。さらに、径方向内側の歯根は、その直径が下穴の直径よりも小さい円形線上に位置する。
【００１７】
技術的な実施面において、工具周方向に見たねじ形成部は、周方向に分布した歯を有する。これらは、実際上は軸方向に延びる少なくとも１つの潤滑用溝を介して、互いに間隔をおいている。ねじ切り中において、潤滑剤および冷却剤は潤滑用溝を介して形成用の歯に供給され、それによって、確実に、完全なねじの形成を行う。潤滑用溝の深さは、径方向に見て、溝部の深さよりもかなり小さくすることができる。このようにして、一方では十分な潤滑剤および／または冷却剤を、潤滑用溝を通ってねじ形成部の歯の先端まで供給することができ、他方では、生成した切屑を溝部において適切に運び出すことができる（小断面積）。
【００１８】
ねじ形成工具に形成された穿孔部は、内ねじの輪郭に穴加工を行って中央穴径を生じさせる。この目的のために、穿孔部は、直線状にまたは工具軸に沿って螺旋状に延びる、径方向外側の少なくとも１つの長手方向切刃を有することができる。長手方向切刃は、下穴径よりも小さいが内ねじの輪郭の内径よりも大きい刃径を有する。
【００１９】
好ましい実施形態では、穿孔部は工具先端部に直接形成され、工具クランプ柄の方向でねじ形成部に接続する。この場合に、穿孔部を、ねじ山形成ストローク中に、まだねじ加工されていない工作物の下穴内に無負荷で導入することができる。次の逆転ストロークにおいて、内ねじの輪郭は、穿孔部を用いて中央穴径に穿孔され、それによって内ねじが完成する。
【００２０】
上記した工具の構成によれば、長手方向切刃は、工具先端から離れる方向を向きかつ工具軸に対して横方向に延びる横方向切刃へ、接続することができる。したがって、横方向切刃と縦方向切刃の両方を用いた穿孔工程を実施することが好ましく、その結果、穿孔工程中の縦方向切刃の負荷を軽減することができる。
【００２１】
さらに、工具軸に沿った方向の長手方向切刃は、２つの切刃隅部の間で直線的に延びるのではなく、むしろ径方向内向きに湾曲した切刃輪郭を有することが好ましい。結果として、それにより形成された切断縁部エッジが、生成された内ねじのバリを穿孔加工中に取り除くことができる。
【００２２】
完全な内ねじを形成するために、一方では、ねじ形成中に生成された内ねじのねじ山の頂上における材料の弱体化部または傷が、仕上げ工程の間に完全に除去されることが重要である。この材料は、内ねじの輪郭における高さを減らすことによって除去される。他方で、内ねじの輪郭における材料の高さを除去した後の残りが、他のねじ要素との間での完全なねじ締結を確実にするのに十分なほど大きいことが重要である。
【００２３】
このような背景に対して、次のような措置を講じることができる。たとえば、工具側のねじ形成部の歯の根元にポケット形の凹部を設けることができ、それによって、ねじ形成中に工作物の材料が利用することができる変位空間が、径方向内側に拡大する。径方向内向きに拡大された変位空間のために、ねじ山の頂部に形成された材料の弱化／傷は、さらに径方向内向きに変位される（同時に内ねじの輪郭についての内径の減少を伴う）。その結果、仕上げ工程において、一方では材料の弱化性／不完全性を完全に除去することができ、他方では内ねじにおける十分に大きな輪郭高さが、他のねじ要素との確実なねじ接続を保証するために残る。
【００２４】
加えて、従来のねじ形成方法と比較して下穴の直径を小さくすることができる。その結果として、工作物において追加状態となった材料は、ねじ形成工程において塑性変形して変位する。
【００２５】
機械加工中に下穴から適切に切屑を除去することを確実に行うようにするために、好ましくは次の手段が取られる。すなわち、工具の穿孔部の溝部が追加的にチップブレーカを有する。これにより、溝部を軸方向に沿って少なくとも部分的に閉じることができる。機械加工の工程では、蓄積された切屑がチップブレーカにおいて詰まり、それにより、下穴方向への切屑の移送が阻止され、逆に、下穴からの切屑の送り出しが支援される。
【００２６】
技術的な実施面において、チップブレーカは工具先端に直接形成することができる。チップブレーカは、チップ深さを浅くしながら形成することができる。チップブレーカは切屑案内面を有しており、この切屑案内面は、穿孔部の長手方向切刃に対し、径方向外側の工具のない面で接続している。さらに、切屑案内面は、端部側の移行エッジにおいて、ツールチップを形成する端面へと到達することができる。正面の移行エッジは、工具の端面に開口する自由開口領域の境界の部分に位置する。
【００２７】
機械加工の工程においては、工具が冷却剤システムに接続されていることが好ましい。この目的のために、工具は、工具クランプ柄によって工具の先端の方向に案内される中央冷却路を有していてもよい。中央冷却路は、溝部に直接開口する出口路と連通した構成とすることができる。このようにして冷却剤流路が構成され、この冷却剤流路において冷却剤は、最初に中央冷却路内を工具先端まで送られ、次に開口部からの切屑の除去を支援するために出口路のオリフィスから溝部の中へ反対向きとなって存在する。
【００２８】
中央冷却路と出口路との間における流れの接続は、めくら穴内で工具を使用するときに特に容易に達成することができる。この場合に、中央冷却路と出口路との両方が、工具の端面に開口することができる。このようにすると、中央冷却路と出口路との間の流れの接続は、工具先端とめくら穴の穴底部との間の間隙によって、簡単な方法で形成される。
【００２９】
上記で説明され、および／または、従属請求項において再現された本発明の有利な実施の形態、および／または更なる発展は、たとえば明確な依存性を有する場合または不適合な代替物である場合を除いて、個別にまたは互いに任意の所望の組み合わせで使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】工作物の下穴であって内ねじを有するものを示す部分断面図である。
【図２】ねじ形成工具の図である。
【図３】同ねじ形成工具を他の方向から見た図である。
【図４】図１に示される内ねじの形成ステップを示す図である。
【図５】図１に示される内ねじの形成ステップを示す図である。
【図６】図１に示される内ねじの形成ステップを示す図である。
【図７】図１に示される内ねじの形成ステップを示す図である。
【図８】図１に示される内ねじの形成ステップを示す図である。
【図９】第２の実施の形態のねじ形成工具を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態のねじ形成工具を示す図である。
【図１１】図１０におけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図１２】図１０に示されたねじ形成工具の先端部の正面図である。
【図１３】図６に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明およびその有利な実施形態ならびにそのさらなる発展および利点を、図面を参照しながら以下に詳細に説明すれる。
【００３２】
図１には、完成したねじ付きめくら穴１が示されている。穴１は、底部穴３を伴って、工作物５において所望の穿孔深さまで形成される。さらに、穴１は、この穴の軸心Ｂに沿って、使用可能な有効ねじ深さｔＧまで延びる内ねじ７を有する。内ねじ７は、ねじ外径（内ねじの最大内径）ｄＡおよびねじ付きの中央穴の穴径ｄＫを有する。
【００３３】
図１に示す内ねじ７は、図２および図３を参照して以下に説明するねじ形成工具９を用いて形成される。したがって、工具９はねじ形成部１１と穿孔部１３とを有しており、その機能については後述する。ねじ形成部１１は一連のねじ形成歯１５で実現され、それぞれのねじ形成歯１５は、この歯の高さ方向にわたって間隔をおいた、径方向外側の歯先１７（図６）と径方向内側の歯の谷部１９（図６）とを有する。歯の頂点すなわち歯先１７は、図６では、円周方向の線上に存在し、この円周方向の線の直径ｄＳは、下穴１（図４）の直径ｄＶ（図１または図６）よりも大きい。対照的に、歯の谷部１９は、下穴の直径ｄＶよりも小さい直径ｄＧの円上に存在する。図に示されるねじ形成部１１のねじ形成歯１５の構造および幾何学的形態は、従来の設計および先行技術によって知られている。
【００３４】
図２、図４または図６によれば、穿孔部１３は、工具の先端部に直接形成され、工具クランプ柄２１（図１）の方向に沿ってねじ形成部１１に向かうようにされている。図３に示すように、穿孔部１３は、一例として、円周方向に均等に分布した３つの長手方向切刃２３を有する。それぞれの長手方向切刃２３には、長手方向のカッティングエッジ２５（図６）が形成されている。このカッティングエッジ２５は刃径ｄＬを有し、この刃径ｄＬは、下穴の直径ｄＶよりも小さく、かつねじ内径ｄＩよりも大きい。
【００３５】
図７から分かるように、カッティングエッジ２５は、２つの切刃角部２９、３１の間で工具の軸心Ｗに沿って延びている。さらに、カッティングエッジ２５は、工具先端から離れる方向を向く切刃２９と交差したうえで、横方向切刃３３を構成する。
【００３６】
図１に示されたネジ付きめくら穴１を製造する方法を、図４〜図８を参照して以下に説明する。ここで、図４において、ねじ山形成工具９は、工作物の下穴１において、目標とするねじ深さｔＧに到達するまで、ねじ形成ストロークＧに供される。このとき、工具の軸心Ｗは工作物の軸心Ｂと同軸に整列している。ねじ形成ストロークＧでは、工具送りｆＧとねじ形成速度ｎＧとが互いに調整されて、内ねじの輪郭２７（図５または図６）が形成される。図６に示すように、内ねじの輪郭２７は、径方向外側のねじ谷部３７と径方向内側のねじ山部３９とを有し、これらは互いにこれらの輪郭に沿った径方向の高さ分だけ離間している。図６から分かるように、内ねじの輪郭２７におけるねじ山部３９は、鉤爪４０を有するところの、材料の弱体化部または欠陥部４１が形成される。この材料の弱体化部または欠陥部４１は、工作物の中実材料から径方向内向きに突出して、空洞４５を取り囲む。上記のねじ形成ストロークＧの間、工具先端に形成された穿孔部１３は、工作物の下穴１に無負荷で引き込まれる。
【００３７】
次の逆転ストロークＲ（図７）では、工具側のねじ形成部１１が、互いに同調した逆回転状態の逆転送りｆＲおよび逆回転状態の逆転回転数ｎＲとによって、内ねじの輪郭３５のねじ部に沿って下穴１から引き出される。逆転ストロークＲの間に仕上げ工程が行われ、この仕上げ工程においては穿孔部１３がねじ内径ｄＩをねじの中央穴径ｄＫまで穿孔する。材料除去は、ねじ山部３９において弱体部または欠陥部４１が完全に除去されるように選択される。図６に示されているように、カッティングエッジ２５の径方向内向きに曲げられた刃輪郭もまた、同時に、内ねじ７における加工されたねじ山部３９におけるエッジ部４２（図８）のばり取りを行うことができる。
【００３８】
上記の説明から明らかなように、弱体部または欠陥部４１は、ねじ形成ストロークＧの間に、内ねじの輪郭２７における径方向内側ねじ山部３９に直接形成される。仕上げ工程の後、残った内ねじ輪郭の高さを確実に十分大きくするために、図９にしたがって以下の措置が取られる。このとき、下穴の直径ｄＶは、−従来のねじ形成方法と比較して−減少される。結果として、工作物における付加的な材料が、ねじ形成工程において塑性変形して変位する。また、工具のねじ形成部１１における歯の谷部１９にはポケット状の凹部２２（図６）が設けられており、ねじ形成時に工作物の材料がとり得る変位のための空間が、径方向内側に拡大して形成されている。ねじ山部３９における径方向内向きに拡大された変位部のために、材料における弱体化部または欠陥部４１は、内ねじの輪郭２７の内径ｄＩを減少させながら径方向内向きにさらに移動される。その結果、仕上げ工程において、一方では材料における弱体化部または欠陥部４１を完全に除去することができ、他方では内ねじにおける十分に大きな輪郭高さが残って、ねじ要素とのねじ接続を確実なものとする。
【００３９】
図９は、第２の実施の形態のねじ形成工具９を示す。前述の実施の形態とは対照的に、図９では、ドリルセクションである穿孔部１３は、工具の先端に直接形成されてはおらず、むしろ工具先端から軸方向に距離をおいている。対照的に、ねじ形成部１１は、直接工具先端まで延びている。このようにして、ねじ形成ストロークＧにおいては。内ねじの輪郭２７が形成されるだけでなく、穿孔部１３を用いた仕上げ工程が行われて、形成されていた内ねじの輪郭２７がネジの中央穴径ｄＫまで穿孔される。
【００４０】
図１０は、第３の実施の形態のねじ形成工具９を示す。この図１０の工具９は、基本的には、図１〜図８を参照して説明した最初の実施の形態のねじ形成工具９と同じである。したがって、図３からも分かるように、ねじ形成工具９は、円周方向に分布したねじ形成歯１５をねじ形成部１３に有する。これらのねじ形成歯１５は、軸方向に延びる潤滑用溝１６によって離間している。潤滑用溝１６は、図２〜図７または図１１および図１２において、工具先端から工具クランプ柄２１まで軸方向に直線的に延びている。潤滑用溝の深さｔＳは、ねじを形成している間に歯１５に確実に十分な潤滑剤および／または冷却剤を供給できるように設定されている。潤滑用溝１６に加えて、図３のねじ形成工具９は、全部で３つの溝部４３を有し、これらは溝深さｔＮで工具に機械加工されている。溝深さｔＮは、潤滑用溝の深さｔＳよりもはるかに大きく設定されている。溝部４３に関し、下穴１に形成されたねじ内径ｄＩをねじの中央穴径ｄＫに拡大したときに、下穴１からは切屑が取り除かれる。
【００４１】
図３では、各溝部４３はすくい面４４によって境界が定められており、このすくい面４４は、径方向外側のツールフランク４５と共にドリル構造の穿孔部１３の長手方向切刃２３に接続している。図３に示すように、周方向に分配された合計３つの溝部４３が、工具先端と穿孔部３との間にだけ、穿孔部３を軸方向に貫通することなく、大幅に減少した溝長ＩＮで軸方向に延びている。
【００４２】
対照的に、図１０〜図１３の第３の実施の形態では、単一の溝部４３のみが工具に形成されている。この溝部４３は、溝長ＩＮでねじ形成部３を通り抜けて工具軸Ｗに沿って直線的に延び、工具クランプ柄２１まで延びる。このようにして、−最初の実施の形態と比較して−著しく改善されたチップ除去が可能である。
【００４３】
図１０〜図１３からさらに明らかなように、溝部４３は、穿孔部１３における軸方向に、縦溝４３を部分的に閉鎖する切屑導通段部すなわちチップブレーカ４７をさらに有する。チップブレーカ４７によって、機械加工工程で形成された切屑が底部穴３の方向に詰まり、そして下穴１からの切屑の送り出しが支援される。チップブレーカ４７は、図１０から図１３では工具先端に直接形成されている。さらに、チップブレーカ４７は端面の切屑案内面４９を有し、この案内面は溝部４３の切屑深さすなわち溝深さｔＮと比較して、低減された溝深さｔＬだけ工具の径方向内側にオフセットされている（図１３）。
【００４４】
チップブレーカ４７の切屑案内面４９は、−長手方向切刃２３の形成とともに−、半径方向外側の自由表面としてのツールフランク４５と一緒のものとなる（図１１）。軸方向に見て、切屑案内面４９は、端部側の移行エッジ５１において、ねじ形成工具９の工具先端を形成する工具端面５３（図１２または図１３）に接続する。前側の移行エッジ５１は、工具端面５３に開口するところの、溝の自由開口領域５５（図１０から図１３）を画定する。
【００４５】
図１０〜図１３に示すねじ形成工具９は、冷却系に接続することができる。この目的のために、工具９は中央冷却路５７を有しており、この中央冷却路５７は、工具クランプ柄２１から工具先端に向かう方向に軸方向に案内されている。工具９内には、溝４３内に開口する開口部６１を備えた出口路５９が平行に延びている。中央冷却路５７と出口路５９との両方が、工具端面５３に開口している。めくら穴におけるねじの形成時に、冷却剤Ｋが用いられ（図１３）、この冷却剤は最初に中央路５７を介してギャップ５８に入る。このギャップは、工具先端と穴３の底部との間に形成される。冷却剤Ｋは、出口路５９を通って、切屑の除去を助けるために、溝部４３内を反対方向に流れる。切屑を効果的に除去するために、中央冷却路５７の流路断面積が、溝の開口領域５５と出口路５９との合計流路断面積よりも大きいことが重要である。このようにして、高速で流れる切屑は、ベンチュリ効果が作用して、溝部４３から取り出される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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