(57)【要約】本発明は、ワーク内およびワーク表面上で発生する圧力によって、切断以外の様態にて外方向にネジ山のピッチを押し進める回転駆動されるネジ山形成器（１０）によって、ネジ山、特に内ネジ山（３４）を形成する方法に関する。本発明の目的は、特に経済的な様態で、向上させた構造品質をもって、種々の公称直径のネジ山を形成することにある。目的を達成するため、シャンク工具（１０）には、ネジ切りフライスの種類に応じて、たがいに一定の距離で配される輪郭突起が備えてある。前記輪郭突起（２０）は連続した様態で形成され、ネジ（１８）の頭の外周上に可変ラジアル延長部を有し、ワーク内のワーク穴の外周（ＳＵ）上の１点で工具内に最初は挿入される。前記ワークは完全ネジ山部の面高さ（ＴＧ）で配されることが好適であり、ワーク穴（１６）の軸（３０）に対して３６０°の相対円運動が実行され、ネジ頭も、形成されるネジピッチ（Ｐ）に対応する一定の軸相対前方変位移動（ＢＶ）を実行している間に、ワーク穴（１６）の軸（３０）によって調整される回転軸の偏心度（ＥＸ）を維持する。
2006524139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生により、切り屑のない様態にてワークの表面、特にワーク穴の内表面（１６）へネジピッチ（３４）が押し進められる、回転駆動式のネジ切り工具による、ネジ山、特に内ネジ山の形成の方法であって、ネジ山（３４）が、少なくとも１個の輪郭突起（２０）、好適には、たがいから一定の距離（Ｔ）に配される２個の輪郭突起（２０）を備えたネジ切りフライスの様態のシャンク工具（１０）で、その成形ヘッド（１８、１１８）で輪郭突起（２０）が、円周上で連続して、円周上で異なる半径方向延長部（ＥＲＭＩＮ、ＥＲＭＡＸ）を備えた多角形として構成されるシャンク工具が、それより大きい直径を有するワーク穴の円周内に挿入され、回転しながら所定の軸送りでワーク穴の内表面にそって移動されるという方法であって、ワーク穴内への挿入後、シャンク工具がワーク穴（１６）の円周上の１点（ＳＵ）で最初ワーク内に半径方向に駆動され、好適には、全ネジ圧迫深さまで進められ、ワーク穴（１６）の軸（３０）に対して設定される偏心度（ＥＸ）を実質的に維持しつつ、成形ヘッド（１８、１１８）が、形成されるネジピッチ（Ｐ）の程度だけ、一定の軸相対送り動作を同時に実行している間、工具穴（１６）の軸（３０）に対して３６０°（円運動ＢＺ）の相対円運動を実行することを特徴とする方法。
【請求項２】
成形ヘッド（１８、１１８）が、形成されるネジ山の長さ（ＴＧ）に対応する軸延長部（ＥＡ）を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
成形ヘッド（１８、１１８）が、ネジ面高さ（ＴＧ）の程度まで、実質的に中心を、ワーク穴（１６）内へ押し進められ、次に、ネジ縁が隣接する輪郭突起（２０）間で円周上の１点（ＳＵ）で完全に成形されるまで、ワーク穴（１６）に対する軸相対位置を維持しながら、径方向外方に押し進められ、同時の軸送り（ＢＶ）で３６０°（円運動ＢＺ）にわたる円運動を実行し、成形ヘッド（１８、１１８）の輪郭突起（２０）が、形成される内ネジ山（３４）からの係合が解除されるよう、最後に径方向内方に押し進められることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
成形ヘッド（１８、１１８）の径方向外方の移動が、円弧形状曲線（ＥＳ）にそって生じることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ワーク内への輪郭突起（２０）の進入時、円弧形状曲線が、その後の円運動（ＢＺ）の方向の動形成分を有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
円周上で異なる半径方向延長部（ＥＲＭＩＮ、ＥＲＭＡＸ）を備えた輪郭突起（２０）が、円周上に複数個の加圧ランド（２２）をそれぞれ形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
加圧ランド（２２）が円周上で不均一に分配されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
隣接する輪郭突起の加圧ランド（１２２）が、円周方向でたがいに対して補正されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
成形ヘッド（１１８）の軸方向に隣接する加圧ランド（１２２）がそれぞれ螺旋（Ｗ）にそって位置する（図３）ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ワーク（１６）との係合の領域において、成形ヘッド（１８、１１８）の円周速度が円運動と同期化されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
ワーク（１６）との係合の領域において、成形ヘッド（１８、１１８）の円周速度が、円運動とは反対の方向であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ワーク穴の内表面（１６）の切り屑がでない圧力発生によるネジ山、特に内ネジ山の形成のための回転駆動可能な工具であって、ネジ切りフライスの様態で実施され、各輪郭突起（２０）の領域内で、少なくとも１個の加圧ランド（２２、１２２）が円周上に形成されるよう、円周上に連続して、円周上に異なる半径方向延長部（ＥＲＭＩＮ、ＥＲＭＡＸ）を有するよう構成される、たがいから一定の距離（Ｔ）に配される少なくとも２個の輪郭突起（２０）から成る成形ヘッド（１８、１１８）と、各輪郭突起（２０）が、円周上の半径方向に異なる軸延長部（ＥＲＭＩＮ、ＥＲＭＡＸ）を備えて、円周上に複数個の加圧ランド（２２、１２２）をそれぞれ形成することとから成り、隣接する輪郭突起の加圧ランド（１２２）が、円周方向にたがいに対して（螺旋Ｗ）補正されることを特徴とする工具。
【請求項１３】
輪郭突起（２０）が、形成されるネジピッチ（Ｐ）の程度（Ｔ）だけ、たがいに対して軸方向に補正されることを特徴とする請求項１２に記載の工具。
【請求項１４】
成形ヘッド（１８、１１８）が、形成されるネジ山の長さ（ＴＧ）に実質的に対応する軸延長部（ＥＡ）を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の工具。
【請求項１５】
加圧ランド（２２）が円周上で不均一に分配されていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の工具。
【請求項１６】
成形ヘッド（１１８）の軸方向に隣接する加圧ランド（１２２）が螺旋（Ｗ）にそってそれぞれ位置することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の工具。
【請求項１７】
隣接する輪郭突起（２０）間の溝（４２）の深さ（ＲＴ）が円周上で異なることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の工具。
【請求項１８】
隣接する輪郭突起（２０）間の溝（４２）の深さ（ＲＴ）が、円周上で実質的に同一のままであることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の工具。
【請求項１９】
工具が高強度材料、好適には硬質材料、特に、超合金材料または他の高強度焼結材料から成ることを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか１項に記載の工具。
【請求項２０】
工具が、少なくとも１個、好適には少なくとも２個の他の材料の工具片を受け止める、支持材料から成る工具搬器を有することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の工具。
【請求項２１】
少なくとも加圧ランド（２２、１２２）の領域内で、成形ヘッド（１８、１１８）にコーティングがほどこされ、好適には、たとえばｐｆダイヤモンドなどの硬質材料層として実施例においてほどこされ、好適には、ナノ結晶性ダイヤモンド、ＴｉＮ  ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮまたはＴｉＣＮあるいは多重層またはＭｏＳ２の潤滑層がほどこされることを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の工具。
【請求項２２】
前記層が、金属成分Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌから成り、成分Ｃと、好適には少量の粒子精製成分とから成る窒化物から成り、Ｃｒ比が３０から６５％、好適には３０から６０％、特に好適には４０から６０％で、Ａｌ比が１５から８０％、たとえば１５から３５％または１７から２５％で、Ｔｉ比が１６から４０％、好適には１６から３５％、特に好適には２４
から３５％で、それぞれが全層のすべての金属原子に特に関連していることを特徴とする請求項２２に記載の工具。
【請求項２３】
全層の構造が均質な混合相から成ることを特徴とする請求項２１に記載の工具。
【請求項２４】
全層の構造が、一方でｘ＝０．３８〜０．５、ｙ＝０．４８〜０．６、ｚ＝０〜０．０４の（ＴｉｘＡｌｙＹｚ）Ｎから交互に成り、他方ではＣｒＮから成り、耐磨耗層の最上層がＣｒＮ層から形成される、それ自体が複数個の均質層から成ることを特徴とする請求項２１または２２に記載の工具。
【請求項２５】
回転駆動されるネジ成形器用の駆動軸と、工具軸にそった送り動作と、ワークとの係合とワークからの係合解除のための成形されるネジ山の押入れと押し出しと、円運動とが同期化された様態で実行される３軸制御システムとから成る請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法を実行する器具。
【請求項２６】
３軸制御システムが、３ＤのＣＮＣ工作機械によって提供されることを特徴とする請求項２６に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１または１２の前文にしたがったネジ山、特に内ネジの形成のための方法と工具に関する。さらに本発明は前記方法を実行する器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる雌ネジ、すなわち内ネジを形成する種々の方法が知られている。一般的に使用されているのはネジ切りで、ネジ切りランドとネジ切り溝とを備えたネジ立て工具が、工具のピッチと同期化された速度によってあらかじめ送りが決められた、所定芯寸法を備えたワーク穴内に押し進められる。
【０００３】
特にベアリングネジフランクにおいて、より高い強度を達成するため、ネジバルジ加工機としても知られるいわゆるネジ形成装置またはネジ立て機が用いられ、材料が、ネジ切りにおいてと同様に中断される材料内のいわゆる「ファイバコース」なく冷間形成される、いわゆるネジ形成方法が用いられる。ネジ切りと比較した場合の重要な利点は、さらに、ネジ形成中に切り屑が形成されないことにある。
【０００４】
ネジ形成中、加圧ランドの形成のため、多角形を備えたヘリカルネジ山部は、ネジ山のピッチに対応する均一の送りにて、あらかじめ穿孔されたワーク内へねじ込まれる。この場合、ネジ山の輪郭は、ネジ山部の開始地点を介して、ワークの材料内へ段階的に圧入し、それによって、圧縮領域内の応力が過剰に高くなり、圧縮限界が超えられ、材料が可塑変形される。材料は半径方向に曲がり、ネジ山輪郭にそってあいている谷部内に流れ込み、かくして、雌ネジの谷径を形成する。ネジの変形の程度は、予穿孔径により制御され得る。
【０００５】
特別な利点は、達成され得る構造上の改良点が、ネジ山の負荷能力が、５０％のベアリング深さにあってもまだ十分であるという結果を有する点にある。この方法においては潤滑が決定的な重要性を持つため、加圧ランド間で、工具内に潤滑溝が形成される必要がある。
【０００６】
この方法の不利点はネジ山径に対応する個別の形成工具が各ネジ山に必要であり、ネジ山形成器の性能を制御する開始地点の形状が、最適化するには比較的困難であり、ネジ切り速度と送り値がたがいとは無関係に選択され得ない点にある。
【０００７】
最後に、内ネジ山をフライス切削することが知られている。この場合、ネジ山は、ネジ切りフライスの切削線を並列させることにより形成される。ネジピッチは機械により形成され、ネジ切りフライスのいわゆる「ピッチ」、すなわちフライス歯列の軸方向の間隔に対応する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この方法の重要な利点は、まったく同一のネジ切りフライスが、異なる直径と同じピッチを持ったネジ山を形成できる点にある。ネジ切りと比較すると、ネジ切りフライス加工されたネジ山は、使用した工具のほぼ全長を超えて完全に形成されるというさらなる利点がある。この形成方法の不利点は、切削処理の結果として、構造物が切削歯の領域内で擬似撹乱され、その結果、ネジ山の耐力が制限された状態のままとなることである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、異なる公称系のネジ山が特に経済的に、またネジ領域の
向上された構造品質を持って形成される、ネジ山、特に内ネジ山の形成のための方法と、工具と、装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の特徴による方法と、請求項２７の特徴による装置と、請求項１２の特徴による工具に鑑みて解決される。
【００１１】
本発明によると、ネジ山は、新たに成形される工具でワーク穴の内表面内に「ハンマー鍛造」されたようなものである。具体的には、ネジ切りフライスの場合と同様に、円周上に各輪郭突起の領域内に少なくとも１個の加圧ランドが形成されるように、円周上に連続しているが、円周上に異なるラジアル延長部を有するよう構成される、ネジ切りフライスの様態に構成され、たがいから一定の距離をおいて位置決めされる少なくとも１個であるが、好適には少なくとも２個の輪郭突起を成形ヘッドが備えるため、工具は、ネジ切りフライスの成形特徴を、ネジ成形器の成形特徴と組み合わせる成形ヘッドを有する。
【００１２】
フライス運動学を備えた、切り屑がでないこの種の機械加工において、成形ヘッドの過剰な半径方向の偏向なく、成形ヘッドが複数個の輪郭突起を有し、したがって、円形動作で比較的長いネジ山をそれ自体が形成できる場合であっても、工具のシャンクに作用する半径方向力は簡単に吸収され得ることが、驚くべきことに発見された。これは、工具のシャンクが過剰に応力をかけられる必要がないように、単に成形ヘッドの速度と、それからは独立し、したがって十分に小さく維持される工具の円運動の速度によって、加圧ランドによって受けられる成形作業が、単純に制御され得るためである。成形ヘッドに作用する半径方向力を制限するさらなる可能性は、輪郭突起あたりの加圧ランド数を変更すること、および／または円周方向に隣接する輪郭突起の加圧ランドを移動することを含む。
【００１３】
よりよい構造の結果として、ネジ山の向上される耐力を保証することに加え、本発明によるネジ山を形成する概念は、機械制御が、形成中の公称および／またはフランクの直径の範囲の直径公差に影響する可能性を提供するというさらなる利点を有する。本発明によるネジ山の形成の概念のさらなる重要な利点は、切り屑が発生されない点にある。
利益となるさらなる発展は、従属請求項の主題である。
【００１４】
請求項２のさらなる発展は、進入動作が、工具の芯出しに用いられ得、ネジ山の形成が、１回の動作を用いて完了され得るという利点を有する。
【００１５】
輪郭突起のワークへの進入時に、円弧形状の曲線が、その後の円運動の方向の動形成分を有するように、成形ヘッドの径方向外方に向かう移動が、円弧形状の曲線にそって、好適には１８０°のはめ込みループの形状で生じる場合、ワークへの没入中の工具負荷は最低となる。
【００１６】
輪郭突起、すなわち、多角形の幾何学的デザインが、円周上に異なる半径方向延長部を備えて、円周上に複数個の加圧ランドをそれぞれ形成すると、工具の効果が増加される。
【００１７】
加圧ランドは円周上に均一に分配され得るが、振動傾向を軽減するという利点を持つ不均一にも分配され得る。
【００１８】
請求項８にしたがって、隣接した輪郭突起の加圧ランドが、円周方向にたがいに対して、たとえば螺旋形状で補正される場合、内ネジの圧迫工程中に成形ヘッドに作用する全半径方向力は、さらに軽減されえる。
【００１９】
この場合、請求項９にしたがって、成形ヘッドの軸方向に隣接する加圧ランドが螺旋に
沿ってそれぞれ位置すると、製造技術的観点から有利となる。
【００２０】
工程パラメータは、処理される材料に応じた広い限界値内で最適化されることが可能である請求項１０および１１の運動学の結果、交互の軸方向の送り動作と組み合わせて、同じ工具を用いて左または右ネジが形成され得る。
【００２１】
工具の利点となる実施例は、請求項１２から２６の主題である。
隣接する輪郭突起間の溝の深さが円周上で変化すると、プラスチック材料の流れ挙動が有利に影響され得る。
【００２２】
特定の材料では、隣接する輪郭突起間の溝の深さを、円周にわたって実質的に同一に維持することが有利となる可能性がある。
請求項２１による工具が、高強度材料、好適には硬質材料、特に硬質合金材料または別の高強度焼結材料から全体が成る場合、材料の安定性は特に高く、全体的な半径方向の作用力の結果、湾曲変形への特に好都合な影響を有する。
【００２３】
前述工具は、同様に、異なる材料の組み合わせから成ることができる。たとえば、異なる材料から製造される片は、支持材料、たとえば焼き入れまたは軟鋼（または重金属）、高速度鋼ＨＳＳまたはＨＳＳＥ、アルミ合金、硬質合金またはその他の焼結材料から製造される支持体内の適切な受け内に挿入され得る。たとえば、本願では硬質合金、サーメット、ＰｋＤ、ＣＢＮ、セラミックなどに単に言及している。完成工具上の加圧ランドは、これらの材料を用いて形成される。
【００２４】
挿入された片は、異なる形状、たとえば円筒形、円錐形、円形などに実現され得る。片は、たとえば半田付け、ネジ止め、クランプ、糊付けまたは溶接などの異なる様態にて支持体に接合されることも可能である。
【００２５】
成形ヘッドは、好適には、少なくとも加圧ランドの領域内にコーティングをほどこされる。摩擦の軽減および／または磨耗の減少を達成できる一般的に用いられるすべてのコーティングが得られることが可能である。特に好まれるのは、たとえばダイヤモンド、好適にはナノ結晶性ダイヤモンド、Ｔｉｎ、ＴｉＡｌＮまたはＴｉＣＮなどの硬質材料層または多層コーティングである。たとえば「モリグライド（MOLYGLIDE）」の名称で知られる
ＭｏＳ２製の潤滑層も可能である。
【００２６】
特に十分な寿命と処理パラメータは、請求項２４から２６によるコーティングを用いて得られる。
【００２７】
本発明による方法を実施する装置は、たとえば３ＤのＣＮＣ工作機械の３軸制御システムを用いて実現され得る請求項２７に記載の機能を必要とする。
【００２８】
詳細には、硬質材料、特に焼結材料が、本発明による工具において特に経済的に用いられ得、固体の硬質合金であるが、やはりいわゆるサーメット材料が特に好まれる。この場合、特に経済的な形成方法が保証される。これは、その後の機械加工が、ネジ山の領域に実質的に制限され得るように、成形ヘッドの断面の多角形形状が、焼結ブランク内にすでに成形されることが可能であるためである。
【００２９】
サーメットも使用されえ、すなわち主要硬度手段として炭化チタンと窒化チタン（ＴｉＣ、ＴｉＮ）を有し、ニッケルが結合相として主に用いられる焼結材料である。この材料において、合金鋼への低化学親和性、低熱伝導係数、高温硬度および微粒子構造などの基準は、適用分野の特に有利な影響を有する。サーメットの構造構成は、高強度を備えた非
常に高い微粒子構造が、工程パラメータを適切に制御する事で準備され得る程度にまで、現在研究されてきた。窒化チタンを、その高熱力学的安定性の結果、鉄内で低溶解度を有し、それにより、拡散と摩擦挙動に明確に影響する材料内に組み込むことが有利となり得る。
【００３０】
さらに、本発明の独立した目的は、通常は最終直径までの研磨である、仕上げ焼結後の成形ヘッドの最終加工が、最小限に抑えられ得るように、予成形された加圧ランドが、たがいに対して均一の軸方向の間隔で配される状態で、輪郭突起を有するネジ成形装置の成形ヘッド用の焼結ブランクである。焼結ブランクから成形されるこれらの成形ヘッドは、半完成品として製造下から得ることが可能である。次に、これらの成形ヘッドは、公称寸法に対して０．５ｍｍのみの程度の公差で研磨されることが好都合である。
【００３１】
本発明のさらなる有利な実施例は、その他の従属請求項の主題である。
本発明の例示実施例は、概略図を参照して以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１および２に概略で図示されるのは、ネジ山、特に内ネジ山を形成する、本発明による方法を実行するために用いられ得る工具である。
【００３３】
これは、ワークの表面から、すなわち、図１の鎖線１６によって示されるワーク穴の内表面から発生する圧力によって、切り屑のない様態でネジ山ピッチが押し進められ得る、シャンク軸１４を中心として回転式に押し進められ得るネジ成形装置１０から成る。
【００３４】
工具１０はシャンク１２と成形ヘッド１８とを有する。
成形ヘッド１８は、図２から分かるように、ネジ切りフライスの様態で構成され、円周上に連続する、たがいに対して一定の軸方向の間隔Ｔ（ピッチ）で配される複数個の輪郭突起２０を有する。同様に図２から分かるように、輪郭突起２０は、各輪郭突起２０の領域において、少なくとも１個の加圧ランド２２が円周上に形成されるよう(図１および２
による実施例においては、４個の加圧ランド２２が形成される)、ＥＲＭＡＸとＥＲＭＩ
Ｎの間に位置する、円周上に異なる半径方向延長部を有する。
【００３５】
輪郭突起２０は、形成されるネジピッチの寸法、すなわち形成されるネジのネジピッチに対応する寸法Ｔだけ、互いに対して軸方向に補正される。
【００３６】
図２の図から、成形ヘッド１８の芯の断面が多角形形状を有し、輪郭突起２０の半径方向深さＲＴが全円周にわたって実質的に同一であることが分かる。ただし、この詳細は不可欠ではないことがここですでに強調されなければならない。加圧ランド２２の機能が維持される限り、芯の断面の円周輪郭および／または輪郭突起２０の外郭輪郭は、簡単に変更され得る。
【００３７】
成形ヘッド１８は、形成されるネジの長さＴＧ（図４の位置４．５を参照）に実質的に対応する軸方向の延長部ＥＡを有する。
【００３８】
図２から、加圧ランド２２が演習の周囲に均一に分配されていることが分かる。ただし、加圧ランド２２は、工具が振動する傾向を緩和するため、不均一に分配されてもよい。
【００３９】
本発明によるネジ成形工具を用いる形成工程を、図４を参照して詳細に説明する。
ネジ山は、たがいに対して一定の間隔Ｔで配される少なくとも２個の輪郭突起２０を、ネジ切りフライスの様態で備えたシャンク工具１０を回転動作に置き、図４Ａで位置４．１で左側に図示されるように、ワーク穴１６上に中央に位置決めすることで形成される。
工具１０は、面取り部２６の適用のためのカッタ２４が、位置４．２で示されるように、シャンク１２への移行ゾーンに設けられるように構成され得る。
【００４０】
次に工具１０は、工具先端２８が、位置４．３で示されるように、ネジ面高さの所望寸法ＴＧに達するまで、それ自体と平行に中心から、かかる距離まで軸方向に押し進められる。次に工具１０は、半径方向で、具体的には位置４．４で示されるように、円周地点ＳＵで、それが、ワークの可塑変形により、フランクの所望寸法および／または公称直径にネジを圧迫するために必要なその半径位置にまず達するような様態で送られる。この寸法は、通常は経験により決定され、とりわけ、ワークの材料パラメータ（流動挙動）と成形工程のパラメータによって決まる。
【００４１】
工具１０がワーク穴１６の中心から、位置ＳＵ内へ運ばれる経路は、矢印ＥＳによって示される。この曲線は、後で詳細に説明されるある種のはめ込みループを描いている。
【００４２】
工具１０が全加工またはネジ面高さまで移動された後、ワーク穴１６の軸３０に対して設定される回転１４軸の偏心度ＥＸを維持する一方で、成形ヘッド１８が、形成されるネジピッチＰの寸法だけ、一定の軸送り動作ＢＶを同時に実行する間、工具１０は、ワーク穴１６の軸を中心として３６０°の円運動を実行する（円運動ＢＺ。位置４．５の矢印参照）。この場合、ワークの材料は、言わば、加圧ランドが連続して係合することでハンマー加工の様態で発生する連続した圧力にさらされ、制御された様態にて、輪郭突起２０間の溝４２内に浸透できるよう、材料を流動させる。このようにして、ネジは、ネジ成形の場合と同様に、ネジ山の領域で同様の品質と形状を獲得する。
【００４３】
この円運動（ＢＺ）が完了すると、ネジが成形された状態となる。フランクの公差と公称直径は、円運動の制御システムの領域において、補正干渉により、成形工程中具体的に、連続して影響を受けることができ、工具１０の寿命が長くなる。
【００４４】
工具１０が再び位置ＳＵに達すると、成形ヘッド１８の輪郭突起２０が、形成されたうちネジ山３４との係合から離れるよう、位置４．６で示されるように、曲線ＡＳで径方向内方に押し進められる。
【００４５】
軸方向で不変の断面を有する工具１０による「切り屑のないネジフライス切削」の方法を図１から４を参照して説明してきた。かくして、すべての輪郭突起２０の加圧ランド２２は、追い出されるワークの材料とそれぞれ同時に接触する。このように発生される力に打ち勝ち、工具１０のシャンク１２によって吸収されるため、係合位置にある加圧ランドの変形動作ができるだけ小さくなるよう、円方向の送りは、工具の速度に適合される。
【００４６】
かかる力が工具１０にさらに均一に適用され得るため、図３からのさらなる発展によると、隣接する輪郭突起の加圧ランド１２２は円周方向で、たがいに対して補正され得る。成形ヘッド１１８の軸方向に隣接する加圧ランド１２２は、図３の点線Ｗで示される螺旋にそって並ぶことが好都合である。言い換えると、図３は、成形ヘッドを完成するため、輪郭溝１４２が次に組み込まれる成形ヘッド１１８の予完成または予加工ブランクを示している。
【００４７】
図５は最後に、多少拡大した尺度で、はめ込みループＥＳの構造の詳細を図示している。動作が、工具負荷に明確な影響を持つ、１８０°導かれる円運動にそって生じていることが分かる。ただし、特に、工具とネジ山の直径にかなり大きな差がある場合、プログラムしやすい四分円のはめ込みループを選択することが同様に好都合である。
【００４８】
以上に説明される工具は、送り方向ＢＶのみと、任意で工具の回転方向が、変形が同時
におよび／または非同時に生じることが可能なように、逆転させられる必要がある場合に、右および左ネジを形成するために同様に十分に使用され得る。
【００４９】
加工品質のさらなる向上のため、成形ヘッドには、少なくとも最も応力がかかる部分の領域、すなわち加圧ランド２２、１２２の領域に、硬質材料コーティングとして構成されることが好適なコーティングをほどこされ得る。硬質材料層は、たとえばダイヤモンド、好適にはナノ結晶性ダイヤモンド、窒化チタンまたは窒化アルミチタンである。とりわけ適切なものは、窒化アルミチタン層と、Ｇｈ・窒奄獅，，＠ｏＨＧの「Ｆｉｒｅ  Ｉ」という名称の下販売されているいわゆる多重層である。これは、ＴｉｎＮ／（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ多重層から成る。
【００５０】
これは、金属成分Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌと少量の粒子精製成分とを有する窒化物から実質的に成る耐磨耗層から成ることが特に好適であり、Ｃｒ比が３０〜６５％、好適には３０〜６０％、特に好適には４０〜６０％で、Ａｌ比が１５〜８０％、たとえば１５〜３５％または１７〜２５％で、Ｔｉ比が１６〜４０％、好適には１６〜３５％、特に好適には２４〜３５％で、それぞれが全層のすべての金属原子に特に関連している。この場合、層構造は、均質の混合相を持つ単層でもよく、あるいは、一方で、ｘ＝０．３８〜０．５、ｙ＝０．４８〜０．６、ｚ＝０〜０．０４の（ＴｉｘＡｌｙＹｚ）Ｎから交互に成り、他方ではＣｒＮから成り、耐磨耗層の最上層がＣｒＮ層から形成される、それ自体が複数個の均質層から成ってもよい。
【００５１】
例示実施例の成形ヘッド１８、１１８および／またはシャンク、若しくは工具１０全体は、広範な材料から構成することが可能であるが、高安定性と耐磨耗性を呈する材料が特に好都合である。成形ヘッド１８、１１８に半径方向に作用する力が効果的に遮断でき、ネジの製造精度を上げることができるよう、工具のシャンクは、特に高い曲げ強さを有していなければならない。
【００５２】
ここで応力輪郭において、たとえば、Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ−Ｈｅｒｔｅｌによって販売される「ＨＴＸ」という種類のサーメットなどのサーメットの種類が十分に使用され得るため、基準磨損と高温硬度も決定的な重要性を持つ。Ｃｅｒａｓｉｖ  ＧｍｂＨ（Ｆｅｌｄｍ・・撃・j製造の「ＳＣ３０」タイプとＴｏｓｈｉｂａ  Ｅｕｒｏｐａ  ＧｍｂＨ
の「Ｔｕｎｇａｌｙ  ＮＳ５３０」を用いても良好な結果が得られる。
【００５３】
工具の材料として、たとえば炭化物、窒化物、ホウ化物または非金属硬質材料などの硬質材料または、たとえば、混合炭化物、窒化炭素、ホウ化炭素化合物または混合セラミックス、窒化セラミックスなどの形態で知られてきたような硬質材料系を使用することが特に好適である。この場合、焼結成形で製造され得る以上の硬質材料も使用されることが可能である。
【００５４】
図１から５による実施例において、成形ヘッド１８、１１８は固体の超合金から成るが、たとえば、成形ヘッドの形状、すなわち芯の多角形形状に合わせたサーメット焼結成形品で、成形溝が焼結前にすでに組み込まれている、他の硬質材料からも成ることができる。これは、たとえば、圧迫工程中の適切な成形により、あるいは、焼結工程前の焼結ブランクの適切な後処理によっても行うことができる。かくして、焼結ブランクは、公称直径に対して小さい公差であらかじめ製造され得る。この場合、たとえば、最終寸法に対して約０．５ｍｍの範囲に公差を十分制限する。元々の成形工程において最終寸法におおよそ合わせて多角形縁間の領域に成形ヘッドの芯部分の多角形形状を実施することも可能でさえあり、焼結工程後に、この領域での最終寸法への研磨処理を省略することさえ可能である。したがって、最終寸法への研磨は成形歯１８の領域においてのみ必要となる。
【００５５】
硬質材料、特に超合金またはサーメットの硬質材料の圧縮強度、曲げ強さ、弾性率が非常に高い値であることによる結果、かかる材料で製造した場合、変形することが特に困難な材料を加工する場合でも、成形精度が非常に良好なレベルで維持されえるよう、成形ヘッドの全長に渡って作用する非常に大きな半径方向力の下であっても、シャンクはほんの少ししか変形されない。
【００５６】
サーメットという材料は、成形ヘッド１８、１１８に特に適していることを示した。この材料は、小さい成形縁半径が達成されるよう、合金鋼への低科学親和性、低熱伝導係数、高い高温硬度および比較的微細な粒子の構造を有する。超合金よりも約７低いサーメットの熱伝導係数は、発生した変形の熱が成形ヘッドに直接流れず、したがって、工具で低い動作温度が得られ、次に、全成形工程にわたってより高い寸法安定性を得ることができるという効果を有する。
【００５７】
ただし、本発明は、成形ヘッドおよび／またはシャンク用の特定の材料や、平均的な当業者が、工具の適用分野に応じて現在広く区切られた硬質材料の範囲から選択する、たとえばサーメット品質などの特定の硬質材料に限定されるものではない。
【００５８】
特に、タイプ「ＨＴＸ」は特に寿命が長く、すなわち成形工程中、特に潤滑なしの成形中に、他の種類のサーメットと比較して体積磨耗が非常に低い。ただし、焼結材料は、たとえば、所望曲げ強さなどの他の基準に従って、または加工される各材料にしたがって、選択されることも可能である。かくして、たとえばいわゆるＫ品質の超合金材料が、鋳鉄およびアルミの加工のために達成可能な耐用期間に関して特に都合がよいことが証明された。
【００５９】
シャンク用の材料は、低い振動傾向を生じるように、１つの変形に従って選択され得る。かくして、たとえば、引っ張り強さが１０００Ｎ／ｍｍ２＜Σ＜１５００Ｎ／ｍｍ２の熱処理可能な鋼鉄４２ＣｒＭｏ４などの従来の熱処理可能な鋼鉄および工具鋼も使用可能である。
【００６０】
以上に説明される工具と方法の変形の逸脱も、本発明の基本概念から離れることなく可能であることは当然である。
【００６１】
かくして、たとえばワークに対する工具の運動学は、たとえばワークがはめ込みループの移動および／または円運動を実行するように、当然逆転され得る。
【００６２】
成形ヘッドの多角形形状は、焼結工程前に必ずしも組み込まれなくてもよい。焼結工程前に、多角形形状の断面形状および／または輪郭突起を備えたヘッドの空の金型を、切削ヘッド内に組み込むことも同じく可能である。
【００６３】
成形ヘッドまたは工具全体は、他の金属、超合金、たとえばＨＳＳ、ＨＳＳＥまたはＨＳＳＥＭＢなどのたとえば高速度鋼、セラミック、サーメット、他の焼結金属材料から好都合に成ることもできる。
【００６４】
内部においてを含む、冷却剤および潤滑油供給を提供することがさらに可能である。
成形されるネジの軸方向の長さが成形ヘッド１８、１１８を超える場合にも本発明は用いられる。この場合、図４の動作運動学が連続して、すなわちネジ成形の軸方向に交互の状態で実行される。
【００６５】
原則的に、成形原理は外ネジの形成にも適用することが可能である。
したがって、本発明は、圧力発生により、切り屑のない様態にてワークの表面、特にワ
ーク穴の内表面からネジピッチが押し進められる、回転駆動式のネジ成形装置により、ネジ山、特に内ネジ山の形成方法を提供する。特に経済的に、ネジ山の領域において向上された結合品質で、異なる公称直径のネジ山を形成することを可能にするため、たがいに一定の距離に配される少なくとも２個の輪郭突起を備える、ネジ切りフライスの様態のシャンク工具で、その成形ヘッドの輪郭突起が、円周上で連続して、円周上で異なる半径方向延長部を備えて構成される、シャンク工具が、ワーク穴の円周上の１点で、最初ワーク内に押し進められ、好適にはネジ圧迫深さまで進められ、ワーク穴の軸に対して設定される偏心度を実質的に維持しつつ、成形ヘッドが、形成されるネジピッチの程度だけ、一定の軸相対送り動作を同時に実行している間、工具穴の軸に対して３６０°（円運動）の相対円運動を実行するよう、ネジが成形される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による方法による内ネジ山を成形する工具の概略側面図。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにそった概略断面図。
【図３】ネジ山輪郭突起を組み込む前のブランクとしての、工具に使用される成形ヘッドの変形の概略透視図。
【図４Ａ】本発明による方法を実行する個々の作業工程がどのように連続して配されるかを示す図。
【図４Ｂ】本発明による方法を実行する個々の作業工程がどのように連続して配されるかを示す図。
【図５】成形工具用の好適なはめ込みループを示す概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【国際調査報告】
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