DE4432317A1 - Cutting angle measurement appts. for rotating cutting tool - Google Patents
Cutting angle measurement appts. for rotating cutting toolInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Schneidengeometrie von rotierend eingesetzten Spanwerkzeugen wie Walz- und Stirnfräsern, bestehend aus einer Aufnahme für ein zu prüfendes Werkzeug, einem Meßschlittenträger, auf dem ein Meßschlitten längsverschieblich geführt ist, an dessen dem Werkzeug zugewandten Ende ein Meßkopf zur Aufnahme eines Meßfühlers vorgesehen ist, wobei der Meß schlitten und die Aufnahme für das zu messende Werkzeug relativ zueinander positionierbar und arretierbar geführt sind.The invention relates to a device for measuring the cutting geometry of Rotary cutting tools such as milling and face milling cutters, consisting of a receptacle for a tool to be tested, a measuring slide holder, on which a Measuring carriage is guided to be longitudinally displaceable, on its side facing the tool End a measuring head for receiving a sensor is provided, the measuring slide and the holder for the tool to be measured relative to each other can be positioned and locked.
Derartige Meßvorrichtungen sind bekannt und werden zur Verschleißmessung und zur Qualitätsprüfung von Spanwerkzeugen insbesondere nach Nachschleifmaßnahmen eingesetzt. Als für die Funktion der Werkzeuge maßgebliche Größen haben sich in der Praxis der Stirnfreiwinkel und der Stirnspanwinkel sowie der Flankenfreiwinkel und (bedingt) der Spiralwinkel erwiesen. Diese Winkel sind bei jeder Nachbearbeitung eines Spanwerkzeugs zu überprüfen und ggf. zu korrigieren; Abweichungen dieser Winkel von den vorgegebenen Werten können Verkürzungen der Standzeit des Werkzeugs und/oder Qualitätseinbußen der bearbeiteten Werkstücken nach sich ziehen. Such measuring devices are known and are used for wear measurement and Quality inspection of cutting tools, especially after regrinding used. The relevant parameters for the function of the tools have been in the Practice the face clearance angle and the face rake angle as well as the flank clearance angle and (conditionally) the spiral angle proved. These angles are one for each post-processing Check cutting tool and correct if necessary; Deviations of these angles from The specified values can shorten the tool life and / or decrease the quality of the machined workpieces.
Aus dem Stand der Technik ist keine Meßvorrichtung zur Komplettvermessung aller Winkel eines Rotationsspanwerkzeugs, insbesondere eines Stirnfräsers bekannt. Üblicherweise wird die Maßhaltigkeit der Frei- und Spanwinkel mittels Haarlineal nach dem Prinzip der Lichtspaltkontrolle überprüft. Da die Genauigkeit dieser Meßmethode in hohem Maß vom Prüfpersonal abhängt, erweist sie sich in der Praxis als problema tisch.No measuring device for complete measurement of all is from the prior art Angle of a rotary cutting tool, in particular a face mill. The dimensional accuracy of the clearance and rake angles is usually checked using a straightedge checked the principle of the light gap control. Because the accuracy of this measurement method depends to a large extent on the test personnel, it turns out to be problematic in practice table.
Es sind gattungsgemäße Kombinationsmeßvorrichtungen für die Messungen eines breiten Spektrums von Kenngrößen an Spanwerkzeugen bekannt, bei denen die Kenngrößen, insbesondere der Spiralwinkel, der Hinterschliff und der Hinterschliffhub sowie die Teilung mittels eines auf einem Zwei-Achsen-Meßschlitten angeordneten Meßtasters gemessen werden.There are generic combination measuring devices for the measurements of a known wide range of parameters on cutting tools, in which the Parameters, in particular the spiral angle, the relief grinding and the relief grinding stroke and the division by means of a arranged on a two-axis measuring slide Probe can be measured.
Bei diesen Meßvorrichtungen wird das zu prüfende Werkzeug in eine um die Werkzeuglängsachse drehbare Aufnahme eingespannt, durch Verschieben der Aufnahme und Einstellen des Meßkopfes mittels des Meßschlittens wird die Meßposition angefahren, in der ein Meßtaster auf der Umfangsschneide aufsetzt. Durch Drehen des Werkzeugs in der Aufnahme und ggf. Nachführen des Meßtasters mittels des Meßschlittens erfolgt dann die indirekte Messung des Spiralwinkels.With these measuring devices, the tool to be tested is placed around the Tool longitudinal axis clamped rotatable holder by moving the Recording and adjusting the measuring head by means of the measuring carriage becomes the measuring position approached, in which a probe touches the circumferential cutting edge. By turning the Tool in the holder and, if necessary, tracking the probe using the The slide is then indirectly measured for the spiral angle.
Zur vollständigen Vermessung aller Winkel der Schneidengeometrie eines Spanwerk zeuges müssen die Meßvorrichtungen allerdings umgerüstet werden, bzw. muß das Werkzeug umgespannt werden, so daß sich deren Einsatz für die Komplettvermessung aller Schneidenwinkel als schwierig handhabbar und deshalb als unwirtschaftlich erweist. Zudem wird durch Umrüstungen bzw. Umspannungen die Anfälligkeit für Meßungenauigkeiten vergrößert.For the complete measurement of all angles of the cutting edge geometry of a chip plant The measuring devices must be converted, or that must be Tool are clamped so that their use for the complete measurement all cutting edge angles are difficult to handle and therefore uneconomical turns out. In addition, retrofitting or transformations increases the susceptibility to Measurement inaccuracies increased.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung für die Schneidengeo metrie rotierend eingesetzter Spanwerkzeuge zu schaffen, die einfach bedient und damit wirtschaftlich eingesetzt werden kann, und bei der Meßungenauigkeiten weitgehend vermieden werden.The object of the present invention is to provide a measuring device for the cutting edge geo to create rotating tools that are easy to use and therefore can be used economically, and largely inaccuracies be avoided.
Die Meßvorrichtung soll insbesondere für die Messung der Schneiden von Stirnfräsern einsetzbar sein. The measuring device is intended in particular for the measurement of the cutting edges of end millers be applicable.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßkopf in die Meßrichtun gen zur Messung der Schneidenwinkel, maßgeblich der Stirnfrei- und Stirnspanwinkel sowie der Flankenfreiwinkel, einstellbar ist.The object is achieved in that the measuring head in the measuring direction to measure the cutting edge angle, mainly the front clearance and front cutting angle and the flank clearance angle is adjustable.
Auf diese Weise ist es möglich, alle Winkel an einem zu messenden Werkzeug in einer Aufspannung zu messen, ohne daß die Meßeinrichtung gewechselt werden muß. Die Handhabung der Meßvorrichtung wird damit erheblich vereinfacht und Meßun genauigkeiten durch Umspannungen oder Umrüstungen sind ausgeschlossen.In this way it is possible to measure all angles on a tool to be measured in one To measure the clamping without having to change the measuring device. The Handling of the measuring device is thus considerably simplified and measurement Accuracies due to lashings or retrofitting are excluded.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Einstellbarkeit des Meßkopfes in alle Meßrichtungen erreicht wird, indem der Meßschlittenträger um eine rechtwinklig zur Werkzeugachse verlaufende Achse so schwenkbar ausgebildet ist, daß der Meßfühler einmal in radialer Richtung auf das Werkzeug wirkt und nach dem Schwenk seine Meßrichtung auf die Stirnebene des Werkzeugs gerichtet ist. Es ist ebenso möglich, alleine den Meßkopf in gleicher Weise schwenkbar auszuführen.A preferred embodiment of the invention provides that the adjustability of the Measuring head is reached in all measuring directions by the measuring carriage holder by one axis perpendicular to the tool axis is pivoted so that the sensor acts once in the radial direction on the tool and after the Panning its measuring direction is directed to the end plane of the tool. It is also possible to design the measuring head alone in the same way to be pivotable.
Die Grundposition des Meßkopfes wird dabei so vorausgesetzt, daß die Messung, wenn mit in Richtung ihrer Längsachse tastenden Meßfühlern gearbeitet wird, die Meßrichtung in der Grundposition vertikal und rechtwinklig zur Werkzeuglängsachse liegt. In der Grundposition kann problemlos der Flankenfreiwinkel bestimmt werden. In der Schwenkposition (90°) verläuft die Meßrichtung parallel zur Werkzeuglängsachse, die Meßebene liegt in der Stirnfläche des Werkzeugs, so daß mit demselben Meßfühler die Flanken- und Stirnfreiwinkel gemessen werden können.The basic position of the measuring head is assumed so that the measurement when working with probes probing in the direction of their longitudinal axis, the measuring direction in the basic position is vertical and at right angles to the tool longitudinal axis. In the The flank clearance angle can easily be determined from the basic position. In the Swivel position (90 °), the measuring direction runs parallel to the longitudinal axis of the tool Measuring plane is in the end face of the tool, so that the same sensor Flank and face clearance angles can be measured.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Winkelmessung indirekt über eine Zweipunktmessung mittels senkrecht wirkender Meßfühler. Durch Einstellen des Meßkopfes wird dabei ein in Richtung seiner Längsachse wirkender Meßfühler an eine erste Meßposition auf der Schneide herangeführt. Der an dieser ersten Meßposition erfaßte Meßwert kann als Meßbezugslinie definiert werden, wenn nicht durch die Geometrie des Meßkopfes eine feste Meßbezugslinie vorgegeben ist. Vom ersten Meßpunkt aus wird der Meßkopf samt Meßfühler entlang der Meßlinie zu einem zweiten Meßpunkt bewegt, wobei der auf die Meßbezugslinie projizierte Abstand beider Meßpunkte gemessen wird. Die Differenz der Meßwerte, d. h. der Abstände der Meßpunkte von der Meßbezugslinie in Relation zum auf die Meßlinie projizierten Abstand der Meßpunkte ist ein Maß für den Winkel zwischen Werkstückoberfläche und der Meßbezugslinie innerhalb des Meßpunktabstandes. Der Winkel errechnet sich aus der TangensbeziehungIn a preferred embodiment of the invention, the angle measurement is carried out indirectly via a two-point measurement using a vertical sensor. By setting the The measuring head becomes a sensor acting in the direction of its longitudinal axis first measuring position on the cutting edge. The one at this first measurement position The measured value recorded can be defined as a reference line, if not by the Geometry of the measuring head a fixed measuring reference line is specified. From the first The measuring head and sensor along the measuring line become a second measuring point Measuring point moves, the distance between the two projected onto the measuring reference line Measuring points is measured. The difference in the measured values, i.e. H. the distances of the Measuring points from the measuring reference line in relation to the projected onto the measuring line The distance between the measuring points is a measure of the angle between the workpiece surface and the measuring reference line within the measuring point distance. The angle is calculated the tangent relationship
wenn darin "x₁" und "x₂" die an den Meßpunkten 1 und 2 gemessenen Werte, d. h. die Abstände von der Meßbezugslinie und "I" der auf die Meßbezugslinie projizierte Abstand der Meßpunkte längs der Meßlinie ist.if therein "x₁" and "x₂" the values measured at measuring points 1 and 2, d. H. the Distances from the measurement reference line and "I" the distance projected onto the measurement reference line the measuring point is along the measuring line.
Eine derartige Messung ist prinzipiell bei einer stufenlosen Einstellung des Meßkopfes über z. B. Mikrometerschrauben möglich, wobei in diesem Fall an der Mikrometer schraube der Abstand "I" abzulesen bzw. mittels z. B. elektrischer Aufnehmer in einem Rechner gespeichert werden muß.Such a measurement is in principle with a stepless adjustment of the measuring head about z. B. micrometer screws possible, in this case on the micrometer screw to read the distance "I" or by means of z. B. electrical transducer in one Calculator must be saved.
Die Messung wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so ausgeführt, daß am Meßkopf eine Meßpunkteinstellung vorgesehen ist, mittels der der Abstand zweier Meßpunkte konstant vorgegeben ist und mit der der Meßkopf in äquidistanten Schritten längs der Meßlinie bewegt wird.In a preferred embodiment of the invention, the measurement is carried out in such a way that that a measuring point setting is provided on the measuring head, by means of which the distance two measuring points is constant and with which the measuring head is equidistant Steps along the measuring line.
Auf einfache Weise wird ein gleichbleibender Abstand zweier Meßpunkte erreicht, indem in ein im Meßschlitten vorgesehenes Langloch ein Exzenter eingreift, der drehbar auf einem am Meßschlittenträger angeordneten Exzenterbolzen gelagert ist. Durch Drehung des Exzenters wird in dieser Anordnung der Meßschlitten relativ zum und auf dem Meß schlittenträger bewegt, wobei die Bewegungsrichtung durch eine vorgesehene Seitenführung des Meßschlittens im Meßschlittenträger ausschließlich linear verläuft. Am Meßschlittenträger angeordnete und auf den Meßschlitten wirkende Anschläge begrenzen den Verschiebeweg des Meßschlittens so, daß auf diese Weise der Meßkopf bei allen Messungen den exakt gleichen Abstand zweier Meßpunkte einhält. Für die Messung berücksichtigt werden jeweils nur die von den Meßfühlern an den Anschlägen gemessenen Werte. In a simple manner, a constant distance between two measuring points is achieved by an eccentric engages in an elongated hole provided in the measuring slide and rotates on an eccentric bolt arranged on the measuring slide carrier is mounted. By rotation the eccentric is in this arrangement the measuring slide relative to and on the measuring carriage moved, the direction of movement provided by a Lateral guidance of the measuring slide in the measuring slide carrier is only linear. At the Measuring slide carrier arranged and acting on the measuring slide stops limit the displacement of the measuring slide in such a way that the measuring head maintains the exact same distance between two measuring points for all measurements. For the Only measurements from the sensors at the stops are taken into account measured values.
Diese Ausführung erlaubt beim Einsatz von Meßuhren die unmittelbare Verwendung einer Winkelskala, deren Teilung sich aus dem durch die Anschläge vorgegebenen Abständen bestimmt. Beim Einsatz induktiver oder elektromagnetischer Meßfühler können die Anschläge mit Kontaktgebern versehen sein, so daß Meßwerte aus schließlich an den Endpunkten aufgenommen und ggf. an einen Rechner übermittelt werden.This design allows direct use when using dial gauges an angular scale, the division of which is determined by the stops Distances determined. When using inductive or electromagnetic sensors the stops can be provided with contactors, so that measured values finally recorded at the end points and possibly transmitted to a computer will.
Vorzugsweise wird der auf die Meßbezugslinie projizierte Abstand der Meßpunkte auf 0,3-0,5 mm festgelegt, wobei feinere und/oder gröbere Teilungen möglich sind.The distance of the measuring points projected onto the measuring reference line is preferably increased to 0.3-0.5 mm, whereby finer and / or coarser pitches are possible.
Eine als besonders vorteilhaft angesehene Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein zusätzlicher Meßfühler vorgesehen ist, dessen Meßrichtung rechtwinklig sowohl zur Längsachse des zu messenden Werkzeugs als auch zur Meßrichtung des ersten Meßfühlers angeordnet ist. In der Schwenkposition kann dieser Meßfühler zur Messung des Stirnspanwinkels eingesetzt werden. Um mit diesem Meßfühler die Messung des Stirnspanwinkels nach dem Prinzip der Zweipunktmessung durchzuführen, können die Meßpunkte mittels des Feintriebs der Säulenführung angefahren werden.A particularly advantageous embodiment of the invention consists in that an additional sensor is provided, the direction of measurement at right angles both to the longitudinal axis of the tool to be measured and to the measuring direction of the first Sensor is arranged. In the swivel position, this sensor can be used for measurement of the face rake are used. To use this sensor to measure the The face rake angle according to the principle of two-point measurement, can Measuring points can be approached using the fine adjustment of the column guide.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine in Richtung der Längsachse des Werkzeugs wirkende Einstelleinrichtung vorgesehen ist, so daß über diese Einstelleinrichtung das Prinzip der Zweipunktmessung auch für die Messung des Spiralwinkels angewendet werden kann, wobei zu dieser Messung der erste Meßfühler in der Grundposition des Meßkopfes eingesetzt wird.Another advantageous embodiment of the invention provides that one in the direction of Longitudinal axis of the tool acting adjusting device is provided so that over this setting device the principle of two-point measurement also for the measurement of Spiral angle can be used, the first sensor for this measurement is used in the basic position of the measuring head.
Die Einstelleinrichtung kann dabei sowohl als Mikrometerschraube als auch als eine Exzentereinstellung des Meßpunktabstandes in der oben dargestellten Art ausgeführt sein. The setting device can be used both as a micrometer screw and as one Eccentric adjustment of the measuring point distance is carried out in the manner shown above his.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1-7 erläutert. Es zeigenThe invention is explained below with reference to FIGS. 1-7. Show it
Fig. 1 eine Prinzipskizze der Meßvorrichtung, Fig. 1 is a schematic diagram of the measuring device,
Fig. 2 Prinzipskizze zur Messung des Flankenfreiwinkels, Fig. 2 shows a schematic sketch for measurement of the flank clearance angle,
Fig. 3 Prinzipskizze zur Messung des Stirnspanwinkels, Fig. 3 shows a schematic sketch for measurement of the front rake angle,
Fig. 4 Prinzipskizze zur Messung des Stirnfreiwinkels, Fig. 4 shows a schematic sketch for measurement of the end clearance angle,
Fig. 5 Prinzipskizze zur Messung des Spiralwinkels, Fig. 5 a schematic sketch for measurement of the spiral angle,
Fig. 6 einen Teilschnitt durch den Meßkopf einer erfindungsgemäßen Ausführung und Fig. 6 is a partial section through the measuring head of an embodiment according to the invention and
Fig. 7 einen Teilschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6. Fig. 7 shows a partial section along the line VII-VII in Fig. 6.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung. Fig. 1 shows a schematic diagram of a measuring device according to the invention.
Auf dem Maschinenbett 1 aus z. B. Granit ist die Linearführungsschiene 2 für die Linearführung 3 der Aufnahme 4 für das zu messende Werkzeug 5 festgelegt. Bei der Aufnahme 4 handelt es sich um einen Spannkonus nach ISO 50. Die Linearführung 3 ist im konkreten Anwendungsfall drehfest ausgebildet; auf ihr kann die Aufnahme 4 von Hand in der Meßposition vorpositioniert werden, ein überlagerter handbetriebener Feintrieb (nicht dargestellt) dient der genauen Positionierung der Aufnahme 4. Die Aufnahme 4 ist darüberhinaus mit einer Dreheinrichtung (nicht dargestellt) versehen, so daß das zu prüfende Werkzeug 5 um seine Längsachse gedreht und verschiedene Meßpunkte am Umfang eingestellt werden können.On the machine bed 1 from z. B. granite, the linear guide rail 2 for the linear guide 3 of the receptacle 4 for the tool 5 to be measured is fixed. The receptacle 4 is a clamping cone according to ISO 50. The linear guide 3 is designed to be non-rotatable in the specific application; the holder 4 can be pre-positioned on it manually in the measuring position, a superimposed, manually operated fine drive (not shown) serves for the exact positioning of the holder 4 . The receptacle 4 is also provided with a rotating device (not shown) so that the tool 5 to be tested can be rotated about its longitudinal axis and various measuring points can be set on the circumference.
Zur Vereinfachung der Richtungsbezeichnung ist die Bewegungsrichtung der Aufnahme 4 mit "z" bezeichnet.To simplify the direction designation, the direction of movement of the receptacle 4 is designated by "z".
Rechtwinklig und im Abstand zur Bewegungsachse der Aufnahme 4 ist im Maschinen bett 1 die Längsführungssäule 6 für den Meßschlittenträger 7 angeordnet. In der Praxis ist die Längsführung des Meßschlittenträgers 7 als Säulenführung mit vorgespannter handbetriebener Spindelverstellung (nicht dargestellt) ausgeführt. Die Bewegungsrich tung des Meßschlittenträgers 7 wird mit "x" bezeichnet. At right angles and at a distance from the axis of movement of the receptacle 4 , the longitudinal guide column 6 for the measuring slide carrier 7 is arranged in the machine bed 1 . In practice, the longitudinal guide of the measuring slide carrier 7 is designed as a column guide with a preloaded, manually operated spindle adjustment (not shown). The direction of movement of the measuring slide carrier 7 is denoted by "x".
Der Meßschlittenträger 7 ist samt Meßschlitten 8 um die als "QS" bezeichnete Achse schwenkbar gelagert. Das dem Werkzeug 5 zugewandte Ende des Meßschlittens 8 ist als Meßkopf 9 ausgebildet und dient zur Aufnahme des Meßfühlers 10. Der Meßfühler 10 wirkt in der Grundposition in x-Richtung (Tx) rechtwinklig zur Längsachse des Werkzeugs 5.The measuring carriage support 7 is mounted together with the measuring carriage 8 so as to be pivotable about the axis designated as "Q S ". The end of the measuring slide 8 facing the tool 5 is designed as a measuring head 9 and is used to hold the sensor 10 . The sensor 10 acts in the basic position in the x direction (T x ) at right angles to the longitudinal axis of the tool 5 .
Der Meßschlitten 8 ist längs der mit Q bezeichneten Achse einstellbar auf dem Meßschlittenträger 7 geführt; den Verschiebeweg des Meßschlittens 8 und damit des Meßkopfs 9 begrenzen Anschläge 11, 12. Der Verschiebeweg zwischen den Anschlägen 11, 12 beträgt 0,4 mm und wird durch die in Fig. 6 erläuterte Exzenter einstellung erreicht.The measuring slide 8 is guided along the axis labeled Q on the measuring slide support 7 ; stops 11 , 12 limit the displacement of measuring slide 8 and thus measuring head 9 . The displacement between the stops 11 , 12 is 0.4 mm and is achieved by the eccentric setting explained in FIG. 6.
Für die Messung des Spiralwinkels ist eine Einstelleinrichtung 13 zur Längsver schiebung in z-Richtung vorgesehen, die entweder als Mikrometerschraube oder ebenfalls als Exzenterverstellung ähnlich Fig. 6 ausgeführt sein kann. Die Einstell einrichtung 13 kann sowohl am Meßkopf 9 direkt als auch zwischen Meßschlittenträger 7 und der Säulenführung angeordnet sein. Mit der Einstelleinrichtung 13 wird der Meßkopf 9 um den Meßpunktabstand in z-Richtung bewegt, so daß für die Messung des Spiralwinkels eine Verschiebung der Aufnahme 4 nicht notwendig ist.For the measurement of the spiral angle, an adjustment device 13 for longitudinal displacement in the z direction is provided, which can either be designed as a micrometer screw or also as an eccentric adjustment similar to FIG. 6. The adjusting device 13 can be arranged both on the measuring head 9 directly and between the measuring slide support 7 and the column guide. With the setting device 13 , the measuring head 9 is moved by the measuring point distance in the z direction, so that a displacement of the receptacle 4 is not necessary for the measurement of the spiral angle.
Der Meßfühler 10 wird in der Grundposition des Meßkopfs 9 (dargestellte Position mit Meßrichtung des Meßfühlers 10 in vertikaler Richtung) zur Messung des Flanken freiwinkels und nach Schwenken des Meßschlittenträgers 7 um 90° um die QS-Achse zur Messung des Stirnfreiwinkels eingesetzt.The sensor 10 is used in the basic position of the measuring head 9 (position shown with measuring direction of the sensor 10 in the vertical direction) for measuring the flank clearance angle and after pivoting the measuring slide carrier 7 by 90 ° about the Q S axis for measuring the forehead clearance angle.
Zusätzlich zum Meßfühler 10 (Tx) kann der zweite Meßfühler 14 vorgesehen sein, dessen Meßrichtung in der Schwenkposition rechtwinklig zum ersten Meßfühler 10 und rechtwinklig zur Werkzeuglängsachse in Richtung auf die dem Span zugewandte Seite der zu vermessenden Schneide 15 verläuft (Richtung Q). Dieser Meßfühler 14 dient der Messung des Stirnspanwinkels, wobei der Meßpunktabstand zur Durchführung der Zweipunktmessung mittels des Feintriebs des Meßschlittenträgers 7 in x-Richtung eingestellt wird. Die Positionsmessung des Meßschlittenträgers 7 erfolgt dabei vorteilhaf terweise über einen Glasmaßstab. In addition to the sensor 10 (Tx), the second sensor 14 can be provided, the measuring direction of which, in the pivoted position, runs at right angles to the first sensor 10 and at right angles to the longitudinal axis of the tool in the direction of the side of the cutting edge 15 to be measured facing the chip (direction Q). This sensor 14 is used to measure the face rake angle, the measuring point distance for carrying out the two-point measurement being set in the x-direction by means of the fine drive of the measuring slide carrier 7 . The position measurement of the measuring slide carrier 7 takes place advantageously on a glass scale.
Zur Durchführung der Messung der Schneidengeometrie eines Rotationsspanwerkzeugs mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung wird das Werkzeug 5 in die Aufnahme 4 eingespannt. Mittels der Linearführungen von Aufnahme 4 und Meßschlittenträger 7 sowie der nicht dargestellten Feintriebe wird die Meßposition am Werkzeug 5 angefahren. Die Messung des Flanken- und Stirnfreiwinkels sowie des Stirnspanwinkels und des Spiralwinkels erfolgt dann nach den in Fig. 2 - Fig. 5 dargestellten Meß prinzipien.To carry out the measurement of the cutting edge geometry of a rotary chipping tool with the measuring device according to the invention, the tool 5 is clamped in the receptacle 4 . The measuring position on the tool 5 is approached by means of the linear guides of the receptacle 4 and the measuring slide carrier 7 and the fine drives, not shown. The measurement of the edge and end relief angle and the rake angle end and the spiral angle is then carried out according to in Fig 2 - Measurement 5 shown principles Fig...
In Fig. 2 ist eine Schneide 15 an der Flanke eines Stirnfräsers dargestellt. Der Flankenfreiwinkel ist definiert als der Winkel zwischen der Tangente an den durch den Radius der Schneidenspitze definierten Umfangskreis am Punkt der Schneidenspitze und der Außenmantelfläche der Schneide 15 im Bereich der Schneidenspitze.In FIG. 2, a cutting edge 15 is shown at the edge of an end mill. The flank clearance angle is defined as the angle between the tangent to the circumferential circle defined by the radius of the cutting tip at the point of the cutting tip and the outer circumferential surface of the cutting edge 15 in the area of the cutting tip.
In der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung wird der Flankenfreiwinkel αF mittels des Meßfühlers 10 in der Grundposition des Meßkopfs 9 (Meßrichtung in Richtung der x- Achse) ermittelt. Nach der Positionierung des Meßfühlers 10 an der ersten Meßposition (x₁) mittels Einstellung der Aufnahme 4 und des Meßschlittenträges 7 in ihren Längs führungen wird der erste Meßwert x₁ aufgenommen. Anschließend wird der Meßschlitten 8 im Meßschlittenträger 7 mittels der in Fig. 6 dargestellten Meßpunkteinstellung versetzt und der zweite Meßwert x₂ aufgenommen. Die Differenz der aufgenommenen Meßwerte im Verhältnis zum Abstand I der Meßpunkte ergibt über die Tangens beziehung den gesuchten Flankenfreiwinkel.In the measuring device according to the invention, the flank clearance angle α F is determined by means of the sensor 10 in the basic position of the measuring head 9 (measuring direction in the direction of the x-axis). After positioning the sensor 10 at the first measuring position (x 1) by adjusting the receptacle 4 and the measuring slide support 7 in their longitudinal guides, the first measured value x 1 is recorded. Then the measuring slide 8 is displaced in the measuring slide carrier 7 by means of the measuring point setting shown in FIG. 6 and the second measured value x 2 is recorded. The difference of the recorded measured values in relation to the distance I of the measuring points results in the tangent relationship the desired flank clearance angle.
Zur Messung des Stirn-Spanwinkels nach Fig. 3 wird der Meßkopf 9 in die Schwenkpo sition gebracht. Der Meßfühler 10 wirkt dann in Richtung der z-Achse und kann prinzi piell wie bereits zu Fig. 2 beschrieben eingesetzt werden.To measure the end-rake angle of FIG. 3, the measuring head is brought sition in the Schwenkpo. 9 The sensor 10 then acts in the direction of the z-axis and can in principle be used as already described for FIG. 2.
Der Stirnfreiwinkel wird nach dem in Fig. 4 dargestellten Meßprinzip mit dem Meßfühler 14 gemessen. Dieser Meßfühler 14 kann, da er in der Praxis selten benutzt wird, im Normalfall aus dem Meßbereich herausgeschwenkt werden. Die Wirkrichtung des Meßfühlers 14 ist in der Schwenkposition des Meßkopfes 9 die Richtung TQ, der Meßpunktabstand wird mittels des Feintriebs durch Verschieben des Meßkopfes 9 an der Säulenführung eingestellt. Die Berechnung des Winkels erfolgt nach dem zu Fig. 2 erläuterten Prinzip. The front clearance angle is measured with the sensor 14 according to the measuring principle shown in FIG. 4. Since it is rarely used in practice, this sensor 14 can normally be pivoted out of the measuring range. The direction of action of the sensor 14 is in the pivoting position of the measuring head 9 the direction T Q , the measuring point distance is adjusted by means of the fine drive by moving the measuring head 9 on the column guide. The angle is calculated according to the principle explained for FIG. 2.
Zur Messung des Spiralwinkels wird der Meßfühler 10 in der Grundposition des Meßkopfes 9 eingesetzt. Die Einstellung des Meßpunktabstandes erfolgt über eine Mikrometerschraube in z-Richtung oder über eine zweite am Meßschlittenträger 7 angeordnete und in z-Richtung wirkende Exzentereinstellung ähnlich Fig. 6. Die Meßpunkteinstellung kann auch über eine Einstellung der Aufnahme 4 längs der z- Achse über den dort vorhandenen Feintrieb erfolgen. Die Winkelberechnung erfolgt nach dem zu Fig. 2 erläuterten Prinzip.To measure the spiral angle, the sensor 10 is used in the basic position of the measuring head 9 . The measuring point distance is set using a micrometer screw in the z direction or via a second eccentric setting arranged on the measuring slide support 7 and acting in the z direction, similar to FIG. 6. The measuring point setting can also be set by setting the receptacle 4 along the z axis via the there existing fine shoot take place. The angle calculation is based on the principle explained for FIG. 2.
Bei allen Messungen kann die Auswertung und Umrechnung in Winkel bei konstantem Meßpunkteabstand unmittelbar in Skalenwerte z. B. einer Meßuhr angegeben sein. Die Meßwertfühler können aber auch mit Signalgebern ausgerüstet oder als elektronische Wegsensoren ausgebildet sein, deren Signal in einem angebauten Rechner zum Winkel errechnet und angezeigt wird.For all measurements, the evaluation and conversion into angles at constant Measuring point distance directly in scale values z. B. a dial gauge. The Measured value sensors can also be equipped with signal transmitters or as electronic ones Displacement sensors should be designed, the signal of which in an attached computer to the angle is calculated and displayed.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Teilschnitte durch eine Einrichtung zur Meßpunkteinstellung in Q-Richtung. Der Meßschlittenträger 7 ist um die Schwenkachse (QS) drehbar gelagert und in der Meßposition durch Anziehen des Bolzens 23 arretiert. Die Anschläge für die Endpositionen der Schwenkbewegung sind nicht dargestellt. Auf dem Meßschlittenträger 7 ist der Meßschlitten 8 längsverschieblich geführt. An dem dem zu messenden Werkzeug 5 zugewandten Ende des Meßschlittens 8 ist der Meßfühler 10, hier eine "senkrecht" wirkende Meßuhr, angeordnet, deren Meßfuß 16 durch ein im Meßschlitten träger 7 angeordnetes Langloch 17 auf die zu messende Schneide 15 hindurchreicht. FIGS. 6 and 7 show partial sections through a device for Meßpunkteinstellung in Q direction. The measuring slide support 7 is rotatably mounted about the pivot axis (Q S ) and locked in the measuring position by tightening the bolt 23 . The stops for the end positions of the swivel movement are not shown. The measuring carriage 8 is guided in a longitudinally displaceable manner on the measuring carriage carrier 7 . Where the facing to be measured tool 5 the end of the measuring carriage 8, the measuring sensor 10, here a "vertical" acting dial gauge, arranged, the measuring foot therethrough reaches 16 to be measured blade 15 by a carrier in the measuring carriage 7 disposed elongated hole 17 onto the.
Im Meßschlittenträger 7 ist der Exzenterbolzen 18 festgelegt, auf dem der "konische" Exzenter 19 drehbar gelagert ist. Der Exzenter 19 greift in ein "konisches" Langloch 20 des Meßschlittens 7 ein und kann mit dem Bedienelement 21 gedreht werden. Eine Drehung des Exzenters 19 verschiebt den Meßschlitten 8 in Q-Richtung, der Meßkopf 9 samt Meßfühler 10 wird damit um die Meßlänge I vom Meßpunkt "a" zum Meßpunkt "b" bewegt. Der Verschiebeweg des Meßschlittens 7 ist durch die Anschläge 11, 12 be grenzt und damit für alle Messungen gleich. Die Meßlänge I beträgt vorzugsweise 0,4 mm. The eccentric pin 18 on which the “conical” eccentric 19 is rotatably mounted is fixed in the measuring slide carrier 7 . The eccentric 19 engages in a "conical" slot 20 of the measuring slide 7 and can be rotated with the control element 21 . A rotation of the eccentric 19 moves the measuring slide 8 in the Q direction, the measuring head 9 together with the measuring sensor 10 is thus moved by the measuring length I from the measuring point "a" to the measuring point "b". The displacement of the measuring carriage 7 is limited by the stops 11 , 12 and thus be the same for all measurements. The measuring length I is preferably 0.4 mm.
Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt der Darstellung nach Fig. 6 entlang der dort gezeigten Linie VII-VII. In dieser Darstellung ist zu erkennen, daß der Meßkopf 9 in einer Längsnut 22 des Meßschlittenträgers 7 geführt und seitlich festgelegt ist. FIG. 7 shows a partial section of the illustration according to FIG. 6 along the line VII-VII shown there. In this representation it can be seen that the measuring head 9 is guided in a longitudinal groove 22 of the measuring slide carrier 7 and is fixed laterally.
Die dargestellten Skizzen stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Über dieses Ausführungsbeispiel hinaus sind weitere nicht näher erläuterte erfindungsgemäße Konkretisierungen der Meßvorrichtungen denkbar. Insbesondere ist es als erfindungs gemäße Ausführung anzusehen, wenn aufgrund praktischer Gegebenheiten Messungen des Span- und Spiralwinkels nicht notwendig sind und aus diesem Grund sowohl der zweite Meßfühler 14 als auch die Einstelleinrichtung 14 in z-Richtung wegfallen.The sketches shown represent an exemplary embodiment of the invention. In addition to this exemplary embodiment, further concretizations of the measuring devices according to the invention which are not explained in more detail are conceivable. In particular, it is to be regarded as fiction, contemporary execution if the rake and helix angle are not necessary due to practical circumstances measurements and for this reason both the second sensor 14 and the adjuster 14 in the z-direction no longer apply.
BezugszeichenlisteReference list
Maschinenbett 1
Linearführungsschiene 2
Linearführung 3
Aufnahme 4
Werkzeug 5
Längsführungssäule 6
Meßschlittenträger 7
Meßschlitten 8
Meßkopf 9
Meßfühler 10
Anschläge 11, 12
Einstelleinrichtung 13
zweiter Meßfühler 14
Schneide 15
Meßfuß 16
Langloch 17
Exzenterbolzen 18
Exzenter 19
Langloch 20
Bedienelement 21
Längsnut 22
Bolzen 23 Machine bed 1
Linear guide rail 2
Linear guide 3
Recording 4
Tool 5
Longitudinal guide column 6
Carriage 7
Measuring slide 8
Measuring head 9
Sensor 10
Stops 11 , 12
Adjustment device 13
second sensor 14
Cutting edge 15
Measuring foot 16
Slot 17
Eccentric bolt 18
Eccentric 19
Slot 20
Control element 21
Longitudinal groove 22
Bolt 23
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