DE4432317B4 - Measuring device for cutting tools - Google Patents

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    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Abstract

Vorrichtung zum Messen der Schneidenwinkel an Rotationsspanwerkzeugen, bestehend aus einer Aufnahme (4) für das zu messende Werkzeug (5), einem Meßschlittenträger (7), auf dem ein Meßschlitten (8) längsverschieblich geführt ist, an dessen dem Werkzeug (5) zugewandten Ende ein Meßkopf (9) mit einem Meßfühler (10) angeordnet ist, wobei der Meßkopf (9) und die Aufnahme (4) für das Werkzeug (5) relativ zueinander positionier- und arretierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (9) für die Messung der Schneidenwinkel eines rotierend eingesetzten Spanwerkzeugs, maßgeblich zur Messung des Stirnfrei- und Flankenfreiwinkels, in verschiedene Meßrichtungen einstellbar ist.Device for measuring the cutting angle on rotary cutting tools, consisting of a receptacle (4) for the tool to be measured (5), a measuring slide carrier (7) on which a measuring slide (8) is guided in a longitudinally displaceable manner, at the end facing the tool (5) a measuring head (9) with a measuring sensor (10) is arranged, the measuring head (9) and the receptacle (4) for the tool (5) being able to be positioned and locked relative to one another, characterized in that the measuring head (9) for the measurement of the cutting edge angle of a rotating cutting tool, which is decisive for measuring the front and flank free angle, can be adjusted in different measuring directions.

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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 Meßschlitten 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 edge geometry of rotating cutting tools like milling and face milling cutters, consisting of a recording for one to be checked Tool, a measuring slide holder, on the a measuring slide longitudinal displacement guided is at the end facing the tool a measuring head for Inclusion of a sensor provided is, the measuring slide and recording for that Tool to be measured can be positioned and locked relative to each other guided are.

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 for quality control of Cutting tools used especially after regrinding. As for the function the tools authoritative Sizes have changed in practice the forehead clearance angle and the fore chip angle as well the flank clearance angle and (conditionally) the spiral angle have been proven. This Angles must be checked and reworked every time a cutting tool is reworked correct if necessary; Deviations of these angles from the given ones Values can shorten the service life of the tool and / or loss of quality of the machined workpieces pull yourself.

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 problematisch.None is from the prior art measuring device for complete measurement of all angles of a rotary cutting tool, especially a face mill known. Usually is the dimensional accuracy the clearance and rake angle using a hair ruler based on the principle of Light gap control checked. Since the Accuracy of this measurement method to a large extent from testing personnel depends it turns out to be problematic in practice.

Eine Vorrichtung zum Messen des Spanwinkels eines in einer Schleifmaschine eingespannten Walzenfräsers ist aus der Patentanmeldung DE 41 08 300 A1 bekannt. Ein in einem Spindelkopf einer Werkzeugmaschine eingespanntes Werkzeug wird unverrückbar gehalten. Ein Meßkopf wird. über Säulen geführt und ist parallel zu sich selbst auf- und abbeweglich feststellbar gelagert.A device for measuring the rake angle of a milling cutter clamped in a grinding machine is known from the patent application DE 41 08 300 A1 known. A tool clamped in a spindle head of a machine tool is held immovably. A measuring head will. guided over columns and is mounted parallel to itself up and down lockable.

Es sind gattungsgemäße Kombinationsmeßvorrichtungen für die Messung 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 Measurement of a wide range of parameters on cutting tools known, where the parameters, in particular the spiral angle, the relief grinding and the relief grinding stroke as well the division by means of a on a two-axis measuring slide arranged probe 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 Meßschlütens 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 in one around the tool longitudinal axis rotatable holder clamped by moving the holder and Setting the measuring head by means of the measuring chute approached the measuring position, in the a probe touches down on the circumferential edge. By turning the tool in the Recording and possibly tracking the probe by means of of the measuring slide the spiral angle is then measured indirectly.

In der Patentschrift CH 566 540 wird ein Gerät zum Messen von Spanwinkeln und Freiwinkeln bei spanabhebenden Werkzeugen vorgestellt, das aber keine Aufnahme für das zu messende Werkzeug aufweist.In the patent CH 566 540 a device for measuring rake angles and clearance angles for cutting tools is presented, but has no holder for the tool to be measured.

Zur vollständigen Vermessung aller Winkel der Schneidengeometrie eines Spanwerkzeuges 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 complete measurement of all angles of the Cutting geometry of a cutting tool, however, the measuring devices must be converted, or must that Tool are clamped so that their use for the complete measurement all cutting edge angles are difficult to handle and therefore uneconomical proves. In addition, by retrofitting or lashings the vulnerability for measurement inaccuracies increased.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung für die Schneidengeometrie rotierend eingesetzter Spanwerkzeuge zu schaffen, die einfach bedient und damit wirtschaftlich eingesetzt werden kann, und bei der Meßungenauigkeiten weitgehend vermieden werden.Object of the present invention is a measuring device for the To create cutting edge geometry of rotating cutting tools, that is easy to use and therefore economical to use and the measurement inaccuracies largely avoided.

Die Meßvorrichtung soll insbesondere für die Messung der Schneiden von Stirnfräsern einsetzbar sein.The measuring device should in particular for the measurement the cutting of end mills be applicable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßkopf in die Meßrichtungen 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 directions for measuring the cutting edge angle, mainly the forehead free and Face rake 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 Meßungenauigkeiten durch Umspannungen oder Umrüstungen sind ausgeschlossen.This way it is possible for everyone Measuring angles on a tool to be measured in one setup, without the measuring device must be changed. The handling of the measuring device is considerably simplified and measurement inaccuracies due to loop lashings or conversions 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.A preferred embodiment the invention provides that the Adjustability of the measuring head in all measuring directions is achieved by the measuring slide holder by one The axis running at right angles to the tool axis is designed to be pivotable is that the Sensor once acts on the tool in the radial direction and after swiveling its direction of measurement is directed to the end plane of the tool.

Es ist ebenso möglich, alleine den Meßkopf in gleicher Weise schwenkbar auszuführen.It is also possible to put the measuring head in alone perform pivoting in the same way.

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 its longitudinal axis, the measuring direction in the basic position is vertical and perpendicular to the longitudinal axis of the tool. In the basic position, the flan can easily kenfreiwinkel be determined. In the swivel position (90 °), the measuring direction runs parallel to the longitudinal axis of the tool, the measuring plane lies in the end face of the tool, so that the flank and front free angles can be measured with the same sensor.

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 Meßpunke ist ein Maß für den Winkel zwischen Werkstückoberfläche und der Meßbezugslinie innerhalb des Meßpunktabstandes. Der Winkel errechnet sich aus der Tangensbeziehung

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wenn darin "x1" und "x2" die an den Meßpunkten 1 und 2 gemessenen Werte, d. h. die Abstände von der Meßbezugslinie und "1" der auf die Meßbezugslinie projizierte Abstand der Meßpunkte längs der Meßlinie ist.In a preferred embodiment of the invention, the angle measurement is carried out indirectly via a two-point measurement by means of a "vertical" sensor. By adjusting the measuring head, a sensor acting in the direction of its longitudinal axis is brought to a first measuring position on the cutting edge. The measured value recorded at this first measuring position can be defined as a measuring reference line, unless a fixed measuring reference line is specified by the geometry of the measuring head. From the first measuring point, the measuring head including the sensor is moved along the measuring line to a second measuring point, the distance between the two measuring points projected onto the measuring reference line being measured. The difference between the measured values, ie the distances of the measuring points from the measuring reference line in relation to the distance of the measuring points projected onto the measuring line, is a measure of the angle between the workpiece surface and the measuring reference line within the measuring point distance. The angle is calculated from the tangent relationship
Figure 00050001
if it contains "x 1 " and "x 2 " at the measuring points 1 and 2 measured values, ie the distances from the measuring reference line and "1" is the distance of the measuring points along the measuring line projected onto the measuring reference line.

Eine derartige Messung ist prinzipiell bei einer stufenlosen Einstellung des Meßkopfes über z. B. Mikrometerschrauben möglich, wobei in diesem Fall an der Mikrometerschraube der Abstand "1" abzulesen bzw. mittels z. B. elektrischer Aufnehmer in einem Rechner gespeichert werden muß.Such a measurement is in principle with a continuous adjustment of the measuring head via z. B. micrometer screws possible, in which case the distance "1" can be read on the micrometer screw or by means of e.g. B. electrical Transducer must be saved in a computer.

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.The measurement is preferred embodiment of the invention carried out that on the measuring head Meßpunkteinstellung is provided by means of which the distance between two measuring points is constant and with which the measuring head in equidistant steps along the measuring line is moved.

Auf einfache Weise wird ein gleichbleibender Abstand zweier Meßpunkte erreicht, indem in ein im Meßschlitten vorgesehenes Langloch ein Exzenter eingereift, 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 Meßschlittenträger 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 way, a constant distance two measuring points achieved by in a in the measuring slide provided elongated hole an eccentric that rotates on a arranged on the measuring slide carrier Eccentric bolt is mounted. By turning the eccentric this arrangement of the measuring slide moved relative to and on the measuring slide carrier, the direction of movement by a provided side guide of the Measuring slide in Measuring slide carrier only linear runs. At the Measuring slide carrier arranged and on the measuring slide acting stops limit the displacement of the measuring slide so that in this way the measuring head the exact same distance between two measuring points for all measurements comply. For the measurement considered only the values measured by the sensors on the stops.

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 ausschließlich an den Endpunkten aufgenommen und ggf. an einen Rechner übermittelt werden.This version allows for use of dial gauges the direct use of an angle scale, the division of which from the through the stops predetermined intervals certainly. When using inductive or electromagnetic sensors, the attacks be provided with contactors, so that measured values only on the endpoints and, if necessary, transmitted to a computer become.

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.It is preferred to refer to the measurement reference line projected distance of the measuring points to 0.3 - 0.5 mm fixed, whereby finer and / or coarser divisions 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 configuration considered to be particularly advantageous the invention is that an additional Sensor provided is whose direction of measurement perpendicular to both the longitudinal axis the tool to be measured as well as the measuring direction of the first sensor is. In the swivel position, this sensor can be used to measure the face rake angle be used. To measure the face rake angle with this sensor To carry out according to the principle of two-point measurement, the measuring points by means of the fine drive approached the column guide become.

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 the invention provides that a in the direction of the longitudinal axis of the tool acting setting device is provided so that about this Setting device the principle of two-point measurement also for measurement of the spiral angle can be applied to this measurement the first sensor in the basic position of the measuring head is used.

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 both as a micrometer screw and as an eccentric adjustment of the measuring point distance be carried out in the manner shown above.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der 1 – 7 erläutert. Es zeigen:The invention is based on the following 1 - 7 explained. Show it:

1 eine Prinzipskizze der Meßvorrichtung, 1 a schematic diagram of the measuring device,

2 Prinzipskizze zur Messung des Flankenfreiwinkels, 2 Principle sketch for measuring the flank clearance angle,

3 Prinzipskizze zur Messung des Stirnspanwinkels, 3 Principle sketch for measuring the face rake angle,

4 Prinzipskizze zur Messung des Stirnfreiwinkels, 4 Principle sketch for measuring the forehead clearance angle,

5 Prinzipskizze zur Messung des Spiralwinkels, 5 Principle sketch for measuring the spiral angle,

6 einen Teilschnitt durch den Meßkopf einer erfindungsgemäßen Ausführung und 6 a partial section through the measuring head of an embodiment of the invention and

7 einen Teilschnitt entlang der Linie VII-VII in 6 7 a partial section along the line VII-VII in 6

1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung. 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 is the linear guide rail 2 for the linear guide 3 the recording 4 for the tool to be measured 5 established. At the recording 4 it is a clamping cone according to ISO 50. The linear guide 3 is non-rotatably designed in the specific application; on it can the recording 4 be prepositioned by hand in the measuring position, a superimposed, manually operated fine drive (not shown) serves for the exact positioning of the receptacle 4 , The recording 4 is also provided with a rotating device (not shown) so that the tool to be tested 5 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 recording 4 marked with "z".

Rechtwinklig und im Abstand zur Bewegungsachse der Aufnahme 4 ist im Maschinenbett 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 Bewegungsrichtung des Meßschlittenträgers 7 wird mit "x" bezeichnet.Right-angled and at a distance from the axis of movement of the recording 4 is in the machine bed 1 the longitudinal guide column 6 for the measuring slide holder 7 arranged. In practice, the longitudinal guide of the measuring slide carrier 7 designed as a column guide with pre-tensioned, manually operated spindle adjustment (not shown). The direction of movement of the measuring slide holder 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 slide holder 7 is mounted together with measuring slide 8 about the axis designated as "Q S ". The tool 5 facing end of the measuring slide 8th is as a measuring head 9 trained and 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 6 erläuterte Exzentereinstellung erreicht.The measuring slide 8th is adjustable along the axis labeled Q on the measuring slide support 7 guided; the displacement of the measuring slide 8th and thus the measuring head 9 limit attacks 11 . 12 , The path of movement between the stops 11 . 12 is 0.4 mm and is characterized by the in 6 explained eccentric setting reached.

Für die Messung des Spiralwinkels ist eine Einstelleinrichtung 13 zur Längsverschiebung in z-Richtung vorgesehen, die entweder als Mikrometerschraube oder ebenfalls als Exzenterverstellung ähnlich 6 ausgeführt sein kann. Die Einstelleinrichtung 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.There is an adjustment device for measuring the spiral angle 13 intended for longitudinal displacement in the z direction, either as a micrometer screw or similarly as an eccentric adjustment 6 can be executed. The adjustment device 13 can both on the measuring head 9 directly as well as between measuring slide carriers 7 and the column guide. With the adjustment device 13 becomes the measuring head 9 moved by the measuring point distance in the z direction, so that for the measurement of the spiral angle a shift of the recording 4 is not necessary.

Der Meßfühler 10 wird in der Grundposition des Meßkopfs 9 (dargestellte Position mit Meßrichtung des Meßfühlers 10 in vertikaler Richtung) zur Messung des Flankenfreiwinkels und nach Schwenken des Meßschlittenträgers 7 um 90° um die QS Achse zur Messung des Stirnfreiwinkels eingesetzt.The sensor 10 is 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 free angle and after swiveling the measuring slide support 7 by 90 ° about the Q S axis for measuring the front free 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 vorteilhafterweise über einen Glasmaßstab.In addition to the sensor 10 (Tx) can the second sensor 14 be provided, the measuring direction in the pivot position perpendicular to the first sensor 10 and perpendicular to the longitudinal axis of the tool in the direction of the side of the cutting edge to be measured facing the chip 15 runs (direction Q). This sensor 14 is used to measure the face rake angle, with the measuring point distance for carrying out the two-point measurement by means of the fine drive of the measuring slide carrier 7 is set in the x direction. The position measurement of the measuring slide holder 7 is advantageously carried out 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 2 – 5 dargestellten MeßprinzipienThe tool is used to carry out the measurement of the cutting edge geometry of a rotary cutting tool with the measuring device according to the invention 5 in the recording 4 clamped. By means of the linear guides of recording 4 and measuring slide holder 7 and the fine drives, not shown, the measuring position on the tool 5 approached. The measurement of the flank and forehead clearance angle as well as the front chip angle and the spiral angle is then carried out according to the in 2 - 5 measuring principles shown

In 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 2 is a cutting edge 15 shown on the flank of a face 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 (x,) mittels Einstellung der Aufnahme 4 und des Meßschlittenträges 7 in ihren Längsführungen wird der erste Meßwert x1 aufgenommen. Anschließend wird der Meßschlitten 8 im Meßschlittenträger 7 mittels der in 6 dargestellten Meßpunkteinstellung versetzt und der zweite Meßwert x2 aufgenommen. Die Differenz der aufgenommenen Meßwerte im Verhältnis zum Abstand 1 der Meßpunkte ergibt über die Tangensbeziehung 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 probe 10 at the first measuring position (x,) by setting the holder 4 and the measuring slide carrier 7 the first measured value x 1 is recorded in its longitudinal guides. Then the measuring slide 8th in the measuring slide holder 7 by means of the 6 shown measuring point setting and the second measured value x 2 recorded. The difference between the measured values and the distance 1 the measuring point gives the desired flank clearance angle via the tangent relationship.

Zur Messung des Stirn-Spanwinkels nach 3 wird der Meßkopf 9 in die Schwenkposition gebracht. Der Meßfühler 10 wirkt dann in Richtung der z-Achse und kann prinzipiell wie bereits zu 2 beschrieben eingesetzt werden.For measuring the face rake angle after 3 becomes the measuring head 9 brought into the swivel position. The sensor 10 then acts in the direction of the z-axis and can in principle as before 2 described.

Der Stirnfreiwinkel wird nach dem in 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 2 erläuterten Prinzip.The forehead clearance angle is after the in 4 shown measuring principle with the probe 14 measured. This sensor 14 Since it is rarely used in practice, it can normally be swung out of the measuring range. The direction of action of the sensor 14 is in the swivel position of the measuring head 9 the direction T Q , the measuring point distance is by means of the fine drive by moving the measuring head 9 set on the column guide. The angle is calculated according to the 2 explained principle.

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 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 2 erläuterten Prinzip.The sensor is used to measure the spiral angle 10 in the basic position of the measuring head 9 used. The distance between the measuring points is set using a micrometer screw in the z direction or using a second screw on the measuring slide holder 7 arranged and acting in the z direction eccentric setting similar 6 , The measuring point setting can also be set via a setting 4 along the z axis via the fine drive there. The angle calculation is based on the 2 explained principle.

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.The evaluation and Conversion into angles with constant measuring point distance immediately in scale values e.g. a dial gauge be specified. The sensors can also equipped with signaling devices or be designed as electronic displacement sensors whose signal is calculated and displayed in an attached computer for the angle.

Die 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 Meßschlittenträger 7 angeordnetes Langloch 17 auf die zu messende Schneide 15 hindurchreicht. 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 l vom Meßpunkt "a" zum Meßpunkt "b" bewegt. Der Verschiebeweg des Meßschlittens 7 ist durch die Anschläge 11, 12 begrenzt und damit für alle Messungen gleich. Die Meßlänge l beträgt vorzugsweise 0,4 mm.The 6 and 7 show partial sections through a device for measuring point adjustment in the Q direction. The measuring slide holder 7 is pivoted about the swivel axis (Q S ) and in the measuring position by tightening the bolt 23 locked. The stops for the end positions of the pivoting movement are not shown. On the measuring slide carrier 7 is the measuring slide 8th guided longitudinally. On the tool to be measured 5 facing end of the measuring slide 8th is the sensor 10 , here a "vertical" dial gauge, arranged, the measuring foot 16 by a in the measuring slide carrier 7 arranged elongated hole 17 on the cutting edge to be measured 15 passed through. In the measuring slide holder 7 is the eccentric bolt 18 set on which the "conical" eccentric 19 is rotatably mounted. The eccentric 19 reaches into a "conical" slot 20 of the measuring slide 7 one and can with the control 21 be rotated. A rotation of the eccentric 19 moves the measuring slide 8th in the Q direction, the measuring head 9 including sensor 10 is thus moved by measuring length l from measuring point "a" to measuring point "b". The displacement of the measuring slide 7 is through the attacks 11 . 12 limited and therefore the same for all measurements. The measuring length l is preferably 0.4 mm.

7 zeigt einen Teilschnitt der Darstellung nach 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. 7 shows a partial section of the representation 6 along the line VII-VII shown there. In this representation it can be seen that the measuring head 9 in a longitudinal groove 22 of the measuring slide holder 7 guided and 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 erfindungsgemäße 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. Beyond 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 an embodiment according to the invention if, because of practical circumstances, measurements of the rake and spiral angle are not necessary and for this reason both the second sensor 14 as well as the adjustment device 14 drop in the z direction.

1 1
Maschinenbettmachine bed
22
LinearführungsschieneLinear guide rail
3 3
Linearführunglinear guide
44
Aufnahmeadmission
5 5
WerkzeugTool
66
LängsführungssäuleLongitudinal guide column
7 7
MeßschlittenträgerMeßschlittenträger
88th
Meßschlittenmeasuring slide
9 9
Meßkopfmeasuring head
1010
Meßfühlerprobe
11, 12 11 12
Anschlägeattacks
13 13
Einstelleinrichtungadjustment
14 14
zweiter Meßfühlersecond probe
1515
Schneidecutting edge
16 16
Meßfußmeasuring foot
1717
LanglochLong hole
18 18
Exzenterbolzeneccentric
1919
Exzentereccentric
20 20
LanglochLong hole
2121
Bedienelementoperating element
22 22
Längsnutlongitudinal groove
2323
Bolzenbolt

Claims (12)

Vorrichtung zum Messen der Schneidenwinkel an Rotationsspanwerkzeugen, bestehend aus einer Aufnahme (4) für das zu messende Werkzeug (5), einem Meßschlittenträger (7), auf dem ein Meßschlitten (8) längsverschieblich geführt ist, an dessen dem Werkzeug (5) zugewandten Ende ein Meßkopf (9) mit einem Meßfühler (10) angeordnet ist, wobei der Meßkopf (9) und die Aufnahme (4) für das Werkzeug (5) relativ zueinander positionier- und arretierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (9) für die Messung der Schneidenwinkel eines rotierend eingesetzten Spanwerkzeugs, maßgeblich zur Messung des Stirnfrei- und Flankenfreiwinkels, in verschiedene Meßrichtungen einstellbar ist.Device for measuring the cutting angle on rotary cutting tools, consisting of a holder ( 4 ) for the tool to be measured ( 5 ), a measuring slide holder ( 7 ) on which a measuring slide ( 8th ) is guided in a longitudinally displaceable manner, on the tool ( 5 ) end facing a measuring head ( 9 ) with a sensor ( 10 ) is arranged, the measuring head ( 9 ) and the recording ( 4 ) for the tool ( 5 ) can be positioned and locked relative to each other, characterized in that the measuring head ( 9 ) for measuring the cutting edge angle of a rotating cutting tool, decisive for measuring the front and flank free angle, can be set in different measuring directions. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschlittenträger (7) um eine Achse (QS) senkrecht zur Werkzeuglängsachse in eine zur Stirnebene parallele Ebene einschwenkbar ausgeführt ist.Device according to claim 1, characterized in that the measuring slide carrier ( 7 ) is designed to be pivotable about an axis (Q S ) perpendicular to the longitudinal tool axis into a plane parallel to the end plane. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschlitten (8) rechtwinklig zur Längsachse des zu vermessenden Werkzeugs (5) verschiebbar geführt ist und die Verschiebung mittels einer Meßpunkteinstellung in äquidistanten Schritten erfolgt.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring slide ( 8th ) perpendicular to the longitudinal axis of the tool to be measured ( 5 ) is guided displaceably and the displacement takes place in equidistant steps by means of a measuring point setting. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Meßpunkteinstellung durch einen in ein Langloch (20) des Meßschlittens (8) eingreifenden Exzenter (19) gebildet ist, welcher auf einem am Meßschlittenträger (7) angeordneten Exzenterbolzen (18) so drehbar gelagert ist, daß mittels Drehung des Exzenters (19) eine Verschiebung des Meßkopfes (9) längs der Meßlinie erfolgt.Apparatus according to claim 3, characterized in that the measuring point setting by an in an elongated hole ( 20 ) of the measuring slide ( 8th ) intervene the eccentric ( 19 ) is formed, which is on a on the measuring slide carrier ( 7 ) arranged eccentric bolts ( 18 ) is rotatably mounted so that by rotating the eccentric ( 19 ) a displacement of the measuring head ( 9 ) takes place along the measuring line. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg des Meßkopfes (9) durch auf den Meßschlitten (8) wirkende Anschläge (11, 12) begrenzt ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the displacement path of the measuring head ( 9 ) on the measuring slide ( 8th ) acting stops ( 11 . 12 ) is limited. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der äquidistanten Schritte 0,4 mm beträgt.Device according to one of claims 3 or 5, characterized in that that the Length of the equidistant Steps is 0.4 mm. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (10) nur in den Endlagen (a, b) des Verschiebewegs anspricht.Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the measuring sensor ( 10 ) only responds in the end positions (a, b) of the displacement path. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Meßfühler (14) vorgesehen ist, dessen Meßrichtung in einer Ebene verläuft, die zur Meßrichtung des ersten Meßfühlers (10) und zur Werkzeuglängsachse im rechten Winkel steht.Device according to claim 1, characterized in that a second sensor ( 14 ) is provided, the measuring direction of which extends in a plane which is in relation to the measuring direction of the first sensor ( 10 ) and is at right angles to the longitudinal tool axis. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßfühler (14) mittels einer schwenkbaren Halterung (23) am Meßschlittenträger (7) angeordnet ist.Device according to claim 8, characterized in that the second sensor ( 14 ) by means of a swiveling bracket ( 23 ) on the measuring slide holder ( 7 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Meßkopf (9) in Richtung der Werkzeuglängsachse verschiebende Einstelleinrichtung (13) vorgesehen ist.Device according to claim 1, characterized in that a measuring head ( 9 ) adjusting device shifting in the direction of the tool longitudinal axis ( 13 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (13) als Meßpunkteinstellung ausgeführt ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the adjusting device ( 13 ) is designed as a measuring point setting. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (9) um eine Achse (QS) senkrecht zur Werkzeuglängsachse in eine zur Stirnebene parallele Ebene einschwenkbar ausgeführt ist.Device according to claim 1, characterized in that the measuring head ( 9 ) is designed to be pivotable about an axis (QS) perpendicular to the longitudinal tool axis into a plane parallel to the end plane.
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