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Prüfgerät für Werkzeuge
Die Erfindung befaßt sich mit der Prüfung von
Werkzeugen und bezieht sich insbesondere auf das Messen des Span- und Freiwinkels
bei Gewindefräsern oder anderen spanabhebenden Werkzeugen.
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Die Prüfung dieser Winkel ist im allgemeinen stets bei neuen im Betrieb
einzusetzenden oder bei nachgeschliffrenen Werkzeugen erforderlich.
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Bisher hat man den Spanwinkel bei Werkzeugen, z. B. Gewindefräsern,
mit einer sogenannten Universalwinkellehre geprüft, deren Meßlineal sorgfältig an
die Zahnbrust des Werkzeuges angelegt werden muß. Die richtige Anlage des Meßlineals
kann bei diesen Geräten nur durch genaueste Beobachtung des Lichtspaltes zwischen
Lineal und Werkzeugspanfläche überprüft werden. Durch derartig schwierig durchzuführende
Beobachtungen ist die Messung des Spanwinkels bisher sehr zeitraubend und mühsam
gewesen. Der Freiwinkel an spanabhebenden Werkzeugen, beispielsweise Gewindefräsern,
läßt sich mit dem genannten Meßgerät überhaupt nicht ermitteln, weil die Freifläche
im allgemeinen gekrümmt ist und daher das Anlegen eines Lineals nicht zuläßt. Man
mußte deshalb bisher auf die Prüfung des Freiwinkels bei spanabhebenden Werkzeugen
verzichten, wenn die Freifläche, wie es bei Gewindefräsern z. B. stets der Fall
ist, nicht gerade verläuft, sondern gekrümmt ist.
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Bei der Prüfung von spanabhebenden Werkzeugen, z. B. Gewindefräsern,
ist es besonders zweckmäßig, den Span- und den Freiwinkel festzustellen, um bereits
vor dem Einsatz des Werk-
zeuges ein Bild von seinen Schneideigenschaften
erhalten zù könneri. Mit den bisher bekannten G'eräten ist es nicht möglich gewesen,
diese beiden wichtigen Winkel, von deren Beziehung zueinander die Güte des Werkzeuges
in hohem Maße abhängt, festzustellen.
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Durch die Erfindung werden die bisher bestehenden Mängel beider Prüfung
spanabhebender Werkzeuge behoben. Das Neue besteht darin, daß ein an sich bekanntes,
schwenkbar angeordnetes Meßlineal sich in seiner Schwenkachse an die Anlegekante
des Werkzeuges anlegt, wobei die Verbindungslinie von der Schwenkachse des Meßlineals
zur Drehachse des Werkzeuges den festen Schenkel zum Meßlineal bildet. Neu ist ferner
die Anordnung eines Meßstiftes, der sich an die Freiflächen des zu prüfenden Werkzeuges
anlegt und um die Mittelachse des zu prüfenden Werkzeuges schwenkbar ist. Durch
die Vereinigung der genannten Mittel zu einem einheitlichen Gerät ist eine einwandfreie
und rasche Prüfung der für die Verwendungsfähigkeit von spanabhebenden Werkzeugen
wichtigen Span- und Freiwinkel mit wenigen Handgriffen möglich.
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Das für die Prüfung des Spanwinkels benutzte Meßlineal besteht nach
dem Erfindungsgedanken aus einer Anschlagfläche und einer im Winkel von vorzugsweise
go0 zu dieser angeordneten Meßfläche, wobei die Drehachse des Lineals in der Kante
liegt, die von diesen beiden Flächen gebildet wird. Hierdurch fällt bei Anlegen
eines Werkzeugzahnes an die Anlegekante des Meßlineals der Drehpunkt des Lineals
mit der Schneidenkante des Werkzeugzahnes zusammen, so daß das Anlegen der Meßfläche
des Lineals an die Brust des Werkzeugzahnes ohne Hemmung vor sich gehen kann.
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Die Verlängerung der Meßfläche des Meßlineals ist nach einer wertvollen
Einzelheit des Erfindungsgedankens als Winkelanzeiger ausgebildet, der mit einer
üblichen Skala zusammenarbeitet. Durch einen Kraftspeicher, z. B. eine Ringfeder,
wird die Spanwinkelanzeigevorrichtung in Richtung des größten Zeigerausschlages
belastet. Der- Vorteil, der hierdurch erzielt wird, liegt vor allem darin, daß sich
die Meßfläche des Lineals beim Einlegen der Schneidekante des Werkzeugzahnes in
den von der Anschlagfläche und der Meßfläche des Lineals gebildeten Winkel selbsttätig
an die Zahnbrust anlegt, so daß der Spanwinkel ohne weiteres Zutun sofort von dem
die Verlängerung des Meßlineals, darstellenden Zeiger auf der vorerwähnten Skala
angezeigt wird.
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Um die Prüfung von Werkzeugen, z. B. Gewindefräsern, verschiedenen
Durchmessers zu ermöglichen, wird die Spanwinkelanzeigevorrichtung höhenverstellbar,
beispielsweise an einer Säule oberhalb der Werkzeugeinspannvorrichtung angeordnet.
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Die bei der Prüfung von spanabhebenden Werkzeugen, insbesondere Gewindefräsern,
erforderliche Messung des Freiwinkels erfolgt nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
durch einen in der Einspannachse des Werkzeug es schwenkbar gelagerten Hebel, an
welchem eine Meßuhr mit auf die Freiflächen der Prüfstückzähne aufzusetzenden Taststift
in radialer Richtung zum eingespannten Prüfstück verstellbar angeordnet ist. Die
verstellbare Anordnung der Meßuhr hat hier wiederum den Vorteil, daß Werkzeuge verschiedenen
Durchmessers geprüft werden können und daß ferner die Freiwinkelanzeigevorrichtung
wahlweise auch vollständig 'außer Anlage mit dem Prüfstück gerückt werden kann,
wenn eine Messung des Freiwinkels nicht durchgeführt werden soll.
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Eine weitere wertvolle Einzelheit des Erfindungsgedankens ist darin
zu sehen, daß der die Freiwinkelmeßuhr tragende Hebel in einer fest angeordneten
Führungsbahn bewegt wird und daß seine Schwenkbewegungen auf ein bestimmtes Maß,
vorzugsweise auf 100 beschränkt sind. Der Taststift der Meßuhr, der bei der Messung
des Freiwinkels auf die Freifläche des Werkzeugzahnes aufgesetzt wird, gleitet beim
Verschwenken des die Meßuhr tragenden Hebels um 100 auf der gekrümmten Freifläche
des Werkzeugzahnes entlang, so daß die Meßuhr am Ende der Schwenkbewegung den Betrag
anzeigt, um welchen die Freifläche innerhalb der 100 betragenden Schwenkbewegung
abfallend gekrümmt ist.
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Ausgehend von der von der Meßuhr angezeigten Bewegung des Taststiftes
senkrecht zur Freifläche des Werkzeugzahnes, wird nach einem weiteren Vorschlag
gemäß der Erfindung der Freiwinkel in einfacher Weise an Hand einer Tabelle festgestellt,
die zweckmäßig auf dem Unterbau des Gerätes angebracht ist und auf welcher die den
verschiedenen Ausschlägen des Taststiftes bei Werkzeugen unterschiedlichen Durchmessers
entsprechenden Freiwinkel verzeichnet sind.
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In der Zeichnung ist ein Prüfgerät nach der Erfindung für Gewindefräser
beispielsweise dargestellt.
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Fig. I zeigt eine schaubildliche Darstellung des Gerätes, Fig. 2
in vergrößertem Maßstab die Messung des Span- und Freiwinkels mit dem Gerät nach
Fig. 1.
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Auf einer Grundplatte 1 ist an einer Säule 2 höhenverstellbar ein
Halter 3 geführt, der an einem Arm 4 und einer darin drehbar gelagerten Welle 5,
das aus einer Anlagefläche 6 und einer Meßfläche 7 (Fig. 2) bestehende Meßlineal
trägt. Die Welle 5 des Meßlineals ist an der dem Prüfstück zugekehrten Seite des
Armes 4 bis 8 ausgespart, so daß sie mit dem Prüfstückg während des Meßvorganges
nicht in Berührung kommen kann. Die Welle 5, an welcher das Meßlineal fest angeordnet
ist, dreht sich um ihre mittlere Längsachse a, in welcher zugleich auch die beiden
in einem Winkel von 90° zueinander stehenden Flächen 6 und 7 zusammenstoßen. In
der geraden Verlängerung der Meßfläche 7 ist ein Zeiger 10 mit dem Meßlineal verbunden,
der mit einer an dem Arm 4 befestigten Skala In zusammenarbeitet. Der Zeiger 10
wird durch eine Zugfeder 10a in Richtung des größten Zeigerausschlages belastet.
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Auf der Grundplatte I ist auf einem Bock I2 das Prüfstück g mittels
einer Aufsteckvorrichtung 13 drehbar aufgesetzt. In der Drehachse b des Prüf-
stückes
ist an dem Bock I2 auf der dem Beschauer abgekehrten Seite ein Hebel 14 schwenkbar
gelagert.
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Die Schwenkbewegungen des Hebels werden durch eine Führung 15 und
einen Führungsstift I6 begrenzt und betragen etwa insgesamt 100. Eine Meßuhr 17,
deren Taststift I8 auf die Freiflächen 19 des Prüfstückes aufgesetzt werden kann,
ist in einer Schlitzführung des Hebels mittels einer Feststellvorrichtung 20 in
radialer Richtung verstellbar angeordnet.
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Nach dem Aufsetzen des Prüfstückes auf die Aufsteckvorrichtung 13
wird das Werkzeug in Richtung c gedreht bis sich die Schneidekante eines Werkzeugzahnes
in den Winkel des Meßlineals, der von der Anlagefläche 6 und der Meßfläche 7 gebildet
wird, einlegt. Da nun die Schneidekante des Werkzeugzahnes und die Anlegekante des
Meßlineals in der Achse a, um welche das Lineal gedreht werden kann, zusammenfallen,
legt sich die Meßfläche 7 des Lineals unter Wirkung der Zugfeder 10a an die Zahnbrust
des Werkzeugzahnes an, und der Zeiger 10 zeigt den Spanwinkel a auf der Skala II
an.
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Zur Messung des Freiwinkels,l (Fig. 2) wird nach Verschieben der
Meßuhr 17 in der Schlitzführung des Hebels 14 der Taststift I8 auf die Freifläche
19 zweckmäßig in der Gegend der Zahnspitze aufgesetzt, wobei die Meßuhr auf den
Nullwert zu stellen ist. Nun wird der Hebel 14 mitsamt der darin befestigten Meßuhr
I7 um 10 in Richtung d geschwenkt. (Fig. 2). Hierbei gleitet die Tastspitzer8 auf
der Freifläche 19 des zu messenden Werkzeugzahnes entlang, und die Meßuhr I7 zeigt
an, um welches Maß die Freifläche 19, von dem um b beschriebenen und die Spitzen
der Werkzeugzähne berührenden Kreis, abweicht. Dieses Maß, welches in der Zeichnung
in Fig. 2 mit e bezeichnet ist, ist der Grundwert, der für die Ermittlung der Größe
des Freiwinkels ZB an Hand der auf der Grundplatte I des Gerätes angeordneten Tabelle
21 dient. Wird beispielsweise von der Meßuhr nach der Schwenkung um 100 der Wert
60 angegeben, so kann der Freiwinkel in der Weise ermittelt werden, daß man von
dem Wert o,6 am unteren Tabellenrand ausgehend, den Schnittpunkt der Geraden o,6
mit der Geraden ermittelt, die dem Durchmesser des geprüften Gewindefräsers, also
beispielsweise 30 am oberen Rand der Tabelle entspricht. Von diesem Schnittpunkt
22 nach links gehend erhält man das Maß des FreiwinkelslB, welches im vorliegenden
Falle ungefähr I30 30' beträgt.
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PATENTANSPROCHE: I. Prüfgerät für Werkzeuge, insbesondere zum Messen
des Span- und Freiwinkels bei Gewindefräsern oder anderen spanabhebenden Werkzeugen,
mittels eines schwenkbar angeordneten Meßlineals, dadurch gekennzeichnet, daß sich
das Meßlineal in seiner Schwenkachse an die Anlegekante anlegt und die Verbindungslinie
von der Schwenkachse des Meßlineals zur Drehachse des Werkzeuges den festen Schenkel
zum Meßlineal bildet und daß ein Meßstift um die Mittelachse des Prüflings schwenkbar
ist, der sich auf die Freiflächen des Werkzeuges anlegt.