【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンドミルの外周に外径研削を施してその切刃を所定の外径に加工する際のエンドミルの加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンドミルは、周知の通り、略円柱状をなしてその外周に切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面がすくい面とされるとともに、このすくい面のエンドミル回転方向後方に連なる外周面が外周逃げ面とされ、エンドミル外周に位置するこれらすくい面と外周逃げ面との交差稜線部に切刃が形成された切削工具であり、一般的に上記切屑排出溝を形成してすくい面を成形した後に、上記外周面に所定の研削位置から所定の研削量で外径研削を施して外周逃げ面を成形し、こうして形成された外周逃げ面とすくい面との交差稜線部に、所定の外径寸法の切刃が形成されるようにしている。また、このようなエンドミルを切削加工に使用することによって切刃に摩耗が生じた場合にも、上記外周逃げ面に外径研削を施すことにより切刃を研ぎ付け直して再利用するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなエンドミルの外径研削加工を初め、現在、機械加工システムは、ハード面では工作機械のＣＮＣ化、加工物や加工用工具の自動交換システム、ソフト面では自動プログラミングシステムなどの開発により自動化が進みつつある。しかしながら、さらなる自動化を進めようとすると、この加工用工具の摩耗や工作機械の熱変形等による加工物の寸法変化がこれを阻害する要因となる。このうち、工作機械の熱変形は、例えば上記エンドミルの外径研削加工を行う工具研削盤などにおいては、コラムの主軸の回転による発熱や、研削油、研削運動による発熱、あるいは室温の変化等によって工作機械の各部の温度分布が変化して不均衡を生じ、これに伴う主軸の伸びやボールネジの伸びなどに起因して工作機械の特にコラムの部分に反りや倒れが発生するといったものであり、このような熱変形が生じると、予めプログラミングされたデータに基づいてコラムを自動制御して移動させて該コラムの主軸に装着された研削砥石により研削を行っても、実際の研削位置や研削量はこのデータとは異なるものとなり、これにより加工後の加工物の寸法すなわち外径研削後のエンドミルの切刃外径寸法が所定の外径から変化して加工誤差を生じることになる。しかるに、このような工作機械の熱変形に対する対策として、ひとつには工作機械の熱変形自体を抑制する方法が考えられるが、工具研削盤に限らず主軸の回転によって加工用工具を回転させて加工物を加工する工作機械においては、この主軸の回転による発熱によって生じる熱変形を確実に防ぐのは甚だ困難である。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、特にエンドミルの外周に外径研削を施すに際して、上述のような工作機械の熱変形による誤差を補正して切刃の外径を正確に所定の外径に加工することが可能なエンドミルの加工方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、略円柱状をなして外周に切刃が形成されたエンドミルの外径を測定しつつ、このエンドミルに外径研削を施して上記切刃を所定の外径に加工するエンドミルの加工方法であって、上記エンドミルに外径研削を施す工作機械のコラムにタッチプローブを取り付け、このコラムと上記エンドミルとを相対的に移動させて、上記エンドミルの中心軸線に対する一方の側と、この一方の側とは該軸線を挟んで反対の他方の側とから、それぞれ上記タッチプローブをエンドミル外周に接触させることにより上記エンドミルの外径を測定し、この測定結果に基づいて外径研削を行うことを特徴とする。すなわち、このように工作機械のコラムに取り付けたタッチプローブを、外径研削を施すべきエンドミルの外周に、その軸線を挟んで一方の側と他方の側とから接触させて外径寸法を測定することにより、両接触時におけるそれぞれの工作機械のコラムの熱変形による測定誤差が互いに相殺されるので、正確なエンドミルの外径寸法を測定することができ、これに基づいて外径研削の際の研削位置や研削量を設定することにより、エンドミルの外周逃げ面を必要な径まで削り込んでそのすくい面との交差稜線部に所定の外径の切刃を確実に形成することが可能となる。
【０００６】
なお、上記コラムに取り付けられるタッチプローブは、測定物に接触することによってトリガー信号を発する円柱軸状のスタイラスが、プローブ本体に周方向に等間隔にスプリングによって支持された構造とされており、かかる構造に基づいてその接触検出に方向性が生じることが予想される。また、スタイラスが円柱軸状をなしているといっても、その直径や円筒度には多少なりとも誤差があり、これらに基づく測定誤差が生じることも予想される。そこで、上記測定結果に基づいて外径研削を行うに際しては、このような上記タッチプローブのスタイラスの方向性による誤差や、このスタイラスの円筒度による誤差を予め測定しておいて、これらを補正することが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、この本発明の一実施形態に係わる工作機械（ＣＮＣ工具研削盤）のコラム１部分を示すものであり、このコラム１には図示されない主軸が回転可能に備えられるとともに、この主軸にはやはり図示されない研削砥石が装着され、主軸とともに回転させられるこの研削砥石がコラム１の移動に伴い移動して加工物である略円柱状のエンドミルＥの外周面に切り込まれることにより、このエンドミルＥの外周逃げ面の形成あるいは再研削がなされ、すくい面との交差稜線部に切刃が形成される。そして、このコラム１の先端部には、円柱軸状のスタイラス２を備えたタッチプローブ（タッチトリガープローブ）３が、このスタイラス２の中心軸線ＣをエンドミルＥの中心軸線Ｏに直交する平面内に位置させるようにして取り付けられている。なお、このタッチプローブ３は、その本体に上記スタイラス２が周方向に等間隔に通常３つのスプリングによって支持された構造とされていて、このスタイラス２がエンドミルＥの外周面に接触することによってトリガー信号が発せられ、このときのコラム１の位置が上記中心軸線Ｃ，Ｏに直交する方向（図１において左右方向。以下、Ｙ軸方向と称する。）のスケールデータとしてコンピュータ等の処理手段に取り込まれて処理されるようになされている。
【０００８】
ここで、上述のように研削加工中においては上記主軸の回転による発熱や、研削油、研削運動による発熱、あるいは室温の変化等により、工作機械の各部の温度分布が変化し、これに伴いコラム１に反りや倒れが生じる。このため、図１に実線で示すように、コラム１を移動させてタッチプローブ３のスタイラス２を上記Ｙ軸方向においてエンドミルＥの軸線Ｏに対する一方の側（図１において右側）から該エンドミルＥの外周面に接触させた場合の該スタイラス２の中心軸線ＣのＹ軸方向の位置を基準位置Ｙ０に対してＹ１とすると、後述するスタイラス２の方向性による誤差をＸ１とし、スタイラス２の半径をＸ２とし、コラム１の熱変形による変形量をＸ３とした場合、Ｙ１は次式（１）で与えられる。従って、この式（１）より、スタイラス２が同じ位置に接触してＹ１が同一位置を測定していたとしても、温度分布の不均衡によるコラム１の変化等で上記変形量Ｘ３が変化することにより、異なる位置を検出してしまうおそれがある。
【０００９】
【数１】
【００１０】
一方、これとは逆に、図１に破線で示すように、コラム１を上記の場合とは反対に移動させ、タッチプローブ３のスタイラス２を上記Ｙ軸方向において軸線Ｏに対する他方の側（図１において左側）からエンドミルＥの外周面に接触させた場合の該スタイラス２の中心軸線ＣのＹ軸方向の位置を上記と同じ基準位置Ｙ０に対してＹ２とすると、このときのスタイラス２の方向性による誤差をＸ４とし、スタイラス２の半径をＸ５とし、コラム１の熱変形による変形量をＸ６とし、さらにエンドミルＥの外径をＤとした場合、Ｙ２は次式（２）で与えられる。従って、これら式（１）と式（２）とから、このエンドミルＥの外径Ｄは式（３）の通りとなる。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【数３】
【００１３】
ここで、これらエンドミルＥの中心軸線Ｏの両側からの測定中にコラム１の熱変形の状態に変化がないものと仮定すると、変形量Ｘ３＝Ｘ６となるので、式（３）においてこれらは互いに相殺される。一方、スタイラス２の方向性による誤差Ｘ１，Ｘ４およびスタイラス２の半径Ｘ２，Ｘ５はいずれも定数であるため、工作機械の熱変形には影響されず、後述するように予め測定しておくことが可能である。従って、この式（３）により、たとえコラム１に熱変形が生じていても、これに拘わらずにタッチプローブ３によって検出された接触位置Ｙ１，Ｙ２のスケールデータからエンドミルＥの外径Ｄを正確に測定することが可能であり、この測定結果に基づいて上記処理手段によるフィードバック制御によって研削砥石による研削量を設定してエンドミルＥの外径研削を行うことにより、その外周に所定の外径の切刃を形成することが可能となる。なお、図１においては加工物としてのエンドミルＥを固定してコラム１を移動させることによりタッチプローブ３をエンドミルＥの外周に接触させるようにしているが、これとは逆にコラム１を固定してエンドミルＥ側を移動させるようにしてもよく、あるいはコラム１とエンドミルＥとの双方を移動させるようにしてもよく、すなわちこれらコラム１とエンドミルＥとが相対的に移動させられてタッチプローブ３が接触させられればよい。
【００１４】
ところで、本実施形態では上記タッチプローブ３は、そのスタイラス２が上述のように周方向に等間隔に配置された３つのスプリングによって支持されているため、その検出構造において１２０°毎の方向性を有することが予想され、例えば内円が略真円とされた校正用リングに接触させても、１２０°毎の極性を持つ測定結果が得られることが予想される。また、このタッチプローブ３の円柱軸状のスタイラス２も、その断面が必ずしも真円を呈するわけではなく、円筒度に誤差が生じることは避けられない。従って、このタッチプローブ３によって測定した上記外径ＤとエンドミルＥの真の外径とをさらに正確に一致させるには、このタッチプローブ３のスタイラス２の方向性による誤差や、スタイラス２の円筒度による誤差を上述のように予め測定しておいて補正することが望ましい。
【００１５】
ここで、図２は、上記校正用リング４の外観図を示すものであり、この校正用リング４は内径４０ｍｍの内円部５が略真円に研削加工されている。図３および図４は、この校正用リング４の上記内円部５を三次元測定器および真円度測定器によって測定した結果をそれぞれ示すものであり、図４からこの校正用リング４の内円部５が上述のように略真円であることが、またこの図４と図３から三次元測定器が校正用リング４の内円部５の形状を正しく測定していることがわかる。一方、図５は上記タッチプローブ３によってこの校正用リング４の内円部５を測定したものであるが、その結果は上述の予想の通りに、１２０°毎に突出した方向性を示している。従って、この測定結果に基づき、上述したタッチプローブ３におけるスタイラス２の方向性による誤差Ｘ１，Ｘ４を補正することができ、また上記三次元測定器によってこのスタイラス２の円筒度も予め測定しておいて、この円筒度によりスタイラス２の半径Ｘ２，Ｘ５に生じる誤差も補正することができるので、これらを上記式（３）に適用することにより、エンドミルＥの外径Ｄをさらに正確に測定することが可能となり、これに基づいて所定の外径を有する切刃を一層確実に形成することが可能となる。
【００１６】
図６は、このようにスタイラス２の方向性による誤差と円筒度による誤差とを補正した上で、エンドミルＥの外径Ｄを測定した結果を示すものである。ここで、エンドミルＥにおいては、その外周逃げ面が切刃に対して所定の逃げ角を有して切削時のエンドミル回転方向後方側に向かうに従い内周側に向かうように後退させられているので、ここでは、エンドミルＥをその中心軸線Ｏ回りに予定の回転角度ずつ回転させながらスタイラス２をその外周面に接触させて測定を行い、最大値となったところがこのエンドミルＥの切刃の径すなわち当該エンドミルＥの外径Ｄとした。図６は、このときのエンドミルＥの回転角度と測定値との関係を示すものであり、図中に示すように最大値すなわち外径Ｄは２０．０６８ｍｍという結果が得られた。また、同じエンドミルＥの外径Ｄをマイクロメーターを用いて測定したところ２０．０７２ｍｍという結果が得られており、このマイクロメーターによる測定結果が正しいとしても、４μｍほどの誤差しか生じていないことになる。
【００１７】
次に、図７は、複数本のエンドミルＥの外径研削加工を連続して行った場合において、各エンドミルＥの加工ごとに上記実施形態のように外径Ｄを測定してその測定結果に基づき研削位置および研削量をフィードバック制御して外径研削を行った場合（図中に黒点で示す。）と、このような測定やフィードバック制御を行わず工作機械（ＣＮＣ工具研削盤）に当初入力されたデータに基づいてのみ外径研削を行った場合（図中に白抜き点で示す。）とで、加工後の各エンドミルＥの外径がどのようになったかを示すものである。ただし、いずれの場合においても、突発的なトラブルの発生を想定して、１３本目のエンドミルの加工後には意図的に工作機械の稼働を一旦停止して暫くしてから１４本目の加工を行うようにしており、この間では加工は不連続となっている。また、加工後のエンドミル外径の許容範囲は、下限を２０．００ｍｍ、上限を２０．０２ｍｍとした。
【００１８】
この図７の結果より、まず加工前に外径Ｄの測定や制御を行わなかった場合には、加工後のエンドミルＥの外径は、初めのうちは許容範囲内に収まっているものの、加工が進むに従って徐々に大きくなってゆき、僅か６本目の加工において既に許容範囲の上限を上回っている。これは、上述した加工時に発生する熱の影響で工作機械に変形が生じ、これが連続した加工に伴って大きくなって誤差も増大したためであると考えられる。また、１３本目で工作機械を一旦停止してから加工を再開した後は、加工後の外径は一旦小さくなった後、再び漸増する傾向を示しているが、これも、加工の停止によって工作機械の温度が低下し、これに伴って工作機械の変形も小さくなって外径誤差が一旦縮小したものの、加工の再開から暫くするうちに再び熱によって工作機械の温度が上昇して変形が大きくなり、加工後の外径も増大したものであると考えられる。これに対して、外径Ｄの測定を行ってこの測定結果に基づき研削位置や研削量を制御した場合には、加工後のエンドミルＥ外径は上述の許容範囲内に収まっており、これは１３本目と１４本目の加工の間で工作機械の稼働を一旦停止しても変わりはなく、突発的なトラブルの発生にも十分対応可能であることが分かった。因みに、ここでは工作機械（ＣＮＣ工具研削盤）の自動運転による加工を７時間連続して行ったが、上述のように意図的に工作機械を停止した以外は、安定した無人運転を続けることが可能であった。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンドミルの外径研削を行う場合において、加工すべきエンドミルの外径を、工作機械のコラムに取り付けたタッチプローブを該エンドミルの軸線に対する両側から接触させて測定することにより、加工時に生じた熱による工作機械の変形の影響を排除して正確な外径測定を行うことができ、この測定結果に基づいて外径研削を行うことにより、加工後のエンドミルの切刃の外径を正確に所定の径に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を説明する、工作機械のコラム１周辺を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる校正用リング４の外観図である。
【図３】図２に示す校正用リング４の内円部５を三次元測定器によって測定した結果を示す図である。
【図４】図２に示す校正用リング４の内円部５を真円度測定器によって測定した結果を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係わるタッチプローブ３のスタイラス２によって図２に示す校正用リング４の内円部５を測定した結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によってエンドミルＥの外径Ｄを測定した結果を示す図である。
【図７】複数本のエンドミルＥの加工を、本発明の実施形態によって行った場合（図中の黒点の場合）と、外径Ｄを測定しないで行った場合（図中の白抜き点の場合）との、加工後のエンドミルＥの外径の変化を示す図である。
【符号の説明】
１ コラム
２ スタイラス
３ タッチプローブ
４ 校正用リング
５ 校正用リング４の内円部
Ｅ エンドミル
Ｄ エンドミルＥの外径
Ｏ エンドミルＥの中心軸線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of processing an end mill when the outer periphery of an end mill is subjected to outer diameter grinding and the cutting edge is processed to a predetermined outer diameter.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the end mill has a substantially cylindrical shape, and a chip discharge groove is formed on an outer periphery thereof. A wall of the chip discharge groove facing the end mill rotation direction has a rake face, and the rake face is located rearward in the end mill rotation direction. Is a cutting tool in which a cutting edge is formed at an intersection ridge line between the rake face and the outer circumferential flank located on the outer periphery of the end mill, which generally forms the chip discharge groove. After forming the rake face, the outer peripheral face is subjected to outer diameter grinding with a predetermined amount of grinding from a predetermined grinding position to form an outer peripheral flank, and an intersecting ridge portion of the outer flank and the rake face thus formed. In addition, a cutting blade having a predetermined outer diameter is formed. In addition, even when wear occurs on the cutting edge by using such an end mill for cutting, the outer peripheral flank is subjected to outer diameter grinding so that the cutting edge is re-sharpened and reused. I have.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, such as the end grinding of the end mill, the machining system is now developed by CNC of the machine tool on the hardware side, the automatic exchange system of the work and the tool for the work, and the automatic programming system on the software side. Automation is progressing. However, when further automation is to be promoted, dimensional changes in the workpiece due to wear of the processing tool, thermal deformation of the machine tool, and the like are factors that hinder this. Among these, the thermal deformation of the machine tool is caused by, for example, heat generated by rotation of the spindle of the column, grinding oil, heat generated by the grinding motion, or a change in room temperature in a tool grinder for performing the outer diameter grinding of the end mill. The temperature distribution of each part of the machine tool changes, causing imbalance, and the extension of the main shaft and the expansion of the ball screw accompanying this causes warpage and falling down of the machine tool, especially at the column part. When such thermal deformation occurs, even if the column is automatically controlled based on pre-programmed data and moved to perform grinding with a grinding wheel mounted on the spindle of the column, the actual grinding position and grinding amount are not affected. Is different from this data, and as a result, the dimensions of the workpiece after machining, that is, the outer diameter of the cutting edge of the end mill after outer diameter grinding, change from the specified outer diameter, resulting in erroneous machining. It will produce a. However, as a countermeasure against such thermal deformation of the machine tool, one possible method is to suppress the thermal deformation of the machine tool itself. In a machine tool for processing an object, it is extremely difficult to reliably prevent thermal deformation caused by heat generated by rotation of the main shaft.
[0004]
The present invention has been made under such a background, and in particular, when performing outer diameter grinding on the outer periphery of an end mill, corrects the error due to the thermal deformation of the machine tool as described above and accurately adjusts the outer diameter of the cutting blade. It is an object of the present invention to provide a method for processing an end mill which can be processed to a predetermined outer diameter.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention measures the outer diameter of an end mill having a substantially cylindrical shape and a cutting edge formed on the outer periphery, and grinding the outer diameter of the end mill with the outer diameter. A method of processing an end mill for processing the cutting edge to a predetermined outer diameter by attaching a touch probe to a column of a machine tool for performing outer diameter grinding on the end mill, and relatively moving the column and the end mill. By moving the touch probe from the one side with respect to the center axis of the end mill and the other side opposite to the one side with respect to the center axis of the end mill, the touch probe is brought into contact with the outer periphery of the end mill, so that the outer side of the end mill is removed. The method is characterized in that a diameter is measured and outer diameter grinding is performed based on the measurement result. That is, the touch probe thus attached to the column of the machine tool is brought into contact with the outer periphery of the end mill to be subjected to outer diameter grinding from one side and the other side across the axis thereof to measure the outer diameter dimension. As a result, the measurement errors due to the thermal deformation of the columns of the respective machine tools at the time of both contacts cancel each other out, so that it is possible to accurately measure the outer diameter of the end mill. By setting the grinding position and grinding amount, it is possible to cut the outer peripheral flank of the end mill to a required diameter and reliably form a cutting edge having a predetermined outer diameter at the intersection ridge line with the rake face. .
[0006]
The touch probe attached to the column has a structure in which a cylindrical axial stylus that emits a trigger signal by coming into contact with an object to be measured is supported on the probe body at equal intervals in a circumferential direction by a spring. It is expected that the contact detection will have directionality based on the structure. Further, even if the stylus has a cylindrical shaft shape, there is some error in the diameter and cylindricity of the stylus, and a measurement error based on these errors is expected to occur. Therefore, when outer diameter grinding is performed based on the above measurement results, errors due to the directionality of the stylus of the touch probe and errors due to the cylindricity of the stylus are measured in advance and corrected. It is desirable.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a column 1 portion of a machine tool (CNC tool grinder) according to an embodiment of the present invention. The column 1 is provided with a rotatable spindle (not shown), and the spindle 1 Is mounted with a grinding wheel (not shown). The grinding wheel, which is rotated together with the main shaft, moves along with the movement of the column 1 and is cut into the outer peripheral surface of a substantially cylindrical end mill E which is a workpiece. The outer peripheral flank of E is formed or reground, and a cutting edge is formed at a ridge line intersecting the rake face. At the tip of the column 1, a touch probe (touch trigger probe) 3 having a cylindrical axial stylus 2 is arranged so that the center axis C of the stylus 2 is in a plane orthogonal to the center axis O of the end mill E. It is attached so as to be positioned. The touch probe 3 has a structure in which the stylus 2 is supported on its main body at regular intervals in the circumferential direction by three springs. The stylus 2 contacts the outer peripheral surface of the end mill E to trigger. A signal is issued and the position of the column 1 at this time is taken into processing means such as a computer or the like as scale data in a direction orthogonal to the central axes C and O (left-right direction in FIG. 1, hereinafter referred to as Y-axis direction). It is made to be processed.
[0008]
Here, as described above, during the grinding process, the temperature distribution of each part of the machine tool changes due to the heat generated by the rotation of the spindle, the heat generated by the grinding oil and the grinding motion, or the change in the room temperature. 1 warps and falls. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 1, the column 1 is moved to move the stylus 2 of the touch probe 3 from one side (the right side in FIG. 1) of the end mill E with respect to the axis O of the end mill E in the Y-axis direction. Assuming that the position of the center axis C of the stylus 2 in the Y-axis direction when contacting the outer peripheral surface is Y1 with respect to the reference position Y0, an error due to the directionality of the stylus 2 described later is X1, and the radius of the stylus 2 is Assuming that X2 is X2 and the deformation amount of the column 1 due to thermal deformation is X3, Y1 is given by the following equation (1). Therefore, from this equation (1), even if the stylus 2 contacts the same position and Y1 measures the same position, the deformation amount X3 changes due to a change in the column 1 due to temperature distribution imbalance. Thus, different positions may be detected.
[0009]
(Equation 1)
[0010]
On the other hand, on the other hand, as shown by a broken line in FIG. 1, the column 1 is moved in the opposite direction, and the stylus 2 of the touch probe 3 is moved in the Y-axis direction on the other side with respect to the axis O (FIG. Assuming that the position in the Y-axis direction of the center axis C of the stylus 2 when the outer peripheral surface of the end mill E is in contact with the end mill E from the left side is Y2 with respect to the same reference position Y0 as above, the direction of the stylus 2 at this time If the error due to the nature is X4, the radius of the stylus 2 is X5, the amount of deformation of the column 1 due to thermal deformation is X6, and the outer diameter of the end mill E is D, Y2 is given by the following equation (2). Therefore, from these equations (1) and (2), the outer diameter D of the end mill E is as shown in equation (3).
[0011]
(Equation 2)
[0012]
[Equation 3]
[0013]
Here, assuming that there is no change in the state of thermal deformation of the column 1 during measurement from both sides of the center axis O of the end mill E, since the deformation amount X3 = X6, they are mutually equal in the equation (3). Offset. On the other hand, since the errors X1 and X4 due to the directionality of the stylus 2 and the radii X2 and X5 of the stylus 2 are constants, they are not affected by the thermal deformation of the machine tool, and may be measured in advance as described later. It is possible. Therefore, according to the equation (3), even if the column 1 is thermally deformed, the outer diameter D of the end mill E can be accurately determined from the scale data of the contact positions Y1 and Y2 detected by the touch probe 3 regardless of the thermal deformation. It is possible to set the amount of grinding by the grinding wheel and perform the outer diameter grinding of the end mill E by feedback control by the processing means based on the measurement result, so that the outer periphery of the end mill E has a predetermined outer diameter. It becomes possible to form a cutting edge. In FIG. 1, the end probe E as a workpiece is fixed and the column 1 is moved to bring the touch probe 3 into contact with the outer periphery of the end mill E. On the contrary, the column 1 is fixed. Alternatively, the end mill E side may be moved, or both the column 1 and the end mill E may be moved, that is, the column 1 and the end mill E are relatively moved and the touch probe 3 is moved. May be brought into contact.
[0014]
By the way, in the present embodiment, the stylus 2 of the touch probe 3 is supported by three springs arranged at equal intervals in the circumferential direction as described above. For example, even if the inner ring is brought into contact with a calibration ring having a substantially perfect inner circle, a measurement result having a polarity of every 120 ° is expected to be obtained. Also, the cross section of the cylindrical probe-shaped stylus 2 of the touch probe 3 is not always a perfect circle, and it is inevitable that an error occurs in the cylindricity. Therefore, in order to more accurately match the outer diameter D measured by the touch probe 3 with the true outer diameter of the end mill E, an error due to the directionality of the stylus 2 of the touch probe 3 and the cylindricity of the stylus 2 It is desirable to measure and correct the error caused by the above in advance as described above.
[0015]
Here, FIG. 2 is an external view of the calibration ring 4, and the calibration ring 4 has an inner circle portion 5 having an inner diameter of 40 mm ground to a substantially perfect circle. FIGS. 3 and 4 show the results of measuring the inner circle portion 5 of the calibration ring 4 with a three-dimensional measuring device and a roundness measuring device, respectively. 4 and FIG. 3 that the three-dimensional measuring device correctly measures the shape of the inner circle part 5 of the calibration ring 4. As shown in FIG. On the other hand, FIG. 5 shows the measurement of the inner circle portion 5 of the calibration ring 4 by the touch probe 3, and the result shows the directionality protruding every 120 ° as expected as described above. . Therefore, the errors X1 and X4 due to the directionality of the stylus 2 in the touch probe 3 can be corrected based on the measurement result, and the cylindricity of the stylus 2 is measured in advance by the three-dimensional measuring device. Since the cylindricity can also correct errors occurring in the radii X2 and X5 of the stylus 2, by applying them to the above equation (3), the outer diameter D of the end mill E can be measured more accurately. This makes it possible to more reliably form a cutting edge having a predetermined outer diameter based on this.
[0016]
FIG. 6 shows the result of measuring the outer diameter D of the end mill E after correcting the error due to the directionality of the stylus 2 and the error due to the cylindricity as described above. Here, in the end mill E, the outer peripheral flank has a predetermined clearance angle with respect to the cutting edge and is retracted so as to move toward the inner peripheral side toward the rear side in the end mill rotation direction at the time of cutting. Here, the stylus 2 was brought into contact with the outer peripheral surface of the end mill E while rotating the end mill E at a predetermined rotation angle about its central axis O, and the measurement was performed. The outer diameter D of the end mill E was used. FIG. 6 shows the relationship between the measured value and the rotation angle of the end mill E at this time. As shown in the figure, the maximum value, that is, the outer diameter D was 20.068 mm. When the outer diameter D of the same end mill E was measured using a micrometer, a result of 20.072 mm was obtained. Even if the measurement result by the micrometer was correct, only an error of about 4 μm occurred. Become.
[0017]
Next, FIG. 7 shows a case where the outer diameter grinding is continuously performed on a plurality of end mills E, and the outer diameter D is measured for each of the end mills E as in the above embodiment. When the outer diameter grinding is performed by feedback control of the grinding position and grinding amount based on the above (shown by black dots in the figure), such measurement and feedback control are not performed and the initial input to the machine tool (CNC tool grinder) The case where the outer diameter grinding is performed only on the basis of the obtained data (indicated by white dots in the drawing) indicates what the outer diameter of each end mill E after the processing has been. However, in any case, assuming a sudden trouble, after the machining of the thirteenth end mill, the operation of the machine tool is intentionally temporarily stopped, and after a while, the machining of the fourteenth is performed. During this time, the processing is discontinuous. Further, the allowable range of the outer diameter of the end mill after processing was set to a lower limit of 20.00 mm and an upper limit of 20.02 mm.
[0018]
According to the results of FIG. 7, when the measurement and control of the outer diameter D were not performed before the processing, the outer diameter of the end mill E after the processing was initially within the allowable range, but the processing was not performed. Gradually increases, and exceeds the upper limit of the allowable range in only the sixth machining. It is considered that this is because the deformation of the machine tool was caused by the heat generated at the time of the above-described processing, and the deformation was increased due to the continuous processing, and the error was increased. Further, after the machine tool is temporarily stopped at the thirteenth machine and the machining is resumed, the outer diameter after the machining tends to decrease once and then gradually increase again. Although the temperature of the machine dropped, the deformation of the machine tool also became smaller and the outer diameter error once decreased, but the heat of the machine tool increased again due to heat within a while after the restart of machining, and the deformation increased. It is considered that the outer diameter after processing increased. On the other hand, when the outer diameter D is measured and the grinding position and the grinding amount are controlled based on the measurement result, the outer diameter of the end mill E after processing falls within the above-mentioned allowable range. Even if the operation of the machine tool was temporarily stopped between the thirteenth and fourteenth machining, there was no change, and it was found that it was possible to cope with sudden occurrence of trouble. Incidentally, here, the machining by the automatic operation of the machine tool (CNC tool grinder) was continuously performed for 7 hours. However, except for intentionally stopping the machine tool as described above, stable unmanned operation may be continued. It was possible.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when performing the outer diameter grinding of the end mill, the outer diameter of the end mill to be machined is brought into contact with the touch probe attached to the column of the machine tool from both sides with respect to the axis of the end mill. By performing the measurement, the influence of the deformation of the machine tool due to the heat generated at the time of processing can be eliminated and accurate outer diameter measurement can be performed.By performing the outer diameter grinding based on this measurement result, The outer diameter of the cutting edge of the end mill can be accurately formed to a predetermined diameter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view illustrating a periphery of a column 1 of a machine tool, for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of a calibration ring 4 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a result of measuring an inner circle portion 5 of the calibration ring 4 shown in FIG. 2 by a three-dimensional measuring device.
4 is a view showing a result of measuring an inner circle portion 5 of the calibration ring 4 shown in FIG. 2 by a roundness measuring device.
FIG. 5 is a diagram showing a result of measuring an inner circle portion 5 of the calibration ring 4 shown in FIG. 2 by a stylus 2 of the touch probe 3 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a result of measuring an outer diameter D of an end mill E according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a case where a plurality of end mills E are processed according to the embodiment of the present invention (in the case of a black point in the figure) and a case where processing is performed without measuring the outer diameter D (in the case of a white point in the figure). FIG. 7 is a diagram illustrating a change in the outer diameter of the end mill E after processing with the case ().
[Explanation of symbols]
1 Column 2 Stylus 3 Touch Probe 4 Calibration Ring 5 Inner Circle E of Calibration Ring 4 End Mill D Outer Diameter of End Mill E O Center Axis of End Mill E
