JP2009192254A

JP2009192254A - ドリル形状測定装置

Info

Publication number: JP2009192254A
Application number: JP2008030626A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Yamauchi; 克哉山内
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】ドリルの刃先形状を、迅速且つ正確に測定することができると共に、安価な構成で測定することができるドリル形状測定装置を提供する。
【解決手段】ドリル１２の刃先形状を測定するためのドリル形状測定装置であって、ドリル１２を軸線１３周りに回転可能に保持する保持手段１４と、ドリル１２の軸線方向に沿って移動可能で且つドリル１２の軸線１３と直交する軸２５廻りに回動可能で、ドリル１２先端部の切れ刃２４に接触する測定ブロック２３と、ドリル１２の軸線１３と直交する軸２５廻りの測定ブロック２３の回動角度に基づいて、ドリル１２先端部の切れ刃２４の角度θを検出する角度検出手段２８と、ドリル１２の軸線方向に対する測定ブロック２３の位置に基づいて、ドリル１２先端部の切れ刃２４の位置ｈを検出する位置検出手段２９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドリルの刃先形状を測定するためのドリル形状測定装置に関する。

穴明け加工に使用されるドリルは、使用時間の増加に伴って、加工物（ワーク）に接触する先端部の切れ刃が摩耗するので、切れ刃を修正・研削しながら使用される。この研削作業は再研削と称されるが、再研削したドリルの刃先形状、特にドリル先端部の切れ刃の形状（先端角度、リップハイト及びチゼル偏心等）は加工精度に大きな影響を及ぼすので、ドリルの再研削において、先端角度、リップハイト及びチゼル偏心等の管理は、品質を確保する上で重要である。従って、再研削の後には、ドリルの刃先（切れ刃）が所定の形状となっているか否かについての検査を行っている。

例えば、ドリルの刃先形状の測定方法としては、ドリル刃先ゲージによる測定、非接触測定器（レーザ等）による測定（特許文献１参照）、光学式測定器（測定顕微鏡、投影器等）による測定等がある。

特開２００３−２０７３１８号公報

ところで、特にドリルの再研削においては、ドリル毎に異なる仕様或いは長さで研削されるため、ドリルの刃先形状を作業現場で迅速且つ正確に測定する必要がある。ドリルの刃先形状を迅速且つ正確に測定するためには、段取り作業及び測定作業が簡単であることが求められる。また、ドリルの再研削に関連するコストを削減するために、測定装置のコストが安価であることも求められる。

そこで、本発明の目的は、ドリルの刃先形状を、迅速且つ正確に測定することができると共に、安価な構成で測定することができるドリル形状測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ドリルの刃先形状を測定するためのドリル形状測定装置であって、上記ドリルを軸線周りに回転可能に保持する保持手段と、上記ドリルの軸線方向に沿って移動可能で且つ上記ドリルの軸線と直交する軸廻りに回動可能で、上記ドリル先端部の切れ刃に接触する測定ブロックと、上記ドリルの軸線と直交する軸廻りの上記測定ブロックの回動角度に基づいて、上記ドリル先端部の切れ刃の角度を検出する角度検出手段と、上記ドリルの軸線方向に対する上記測定ブロックの位置に基づいて、上記ドリル先端部の切れ刃の位置を検出する位置検出手段とを備えたものである。

本発明によれば、ドリルの刃先形状を、迅速且つ正確に測定することができると共に、安価な構成で測定することができるドリル形状測定装置を提供することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の一実施形態に係るドリル形状測定装置の側面図である。図２は、図１の実施形態に係るドリル形状測定装置の平面図である。

図１及び図２に示すように、ドリル形状測定装置１０の基台（定盤）１１には、測定対象であるドリル１２を軸線１３周りに回転可能に保持する保持手段１４が設けられる。保持手段１４は、基台１１に回転可能に設けられた回転テーブル１５と、回転テーブル１５上に設けられ、ドリル１２を刃先が上方に向いた状態で保持するチャック１６とを有する。回転テーブル１５の下部に円筒状の回転軸１７が一体に形成され、回転軸１７が基台１１の貫通孔１８に装着された軸受１９によって支持される。本実施形態では、手動で回転テーブル１５を回転させるようにしているが、ギヤ及びモータ等を有する駆動手段を用いて回転テーブル１５を回転させるようにしても良い。チャック１６は、コレットチャックや精密チャック等、チャッキングによる振れの小さいものであるのが好ましい。

基台１１上には、支柱２０が鉛直に立設されており、支柱２０には、アーム２１が支柱２０の長手方向に沿って摺動自在（図示例では、上下方向に昇降自在）に設けられる。アーム２１は、摺動機構２２を用いて、支柱２０の長手方向に沿って摺動される。摺動機構２２に関して移動精度（真直度）は重要ではないが、後述する測定ブロック２３が小さな測定力でドリル１２に接触できるように、摺動機構２２として摩擦抵抗の小さいものを用いている。本実施形態では、手動でアーム２１を上下方向に昇降させるようにしているが、ラック・ピニオン及びモータ等を有する駆動手段を用いてアーム２１を上下方向に昇降させるようにしても良い。

アーム２１の先端部には、ブラケット２１ａがドリル１２の半径方向（図示例では、左右方向）に移動自在に設けられ、ブラケット２１ａの先端部に、ドリル１２先端部の切れ刃２４に接触（面接触）する測定ブロック２３が設けられる。本実施形態では、測定ブロック２３の側部に円柱状の回転軸２５が取り付けられており、回転軸２５がブラケット２１ａの貫通孔２６に装着された軸受２７によって支持される。アーム２１を上下方向に摺動させることで、測定ブロック２３がドリル１２の軸線方向に沿って移動され、ブラケット２１ａをアーム２１に対してドリル１２の半径方向に沿って移動させることで、測定ブロック２３がドリル１２の半径方向に沿って移動される。

本実施形態に係る形状測定装置１０は、ドリル１２の軸線１３と直交する軸（回転軸２５）廻りの測定ブロック２３の回動角度に基づいて、ドリル１２先端部の切れ刃２４の角度（図３の符号θ）を検出する角度検出手段２８と、ドリル１２の軸線方向に対する測定ブロック２３の位置（高さ）に基づいて、ドリル１２先端部の切れ刃２４の位置（高さ；図３の符号ｈ）を検出する位置検出手段２９とを備える。

本実施形態では、角度検出手段２８として、回転軸２５廻りの測定ブロック２３の回動角度を検出するロータリーエンコーダを用いている。また、位置検出手段２９として、上下方向に対する測定ブロック２３の高さを検出するダイヤルゲージを用いている。変位検出手段２９として、ダイヤルゲージに代えて、電気マイクロ等を用いても良い。

次に、本実施形態に係るドリルの刃先形状の測定方法を説明する。

測定対象であるドリル１２をチャック１６にて保持し、変位測定器（ダイヤルゲージ）３０を用いてドリル１２のマージン部３１の最高部を見つけ出し、位相調整プレート３２を用いてセンタリングを行い、チャック１６及び位相調整プレート３２を回転テーブル１５に対して固定する。ドリル１２の再研削に用いる研削盤によっては、その研削盤のツーリング（モールステーパ、ジャコブステーパ、マシニングセンタ用のテーパ等）ごと、ドリル１２をチャック１６にて保持することも考えられる。

ブラケット２１ａをアーム２１に対してドリル１２の半径方向に移動させ、測定ブロック２３の回転軸２５がドリル１２の先端２４ａと外周コーナー２４ｂとの間（好ましくは、ドリル１２の軸線１３からドリル１２の半径１／２）の上方に位置するように、測定ブロック２３をドリル１２の半径方向に移動させて、その状態で、インデックスプランジャ３３により回転テーブル１５を基台１１に対して固定する。

アーム２１を下方に移動させ、測定ブロック２３をドリル１２先端に接触させる（図３中に一点鎖線で示す）。本実施形態では、測定ブロック２３とドリル１２との接触の検知は、測定ブロック２３に所定の電圧をかけておき、測定ブロック２３とドリル１２とが導通したことを検出することにより行う。

また、本実施形態では、測定力調整手段（定荷重ばね３４或いは低摩擦シリンダ３５等）を用いて、測定ブロック２３がドリル１２先端部に接触する際に生じる測定力を調整するようになっている。測定力調整手段として定荷重ばね３４を用いる場合、定荷重ばね３４によりアーム２１を上方から引っ張ってアーム２１に一定の荷重を与えて、測定ブロック２３がドリル１２先端部に接触する際に生じる測定力を調整する。測定力調整手段として低摩擦シリンダ３５を用いる場合、低摩擦シリンダ３５によりアーム２１を下方から押し上げてアーム２１に一定の荷重を与えて、測定ブロック２３がドリル１２先端部に接触する際に生じる測定力を調整する。これにより、測定力（接触力）によってドリル刃先が破損することを防止できる。

逃げ加工が二段平面研削である場合、測定ブロック２３を刃先逃げ角と同じにすることで、測定ブロック２３とドリル１２との接触面積を増加させ、ドリル１２の刃先に集中的に測定力がかからないようにできる。

また、逃げ加工が円錐研削である場合、測定ブロック２３をドリル１２の刃先以外の点に接触させることで、ドリル１２の刃先に集中的に測定力がかからないようにできる。

測定ブロック２３をドリル１２先端に接触させた状態で、アーム２１をさらに下方に移動させ、ドリル１２からの反力によって測定ブロック２３を回転軸２５廻りに回動させて、測定ブロック２３をドリル１２先端部の切れ刃２４に接触させる（図３中に実線で示す）。測定ブロック２３をドリル１２先端部の切れ刃２４に接触させた状態で、ロータリーエンコーダ２８より切れ刃２４の角度θ（図３参照）の測定値を読み取ると共に、ダイヤルゲージ２９より切れ刃２４の高さｈ（図３参照）を読み取る。

ドリル１２の一方の切れ刃２４について角度θ及び高さｈの測定が終了したならば、回転テーブル１５によりドリル１２を１８０度回転させて、他方の刃先２４についても同様に角度θ及び高さｈの測定を行い、これら両方の切れ刃２４についての角度θ及び高さｈの測定値に基づいて、ドリル１２の刃先形状（先端角度、リップハイト及びチゼル偏心等）を評価する。

以上要するに、本実施形態によれば、回転テーブル１５上のチャック１６にてドリル１２を保持し、そのドリル１２の切れ刃２４に測定ブロック２３を接触させ、その測定ブロック２３の回動角度及び位置から、ドリル１２の切れ刃２４の角度θ及び高さｈを求めることとしたので、ドリル１２の刃先形状を迅速且つ正確に測定することができると共に、ドリル１２の刃先形状を測定する際に、レーザ等を用いていないので、ドリル１２の刃先形状を安価な構成で測定することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るドリル形状測定装置の側面図である。図２は、図１の実施形態に係るドリル形状測定装置の平面図である。本実施形態に係るドリルの刃先形状の測定方法を示す説明図である。先端角度を示す説明図である。リップハイトを示す説明図である。

符号の説明

１０ドリル形状測定装置
１２ドリル
１３軸線
１４保持手段
２３測定ブロック
２４切れ刃
２５回転軸（軸）
２８ロータリーエンコーダ（角度検出手段）
２９ダイヤルゲージ（位置検出手段）

Claims

ドリルの刃先形状を測定するためのドリル形状測定装置であって、上記ドリルを軸線周りに回転可能に保持する保持手段と、上記ドリルの軸線方向に沿って移動可能で且つ上記ドリルの軸線と直交する軸廻りに回動可能で、上記ドリル先端部の切れ刃に接触する測定ブロックと、上記ドリルの軸線と直交する軸廻りの上記測定ブロックの回動角度に基づいて、上記ドリル先端部の切れ刃の角度を検出する角度検出手段と、上記ドリルの軸線方向に対する上記測定ブロックの位置に基づいて、上記ドリル先端部の切れ刃の位置を検出する位置検出手段とを備えたことを特徴とするドリル形状測定装置。