CH683369A5 - Vorrichtung zum Messen des Spanwinkels eines in einer Schleifmaschine eingespannten Walzenfräsers. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird der Spanwinkel y durch Ermittlung der Aussermittig-keit e der Spanfläche bezogen auf den Werkzeugdurchmesser bestimmt, indem e mit Hilfe eines in einem Ständer geführten Haarlineals, in aller Regel als Höhenmessgerät bezeichnet, gemessen und der zugeordnete tatsächliche Spanwinkel y anhand von vorermittelten Tabellenwerten abgelesen wird, die gemäss der Formel e = sin 7 x Werkzeughalbmesser errechnet worden sind. Die genaue Einstellung des Haarlineals auf die Spanfläche erfolgt dabei durch Beobachten des Lichtspaltes zwischen Spanfläche und Messkante des Haarlineals; vgl. Instandhaltung und Prüfung von spanenden Werkzeugen in der Praxis, Willi Müller, Selbstverlag der Wilhelm Fette GmbH, 1979, Seite 33/34.

Für eine solche Messung ist das zu schleifende Werkzeug auszuspannen und zwischen die Spitzen von Spitzenböcken einer Messmaschine einzuspannen, um das Höhenmessgerät sowie die erforderliche Beleuchtungseinrichtung in die geforderte Messlage bringen zu können. Das Messen am in der Werkzeugschleifmaschine eingespannten Werkzeug ist wegen der dort herrschenden beengten Platzverhältnisse nicht möglich. Auch kann die Lichtspalt-Methode zur Bestimmung der richtigen Messlage der Höhenmessvorrichtung an der Werkzeugschleifmaschine nicht angewandt werden, da der erforderliche Raum für eine entsprechende Beleuchtung fehlt. Das Aus- und Umspannen von zu schleifenden Werkzeugen für das Messen ist aber lästig und zeitaufwendig. Darüber hinaus ist die bekannte Methode relativ ungenau, da sich Messfehler und Ablesefehler für das Bestimmen des zu ermittelnden Spanwinkels addieren, ganz abgesehen davon, dass das Ausmass der Geschicklichkeit der die Messung durchführenden Person wesentlichen Einfluss auf das Messergebnis hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen durch eine neue aus einfachen Bauelementen bestehende Vorrichtung, mit der ohne Ausspannen des zu schleifenden Werkzeuges aus der Werkzeugschleifmaschine der Spanwinkel direkt und mit höherer Genauigkeit als bisher zu messen ist unter gleichzeitiger direkt ablesbarer Anzeige des Messergebnisses.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist einen mit einem mechanischen Anzeigeglied in Verbindung stehenden Tastelement bzw. Taster auf, dessen Abtastbewegung mechanisch vergrössert wird und der mit der Spanfläche der Werkzeugschneide eines zu schleifenden Werkzeuges, insbesondere eines Walzenfräsers von zylindrischer oder kegel-stumpfförmiger Form zur Anlage bringbar ist, und dessen Einsteilbewegung durch das Anzeigeglied unter Benutzung einer Skala direkt abgelesen werden kann, wobei ein Skalenteil der gewählten Masseinheit, nämlich dem Spanwinkel y entspricht. Ein in dem Spindel- oder Teilkopf einer Werkzeugschleifmaschine eingespanntes Werkzeug kann nunmehr ohne Aus- oder Umspannen direkt in der Werkzeugschleifmaschine und ohne Anwendung der Lichtspaltmethode bezüglich seines Spanwinkels auf einfache und schnelle Art vermessen werden. Da für den Messvorgang lediglich die einzelnen Bauteile der Vorrichtung in Anschlag mit An-schiagflächen zu bringen sind, werden an die Geschicklichkeit der den Messvorgang durchführenden Person weit geringere Anforderungen als bisher gestellt und werden hierbei bessere Messergebnisse erzielt, als dies mit der bekannten Messmethode der Fall war. Mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung können vorzugsweise sowohl zylindrische als auch kegelstumpfförmige Walzenfräser gemessen werden, da über eine eine Winkelmesseinrichtung aufweisende Anschlagschiene die eigentliche Messvorrichtung so in bezug auf das Maschinenbett der Werkzeugschleifmaschine einjustiert werden kann, dass der die Spanfläche der Werkzeugschneiden abtastende Taster rechtwinklig zum Umfang des zu messenden Werkzeuges, z.B. eines Walzenfräsers steht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Messen des Spanwinkels der Werkzeugschneide eines Walzenfräsers von der Messseite gesehen mit einem Taster in der Ausgangsstellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 sowie einen zur Einstellung der Vorrichtung dienenden Zentrierstab vor seinem Einführen in eine Zentrierbohrung der Vorrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 in der Null-Lage mit eingeführtem Zentrierstab und auf Null justiertem Taster,

Fig. 4 eine das Messprinzip verdeutlichende Ansicht der Vorrichtung in Ihrer Einstellung zwecks Abtastung des Spanwinkels der Werkzeugschneide eines Walzenfräsers,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Maschinenbett einer Werkzeugschleifmaschine mit der Vorrichtung nach Fig. 1 für das Messen des Spanwinkels an einem zylindrischen Walzenfräser,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Maschinenbett einer Werkzeugschleifmaschine mit der Vorrichtung nach Fig. 1 für das Messen des Spanwinkels an einem kegelstumpfförmigen Walzenfäser und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Verbindung mit der Werkzeugschleifmaschine nach Fig. 5.

Eine für den Gebrauch in Verbindung mit einer hier nicht näher dargestellten Werkzeugschleifmaschine WS vorgesehene Vorrichtung 10 zum Messen des Spanwinkels y der Werkzeugschneiden eines zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Walzenfräsers WG umfasst, wie die Fig. 1 bis 7 zeigen,

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eine Grundplatte 11, in der zwei im Abstand voneinander befindliche zylindrische Säulen 13 und 14 angeordnet sind, auf denen ein Messkopf 15 parallel zu sich selbst auf- und abbeweglich und in seiner jeweiligen Einstellage feststellbar gelagert ist.

In der Grundplatte 11 sind durch einen Schlitz 16 greifende Spannschrauben 17 vorgesehen, die mit ihren Köpfen 18 in eine entsprechende und mit den Köpfen korrespondierende Nute 12 im angedeuteten Maschinenbett 19 der Werkzeugschleifmaschine eingreifen und beim Anziehen der Spannschrauben die Grundplatte mit dem Maschinenbett nach einer noch zu beschreibenden Einstellung der Vorrichtung unverrückbar verbinden.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, umfasst der Messkopf 15 eine einen Zylinderabschnitt bildende Messscheibe 20, die eine zentrische Bohrung 21 und einen radialen Lagerbock 23 mit einem darin längsgeführten Tastelement 24 aufweist und in einer auf den Säulen 13 und 14 auf- und abbeweglichen quadratischen Lagerplatte 25 mittels zweier Kugellager 26 drehbeweglich gelagert ist. Die Kugellager sind auf einer in der Lagerplatte 25 zentrisch befestigten, die zentrische Bohrung 21 verkörpernden Lagerhülse 27 angeordnet. Die Drehachse 28 und Achse 29 von Lagerhülse 27 und Lagerbock 23 stehen senkrecht aufeinander, wie dies insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen.

Die quadratische Lagerplatte 25 ist im Bereiche der Säulen 13 und 14 in bezug auf Fig. 2 oben und unten mit parallel zu diesen verlaufenden Schlitzen 31 und 32 versehen. Mittels mittig angeordneten Spannschrauben 33 und 34, die durch Bohrungen 35 und 36 greifen und in Gewinden 37 und 38 geführt sind - vgl. Fig. 1 und 2 - wird die Lagerplatte nach ihrer Einstellung in bezug auf das erforderliche ebenfalls noch zu beschreibende Höhenmass H in ihrer Einstellage festgespannt.

Die Messscheibe 20 trägt an ihrer Mantelfläche eine kreisförmige Skala 40, die sich beidseitig des Skalenstriches «Null» erstreckt, der in der Null-Lage mit einer Messmarke 41 am feststehenden Teil 25 des Messkopfes angeordnet ist, wie dies Fig. 3 zeigt. Ein Skalenteil der Skala entspricht der Masseinheit der Messgrösse des zu ermittelnden Spanwinkels y.

Gegenüber dem radialen Lagerbock 23 sind Aussparungen 43 vorgesehen, um mittels einzufügendem Auswuchtmaterial die Messscheibe in bezug auf den Lagerbock 23 auszuwuchten, so dass die Messscheibe leichtgängig und exakt rundlaufend auf der Lagerhülse 27 um die Drehachse 28 drehbar ist. Damit befindet sich auch die Achse 29 des Lagerbocks 23 in jeder Drehlage der Messscheibe 20 senkrecht auf der Drehachse 28.

Der Taster 24 ist in dem Lagerbock 23 mittels zweier einen O-Ring 44 einschiiessenden Lagerhüi-sen 45, 45' leichtgängig aber exakt parallel zu sich selbst geführt und weist an einem Ende ein kugelförmiges Betätigungsglied 46 und an dem der Drehachse 28 zugewandten Ende eine bis auf die Achse 29 abgesetzte ebene geschliffene Tastfläche 47 auf, deren Ende 48 im Querschnitt dachförmig sowie an der Spitze kegelförmig ausgebildet ist; vgl. Fig. 2 und 3.

Die Lagerhülsen 45, 45' sind durch Presssitz in der entsprechenden Bohrung in dem Lagerbock gehalten. Der hierdurch auf den O-Ring ausgeübte Druck vergrössert geringfügig dessen Durchmesser, so dass der Taster 24 in seiner Lage gehalten wird. Ein Anschlagring 49 ist am freien Ende auf dem Taster 24 einstell- und feststellbar angeordnet, mit dessen Hilfe die wirksame Länge seiner Tastfläche 47 in bezug auf das zu messende Werkzeug einstellbar ist; vgl. Fig. 3 und 4.

Der Lagerhülse 27 ist ein Zentrierstab 50 zugeordnet, der ebenfalls eine ebene geschliffene Tastfläche 51 aufweist, die bis zur Drehachse 28 abgesenkt ist, wie dies insbesondere Fig. 2 zeigt.

Schliesslich ist eine Anschlagplatte 55 (vgl. Fig. 2, 5 und 7) vorgesehen, die um einen mittig angeordneten zylindrischen Lagerkörper 56 drehbar ist, der über eine geeignete, in eine T-Nute des Maschinenbettes eingreifende Befestigungsschraube 57 ebenfalls mit dem Maschinenbett 19 der Werkzeugschleifmaschine in an sich bekannter Weise festspannbar ist. Über zwei in die T-Nut des Maschinentisches eingreifende Nutensteine 59 ist der Lagerkörper 56 in der in bezug auf das Maschinenbett ausgerichteten Null-Lage gehalten. Der Lagerkörper trägt ebenfalls eine gebogene kreisförmige Skala 60, die sich beidseitig des Skalenstriches Null erstreckt und in der Null-Lage mit einer Messmarke 61 auf der Anschlagplatte 55 korrespondiert. Mit Hilfe der auf dem Maschinenbett der Werkzeugschleifmaschine festspannbaren Anschlagplatte 55 wird in noch zu beschreibender Weise die Vorrichtung 10 zum Messen des Spanwinkels auf den jeweils erforderlichen Einstellwinkel für das zu messende Werkzeug einjustiert, in Fig. 5 auf «Null», wenn das Werkzeug ein zylindrischer Walzenfräser ist; in Fig. 6 auf den halben Konuswinkel, wenn das Werkzeug ein Walzenfräser mit einer kegelstumpfförmigen Mantelfläche ist.

Der eingangs erwähnte Zentrierstab 50 mit seiner ebenen Tastfläche 51 definiert die Mantellinie des zu messenden Fräsers und damit den Messpunkt MP an der Werkzeugschneide für den Taster 24, wenn das zu messende Werkzeug ein Walzenfräser ist.

Zur Einstellung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung für eine Messung des Spanwinkels y sind folgende Verfahrensschritte notwendig:

- Einstellung des Messkopfes 15 auf dem Maschinenbett auf das Höhenmass H - Abstand zwischen Maschinenbett 19 und Mitte Spindelstock 70 der Werkzeugschleifmaschine - derart, dass die Drehachsen von Messscheibe 20, also die Drehachse 28, und von Walzenfräser Mä in einer Ebene ME liegen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, die parallel zum Maschinenbett 19 der Werkzeugschleifmaschine liegt,

- Einstellen der Vorrichtung 10 auf dem Maschinenbett 19, um die Messscheibe 20 mit ihrem Taster in den Umfangsbereich des zu messenden Werkzeuges WG zu bringen (vgl. Fig. 5) durch Querverschieben der Grundplatte 11 in bezug auf das Maschinenbett 19,

- Einjustieren auf die Exzentrizität g, um die Drehachse der Messscheibe 20 - Drehachse 28 - durch

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die Spitze der Schneide des Werkzeuges WG. also längs deren Schneidkante, gehen zu lassen; hierzu wird der Zentrierstab 50 in die zentrische Bohrung 21 des Messkopfes 15 eingeführt und dieser in die in Fig. 5 dargestellte Lage überführt, in der die Tastfläche 51 des Zentrierstabes auf der Schneidkante des Walzenfräsers aufliegt, um den Messpunkt ME zu bestimmen, und Festspannen der Grundplatte 11 auf dem Maschinenbett 19,

- Einstellen, d.h. Verschieben des Tasters 24 in dem radialen Lagerbock 23 bis die Tastfläche etwa 1 mm in den Bereich der Werkzeugscheiden des Walzenfräsers ragt, und zwar nach Rücknahme des Zentrierstabes 50,

- nunmehr wird der Walzenfräser im Uhr- oder Gegenzeigersinn so lange gedreht bis die Tastfläche 47 des Tasters 24 an der Spanfläche SE zum Anschlag gelangt (vgl. Fig. 4). Die dabei eingenommene Winkellage der Messscheibe 20 mit ihrer kreisförmigen Skala 40 gegenüber dem Skalenstrich «Null» auf der Lagerplatte 25 gibt dann unmittelbar den Spanwinkel y an.

Aus den Fig. 5 bis 7 sind die Zuordnungen von schematisch dargestellter Werzeugschleifmaschine WS und Vorrichtung 10 zum Messen des Spanwinkels y eindeutig zu erkennen, und zwar für das Messen eines zylindrischen und eines kegelstumpfförmigen Walzenfräsers WG. In der Nute 12 des Maschinenbettes 19 sind sowohl die Anschlagplatte 55 als auch die Vorrichtung 10 mittels der Spannschrauben 57 und 17 geführt und nach der jeweiligen Einstellung in bezug auf das im Spindelkopf 70 der Werkzeugschleifmaschine eingespannte Werkzeug WG unverrückbar gehalten, so dass das Messen des Spanwinkels in der vorstehend beschriebenen Weise genau, einfach und schnell durchgeführt werden kann.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Messen der Grösse des Spanwinkels von Werkzeugschneiden eines spanabhebenden Werkzeuges, insbesondere eines Fräsers, mit einem auf der Spanfläche der Werkzeugschneide jeweils in Anlage zu bringenden Tastelement, dessen Einstellage ein Mass für den Spanwinkel der Werkzeugschneide verkörpert, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (24) radial zur Drehachse (28) einer drehbeweglichen Messscheibe (20) angeordnet ist, die mit ihrer Drehachse (28) in bezug auf die Schneidkante (MP) des zu messenden Werkzeuges (WG) und auf dessen Drehachse ausrichtbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messscheibe (20) mit einer Lagerplatte (25) drehbar verbunden ist, die auf in einer Grundplatte (11) gehaltenen parallel führenden Säulen (13, 14) auf- und abbeweglich sowie feststellbar gelagert ist, und dass die Grundplatte (11 ) eine für das in bezug auf die Messebene (ME) einstellbare Verbinden mit dem Maschinenbett (19) einer Werkzeugschleifmaschine (WS) dienende Schraubschlitzverbindung (16, 17, 18) aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundplatte (11)

eine um einen mittig angeordneten Lagerkörper

(56) dreh- und feststellbare Anschlagplatte (55) zugeordnet ist, deren Lagerkörper (56) eine für das Verbinden mit dem Maschinenbett (19) der Schleifmaschine (WS) dienende Befestigungsschraube

(57) sowie die Null-Lage des Lagerkörpers (56) in bezug auf das Maschinenbett (19) definierende Nutensteine (59) umfasst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (24) in einem an der freien Stirnseite der drehbeweglichen Messscheibe (20) befindlichen Lagerbock (23) radial zur Drehachse (28) geführt und in seiner Tastlänge über einen Anschiagring (49) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (24) eine bis auf seine Drehachse (28) abgesetzte ebene Tastfläche (47) aufweist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (24) mittels zweier Lagerhülsen (45, 45') geführt ist, zwischen denen ein auf das Tastelement einwirkender O-Ring (44) eingespannt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messscheibe (20) ein Zentrierstab (50) lösbar zugeordnet ist, der eine auf seine Drehachse (28) abgesenkte ebene Tastfläche (51) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastfläche (47) des Tastelements (24) an dessen Ende (48) dachförmig (Fig. 2) ausgebildet ist, wobei diesem Tastelement (24) in der Justierstellung für die Exzentrizität die ebene Tastfläche (51) des Zentrierstabes (50) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (20) auf einer Lagerhülse (27) ausgewuchtet gelagert ist und auf ihrer Umfangsfläche eine Skala (40) trägt, der eine feststehende Messmarke (41) auf der die Messscheibe (20) haltenden Lagerplatte (25) zugeordnet ist.

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