RU200688U1 - ROLLING CUTTER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для обработки зубчатых колес методом зуботочения. Обкаточный резец представляет собой диск с выполненными на его периферии зубьями, задние углы которых на боковых сторонах образованы винтовыми эвольвентными поверхностями, а задние углы α на вершине - конической поверхностью. На задних поверхностях вершин зубьев под слоем износостойкого покрытия толщиной s сформированы полосы шириной h контрастного материалу покрытия цвета. Полосы расположены эквидистантно режущим кромкам на равном расстоянии δ друг от друга и от режущих кромок у вершин. Ширина полос h и расстояние между ними δ связаны с допустимым износом Δ по задней поверхности, а также со снимаемым в ходе переточки инструмента припуском Н по передней поверхности зависимостями: δ=(Δ-s(1/sina+1/cosγ))/cosα, h=(H-s)cos(α+γ)-δ, где δ - расстояние между полосами, мм; Δ - величина допустимого износа по задней поверхности, мм; s - толщина износостойкого покрытия, мм; α - задний угол по вершине зуба, град; γ - передний угол, град; h - ширина полос, мм; Н - величина припуска на однократную переточку инструмента по передней поверхности, мм. В результате обеспечивается простой контроль состояния режущих кромок непосредственно на рабочем месте без применения дополнительных технических средств. 3 ил.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for machining gears using the skiving method. The rolling cutter is a disc with teeth made on its periphery, the rear angles of which on the lateral sides are formed by helical involute surfaces, and the rear angles α at the apex are formed by a conical surface. On the back surfaces of the tops of the teeth under a layer of wear-resistant coating of thickness s, stripes of width h in a color contrasting to the coating material are formed. The strips are located equidistantly to the cutting edges at an equal distance δ from each other and from the cutting edges at the tops. The width of the strips h and the distance between them δ are associated with the permissible wear Δ along the flank surface, as well as with the allowance H along the front surface removed during the tool resharpening by the dependences: δ = (Δ-s (1 / sina + 1 / cosγ)) / cosα , h = (Hs) cos (α + γ) -δ, where δ is the distance between the strips, mm; Δ - value of permissible wear on the flank surface, mm; s is the thickness of the wear-resistant coating, mm; α - posterior angle along the apex of the tooth, degrees; γ - rake angle, degrees; h is the width of the strips, mm; H is the size of the allowance for a single regrinding of the tool along the front surface, mm. As a result, a simple control of the condition of the cutting edges is provided directly at the workplace without the use of additional technical means. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для обработки зубчатых колес методом зуботочения.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for machining gears using the skiving method.

Зуботочение в плане своей практической применимости - достаточно молодой метод формообразования зубчатых колес. Несмотря на свои бесспорные преимущества перед зубодолблением, в частности, такие как производительность и точность обработки, зуботочение имеет и свои недостатки. К ним следует отнести необходимость в поддержании инструмента - обкаточного резца - в острозаточенном состоянии, применение изношенного инструмента может привести в лучшем случае к недостаточной чистоте поверхности обрабатываемого зубчатого венца, а в худшем - к поломке режущих зубьев инструмента.Skimming in terms of its practical applicability is a fairly young method of shaping gear wheels. Despite its indisputable advantages over gear shaping, in particular, such as productivity and machining accuracy, gear cutting has its drawbacks. These include the need to maintain the tool - the rolling cutter - in a sharpened state; the use of a worn out tool can lead, at best, to insufficient surface cleanliness of the processed gear rim, and at worst, to breakage of the cutting teeth of the tool.

В случае возможности применения для обработки крупногабаритных обкаточных резцов проблему поддержания инструмента в острозаточенном состоянии можно решить за счет перехода к сборной конструкции.If it is possible to use large-sized rolling cutters for machining, the problem of maintaining the tool in a sharp-sharpened state can be solved by switching to a prefabricated structure.

Если же обкаточный резец по тем или иным причинам не может быть большим, то его конструкция может быть либо цельной (монолитной), либо составной. Соответственно, на передний план выходит проблема контроля за состоянием режущих кромок.If the rolling cutter, for one reason or another, cannot be large, then its design can be either integral (monolithic) or composite. Accordingly, the problem of controlling the condition of the cutting edges comes to the fore.

Патентный и литературный поиск не выявил непосредственно конструкций режущих инструментов для зуботочения со встроенными средствами контроля за состоянием их режущих кромок. Тем не менее, в настоящее время известен ряд способов контроля состояния режущих кромок инструмента, которые можно разбить на три группы.Patent and literary search did not directly reveal the designs of cutting tools for skiving with built-in means of monitoring the state of their cutting edges. Nevertheless, a number of methods for monitoring the state of the cutting edges of a tool are currently known, which can be divided into three groups.

К первой группе относятся технические решения, в которых факт износа режущей кромки инструмента определяется по косвенным параметрам без внесения существенных изменений в конструкцию инструмента. В патентах данной группы факт износа определяется степенью изменения:The first group includes technical solutions, in which the fact of wear of the cutting edge of the tool is determined by indirect parameters without making significant changes in the design of the tool. In patents of this group, the fact of wear is determined by the degree of change:

1) потока сжатого воздуха, направляемого на режущую кромку (GB №1175245, МПК B23Q 17/09, опубл. 23.12.1969);1) a stream of compressed air directed to the cutting edge (GB No. 1175245, IPC B23Q 17/09, publ. 23.12.1969);

2) нагрузки на шпинделе оборудования (CN №109277882, МПК B23Q 17/09, опубл. 29.01.2019);2) loads on the equipment spindle (CN No. 109277882, IPC B23Q 17/09, publ. 01/29/2019);

3) термоЭДС режущих кромок (RU №2496629, МПК B23Q 17/09, опубл. 27.10.2013);3) thermoEMF of cutting edges (RU No. 2496629, IPC B23Q 17/09, publ. 27.10.2013);

4) сил резания (JP №2007098523, МПК В23Q 17/09, опубл. 19.04.2007).4) cutting forces (JP No.2007098523, IPC В23Q 17/09, publ. 19.04.2007).

Технические решения данной группы не обеспечивают достаточной точности оценки износа режущего инструмента. Например, при определении износа согласно патенту GB №1175245, присутствуют такие погрешности как непостоянство давления подаваемого сжатого воздуха, изменение относительного положения сопла относительно режущей кромки, возникновение турбулентных потоков, которые могут сказаться на точности определения степени износа.The technical solutions of this group do not provide sufficient accuracy in assessing the wear of the cutting tool. For example, when determining wear according to GB patent No. 1175245, there are such errors as variability of the pressure of the supplied compressed air, a change in the relative position of the nozzle relative to the cutting edge, the occurrence of turbulent flows, which can affect the accuracy of determining the degree of wear.

Ко второй группе следует отнести технические решения, в которых предложено определять факт износа режущей кромки оптически. К данной группе относятся патенты: RU №0002446917 (МПК В23В 25/06, опубл. 10.04.2012), CN №102528561 (МПК B23Q 17/09, опубл. 04.07.2012), CN №106493610 (МПК B23Q 17/24, опубл. 15.03.2017), RU №2470746 (МПК B23D 5/02, опубл. 27.12.2012), CN №206105516 (МПК B23Q 17/00, опубл. 19.04.2017).The second group should include technical solutions in which it is proposed to determine the fact of wear of the cutting edge optically. This group includes patents: RU No. 0002446917 (IPC В23В 25/06, publ. 10.04.2012), CN No. 102528561 (IPC B23Q 17/09, published 04.07.2012), CN No. 106493610 (IPC B23Q 17/24, publ. 03/15/2017), RU No. 2470746 (IPC B23D 5/02, publ. 27.12.2012), CN No. 206105516 (IPC B23Q 17/00, publ. 04/19/2017).

В патентах данной группы для решения задачи определения износа инструмента предлагается использовать слежение за режущей кромкой и/или формой инструмента с помощью систем, состоящих из контроллеров/ЭВМ, специальных видеоаппаратуры и технических средств (таких как стробоскопы).In the patents of this group, to solve the problem of determining tool wear, it is proposed to use tracking of the cutting edge and / or the shape of the tool using systems consisting of controllers / computers, special video equipment and technical means (such as stroboscopes).

Точность, уровень технических решений, предложенных в данных патентах, достаточны для обеспечения надлежащего контроля за износом инструмента с режущими кромками несложного профиля, преимущественно концевого и осевого инструмента. Однако общая сложность систем накладывает ограничения на применение этих технических решений для обкаточных резцов.The accuracy, the level of technical solutions proposed in these patents are sufficient to ensure proper control over the wear of the tool with cutting edges of a simple profile, mainly end and axial tools. However, the overall complexity of the systems imposes restrictions on the application of these technical solutions for rolling cutters.

В третьей группе технических решений, патенты RU №2147489 (МПК В23В 27/00, опубл. 20.04.2000), RU №2176175 (МПК В23В 27/00, опубл. 27.11.2001), RU №2166412 (МПК В23В 51/00, опубл. 10.05.2001), RU №94020074 (МПК В23В 27/00, опубл. 27.04.1996), в конструкцию инструмента предложено внести изменения, при этом факт износа определятся при помощи простой системы слежения. Точность технических решений, предложенных в патентах третьей группы, достаточна для контроля за состоянием режущих кромок обкаточных резцов. Однако и эти технические решения не лишены недостатков.In the third group of technical solutions, patents RU No. 2147489 (IPC В23В 27/00, publ. 20.04.2000), RU No. 2176175 (IPC В23В 27/00, published 27.11.2001), RU No. 2166412 (IPC В23В 51/00 , publ. 05/10/2001), RU No. 94020074 (IPC В23В 27/00, publ. 04/27/1996), it was proposed to make changes to the tool design, while the fact of wear is determined using a simple tracking system. The accuracy of the technical solutions proposed in the patents of the third group is sufficient to control the condition of the cutting edges of the rolling cutters. However, these technical solutions are not without drawbacks.

Так, например, в патенте RU №94020074 описывается режущий инструмент, содержащий державку с режущим элементом в виде пластины, выполненной составной из двух материалов с различной интенсивностью газовыделения в процессе резания, при этом пластина выполнена с вставкой из материала с более высокой интенсивностью газовыделения в процессе резания, выходящей на заднюю вспомогательную поверхность пластины и перпендикулярной передней поверхности пластины, причем ширина вставки меньше длины допустимого максимального износа задней поверхности инструмента, и высота вставки меньше или равна высоте пластины, но больше величины допустимого критического износа по вспомогательной поверхности, а расстояние между вершиной инструмента и правой гранью вставки меньше или равно длине допустимого максимального износа задней поверхности инструмента. Вставка может быть расположена параллельно основной оси инструмента. Оценку износа по данному решению предлагается осуществлять по концентрации оксида азота или углерода в зоне обработки. Следует отметить, что в случае обработки с применением СОЖ использование газоанализатора в зоне резания затруднено. Это в значительной мере ограничивает область применения технического решения.So, for example, patent RU No. 94020074 describes a cutting tool containing a holder with a cutting element in the form of a plate made of two materials with different intensities of gas evolution during cutting, while the plate is made with an insert made of material with a higher gas evolution during the process cutting extending to the rear auxiliary surface of the insert and perpendicular to the front surface of the insert, the insert width being less than the length of the maximum allowable wear of the rear surface of the tool, and the insert height is less than or equal to the height of the insert, but greater than the value of the allowable critical wear along the auxiliary surface, and the distance between the tool tip and the right edge of the insert is less than or equal to the length of the maximum allowable wear of the tool flank. The insert can be positioned parallel to the main axis of the tool. According to this solution, it is proposed to evaluate the wear by the concentration of nitrogen oxide or carbon in the processing zone. It should be noted that in the case of machining with the use of coolant, the use of a gas analyzer in the cutting zone is difficult. This greatly limits the scope of the technical solution.

Из патента RU №02166412 известно сверло, содержащее корпус со стружечными канавками и отверстиями для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, две асимметрично расположенные относительно оси корпуса сменные многогранные режущие пластины, установленные в базирующих гнездах, и винты для их крепления, при этом одна из сменных многогранных режущих пластин расположена на периферии корпуса и предназначена для формирования поверхности обрабатываемого отверстия, диэлектрические эластичные втулки и контрольные винты, установленные с возможностью включения в электрическую цепь с обрабатываемой деталью на торце корпуса за периферийной сменной многогранной режущей пластиной параллельно оси корпуса с радиальным смещением наружной точки его головки относительно точки периферийной сменной режущей пластины, формирующей цилиндрическую поверхность обрабатываемого отверстия, равным величине допустимого износа сверла, при этом на поверхности рабочей части корпуса, базирующих гнезд и головки винтов крепления сменных многогранных режущих пластин нанесено диэлектрическое износостойкое покрытие, а указанные диэлектрические эластичные втулки размещены под головками винтов крепления.From the patent RU No. 02166412 a drill is known containing a body with chip grooves and holes for supplying lubricating-cooling liquid, two replaceable multifaceted cutting inserts asymmetrically located relative to the body axis, installed in the locating sockets, and screws for their fastening, with one of the replaceable polyhedral cutting plates are located on the periphery of the body and is designed to form the surface of the hole to be machined, dielectric elastic bushings and control screws installed with the possibility of being connected to the electrical circuit with the workpiece at the end of the body behind the peripheral replaceable multifaceted cutting plate parallel to the body axis with a radial displacement of the outer point of its head relative to the point of the peripheral replaceable cutting insert, which forms the cylindrical surface of the hole to be machined, equal to the value of the permissible wear of the drill, while on the surface of the working part of the body, locating sockets and screw heads The dielectric wear-resistant coating is applied to the replaceable polyhedral cutting inserts, and the said dielectric elastic sleeves are placed under the heads of the fastening screws.

Из патента RU №02176175 известен резец для контроля износа режущих кромок в процессе резания, в гнезде покрытой изолятором головки корпуса которого на опорной токопроводящей пластине, включенной в электрическую цепь с обрабатываемой деталью, размещена режущая пластина, электрически изолированная отопорной пластины, корпуса и элементов крепления резца, причем изолятор нанесен на поверхность опорной пластины, контактирующую с режущей пластиной, на упорные поверхности гнезда головки корпуса и на поверхности элементов крепления, контактирующие с режущей пластиной и выступающие из корпуса, при этом резец снабжен винтом с фасонной головкой, эксцентрично установленным в центральном фасонном отверстии, выполненном в опорной пластине, и предназначенным для крепления опорной пластины к корпусу, и регулировочными винтами, установленными в резьбовых отверстиях, выполненных в опорной пластине, причем оси одних резьбовых отверстий расположены параллельно главной секущей плоскости, а оси других - параллельно главной кромке.From the patent RU No. 02176175, a cutter is known for monitoring the wear of cutting edges during cutting, in the socket of the insulator-coated head of the body of which on the supporting conductive plate connected to the electrical circuit with the workpiece, there is a cutting plate, an electrically insulated heating plate, body and attachment elements of the cutter , moreover, the insulator is applied to the surface of the support plate in contact with the cutting plate, on the thrust surfaces of the housing head socket and on the surface of the fastening elements in contact with the cutting plate and protruding from the body, while the cutter is equipped with a screw with a shaped head eccentrically installed in the central shaped hole , made in the base plate, and intended for fastening the base plate to the body, and adjusting screws installed in the threaded holes made in the base plate, and the axes of some threaded holes are parallel to the main secant plane, and the axes of the others are pairs allelic to the main edge.

Из патента RU №02147489 известен резец для контроля износа режущей кромки в процессе резания, на корпусе которого на опорной токопроводящей пластине, включенной в электрическую цепь с обрабатываемой деталью, размещена режущая пластина, выполненная из диэлектрического материала. Характерным недостатком данного технического решения является материал режущей части, который может быть только диэлектриком.From the patent RU No. 02147489 there is known a cutter for monitoring the wear of the cutting edge during cutting, on the body of which a cutting plate made of a dielectric material is placed on a supporting conductive plate connected to the electrical circuit with the workpiece. A characteristic drawback of this technical solution is the material of the cutting part, which can only be a dielectric.

Момент наступления износа в технических решениях, предложенных в патентах RU №02166412, RU №02176175, RU №02147489, есть момент замыкания электрической цепи, в которой ключом служит обрабатываемая заготовка. Следовательно, область применения данных технических решений ограничена токопроводящими материалами. Можно также заметить, что электрический ток в указанных технических решениях является открытым, поскольку и заготовка, и инструмент находятся в неизолированном от окружающей среды состоянии, что представляет некоторую опасность для обслуживающего персонала и повышает пожароопасность ввиду наличия паров СОЖ.The moment of the onset of wear in the technical solutions proposed in patents RU # 02166412, RU # 02176175, RU # 02147489 is the moment when the electrical circuit closes, in which the workpiece is the key. Consequently, the scope of these technical solutions is limited to conductive materials. It can also be noted that the electric current in these technical solutions is open, since both the workpiece and the tool are in a non-isolated state from the environment, which poses some danger to the operating personnel and increases the fire hazard due to the presence of coolant vapors.

Характерным общим недостатком технических решений патентов третьей группы является их малая пригодность для оценки износа многократно перетачиваемого инструмента.A characteristic common drawback of technical solutions of the third group of patents is their low suitability for assessing the wear of a re-sharpened tool.

Общим недостатком технических решений всех трех групп патентов является необходимость внесения изменений в конструкцию каждой единицы оборудования, что зачастую невозможно по различным причинам, таким как сложность реализации, требования по гарантийным обязательствам, требования безопасности и т.д.A common drawback of technical solutions of all three groups of patents is the need to make changes in the design of each piece of equipment, which is often impossible for various reasons, such as the complexity of implementation, requirements for warranty obligations, safety requirements, etc.

В качестве ближайшего аналога выбран цельный обкаточный резец, представляющий собой диск с выполненными на его периферии зубьями, задние углы, на боковых сторонах которых образованы винтовыми эвольвентными поверхностями, а задние углы на вершине - конической поверхностью, передние углы образованы плоской поверхностью (Кирютин А.С. Обкаточные резцы. Применение, конструктивные особенности, уникальность. Материалы 77-й Международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров». Москва, МГТУ «МАМИ», март 2012, Книга 7, стр. 91).As the closest analogue, a one-piece rolling cutter was chosen, which is a disc with teeth made on its periphery, the rear corners, on the lateral sides of which are formed by helical involute surfaces, and the rear corners at the top are a conical surface, the front corners are formed by a flat surface (Kiryutin A.S. . Rolling cutters. Application, design features, uniqueness. Materials of the 77th International Scientific and Technical Conference of the AAI "Automobile and Tractor Engineering in Russia: Development Priorities and Personnel Training." Moscow, MSTU "MAMI", March 2012, Book 7, p. . 91).

Инструменты такого типа широко применяются в современном производстве и обеспечивают высокую производительность. Однако инструмент является достаточно дорогим, поэтому очень важно обеспечить своевременную замену изношенного инструмента. В противном случае, даже непродолжительная обработка с затупленными или сколотыми режущими кромками приводит к ускоренному износу ближайших режущих кромок и снижению общего ресурса инструмента. Таким образом, серьезным недостатком данного технического решения является отсутствие в конструкции инструмента встроенного средства контроля за износом инструмента.Tools of this type are widely used in modern production and provide high productivity. However, the tool is quite expensive, so it is very important to ensure the timely replacement of the worn out tool. Otherwise, even short-term machining with blunt or chipped cutting edges leads to accelerated wear of the nearest cutting edges and a decrease in the total tool life. Thus, a serious drawback of this technical solution is the lack of a built-in tool for monitoring tool wear in the tool design.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание конструкции инструмента, обеспечивающей простой контроль состояния режущих кромок непосредственно на рабочем месте без применения дополнительных технических средств.The task to be solved by the utility model is the creation of a tool design that provides a simple control of the condition of the cutting edges directly at the workplace without the use of additional technical means.

Для решения поставленной задачи в обкаточном резце, представляющем собой диск с выполненными на его периферии зубьями, задние углы которых на боковых сторонах образованы винтовыми эвольвентными поверхностями, а задние углы на вершине - конической поверхностью, на задних поверхностях вершин зубьев, под слоем износостойкого покрытия толщиной s сформированы полосы шириной h контрастного материалу покрытия цвета, расположенные эквидистантно режущим кромкам на равном расстоянии δ друг от друга и от режущих кромок у вершин и связанные с допустимым износом Δ по задней поверхности, а также со снимаемым в ходе переточки инструмента припуском Н по передней поверхности зависимостями:To solve the set problem in a rolling cutter, which is a disc with teeth made on its periphery, the rear angles of which on the lateral sides are formed by helical involute surfaces, and the rear angles at the top are a conical surface, on the rear surfaces of the tops of the teeth, under a layer of wear-resistant coating thickness s stripes with a width h of a color contrasting material of the coating are formed, located equidistantly to the cutting edges at an equal distance δ from each other and from the cutting edges at the tops and associated with the permissible wear Δ along the flank surface, as well as with the allowance H on the front surface removed during tool regrinding by the dependencies :

δ=(Δ-s(1/sinα+1/cosγ))/cosα;δ = (Δ-s (1 / sinα + 1 / cosγ)) / cosα;

h=(H-s)cos(α+γ)-α;h = (H-s) cos (α + γ) -α;

где δ - расстояние между полосами, мм;where δ is the distance between the stripes, mm;

Δ - величина допустимого износа по задней поверхности, мм;Δ - value of permissible wear on the flank surface, mm;

s - толщина износостойкого покрытия, мм;s is the thickness of the wear-resistant coating, mm;

α - задний угол по вершине зуба, град;α - posterior angle along the apex of the tooth, degrees;

γ - передний угол, град;γ - rake angle, degrees;

h - ширина полос, мм;h is the width of the strips, mm;

Н - величина припуска на однократную переточку инструмента по передней поверхности, мм.H is the amount of allowance for a single regrinding of the tool along the front surface, mm.

Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что на задних поверхностях вершин зубьев, под слоем износостойкого покрытия толщиной s сформированы полосы шириной h контрастного материалу покрытия цвета, расположенные эквидистантно режущим кромкам на равном расстоянии δ друг от друга и связанные с допустимым износом Δ по задней поверхности, а также со снимаемым в ходе переточки инструмента припуском Н по передней поверхности зависимостями:A set of essential features, consisting in the fact that on the rear surfaces of the tops of the teeth, under a layer of wear-resistant coating with a thickness of s, stripes of width h are formed with a color contrasting material of the coating, located equidistant to the cutting edges at an equal distance δ from each other and associated with permissible wear Δ along the rear surface , as well as with the allowance H on the front surface removed during the tool resharpening:

δ=(Δ-s(1/sinα+1/cosγ))/cosα;δ = (Δ-s (1 / sinα + 1 / cosγ)) / cosα;

h=(H-s)cos(α+γ)-δ;h = (H-s) cos (α + γ) -δ;

где δ - расстояние между полосами, мм;where δ is the distance between the stripes, mm;

Δ - величина допустимого износа по задней поверхности, мм;Δ - value of permissible wear on the flank surface, mm;

s - толщина износостойкого покрытия, мм;s is the thickness of the wear-resistant coating, mm;

α - задний угол по вершине зуба, град;α - posterior angle along the apex of the tooth, degrees;

γ - передний угол, град;γ - rake angle, degrees;

h - ширина полос, мм;h is the width of the strips, mm;

Н - величина припуска на однократную переточку инструмента по передней поверхности, мм;H is the amount of allowance for a single regrinding of the tool along the front surface, mm;

позволяет определить факт затупления (или образования скола) режущих кромок инструмента непосредственно на станке без дополнительных инструментальных средств, а также выполнить переточку на строго определенную величину припуска.allows you to determine the fact of bluntness (or chipping) of the cutting edges of the tool directly on the machine without additional tools, and also to perform regrinding to a strictly defined amount of allowance.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

фиг. 1 - цельный обкаточный резец, разрез общего вида;fig. 1 - one-piece rolling cutter, general view;

фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1 (покрытие не показано);fig. 2 - the same, view A in Fig. 1 (cover not shown);

фиг. 3 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2.fig. 3 - the same, section b-b in Fig. 2.

Обкаточный резец представляет собой диск 1 с выполненными на его периферии зубьями 2, задние углы которых на боковых сторонах образованы винтовыми эвольвентными поверхностями 3, а задние углы α на вершине - конической поверхностью 4. На задних поверхностях вершин зубьев 2, под слоем износостойкого покрытия 5 толщиной s сформированы полосы 6 шириной h контрастного материалу покрытия цвета. Полосы 6 расположены эквидистантно режущим кромкам на равном расстоянии δ друг от друга и от режущих кромок у вершин. Ширина полос 6 h и расстояние между ними δ связаны с допустимым износом Δ по задней поверхности, а также со снимаемым в ходе переточки инструмента припуском Н по передней поверхности зависимостями:The rolling cutter is a disc 1 with teeth 2 made on its periphery, the rear angles of which on the lateral sides are formed by helical involute surfaces 3, and the rear angles α at the top are a conical surface 4. On the rear surfaces of the tops of the teeth 2, under a layer of wear-resistant coating 5 thick s stripes 6 with a width h of a color contrasting to the coating material are formed. The strips 6 are located equidistantly to the cutting edges at an equal distance δ from each other and from the cutting edges at the tops. The width of the strips 6 h and the distance between them δ are associated with the permissible wear Δ along the flank surface, as well as with the allowance H along the front surface that is removed during tool regrinding by the dependences

δ=(Δ-s(1/sina+1/cosγ))/cosα;δ = (Δ-s (1 / sina + 1 / cosγ)) / cosα;

h=(H-s)cos(α+γ)-δ,h = (H-s) cos (α + γ) -δ,

где δ - расстояние между полосами, мм;where δ is the distance between the stripes, mm;

Δ - величина допустимого износа по задней поверхности, мм;Δ - value of permissible wear on the flank surface, mm;

s - толщина износостойкого покрытия, мм;s is the thickness of the wear-resistant coating, mm;

α - задний угол по вершине зуба, град;α - posterior angle along the apex of the tooth, degrees;

γ - передний угол, град;γ - rake angle, degrees;

h - ширина полос, мм;h is the width of the strips, mm;

Н - величина припуска на однократную переточку инструмента по передней поверхности, мм.H is the amount of allowance for a single regrinding of the tool along the front surface, mm.

Возможность реализации обкаточного резца показана на следующем примере. Геометрические параметры зубьев (2) и износостойкого покрытия:The possibility of implementing a rolling cutter is shown in the following example. Geometrical parameters of teeth (2) and wear-resistant coating:

α=5° - задний угол по вершине зуба;α = 5 ° - posterior angle along the apex of the tooth;

γ=5° - передний угол;γ = 5 ° - rake angle;

Δ=0,15 мм - величина допустимого износа по задней поверхности;Δ = 0.15 mm - the value of permissible wear on the flank surface;

Н=0,2 мм - величина припуска на однократную переточку инструмента по передней поверхности,Н = 0.2 mm - the size of the allowance for a single regrinding of the tool along the front surface,

s=0,005 мм - толщина износостойкого покрытия;s = 0.005 mm is the thickness of the wear-resistant coating;

тогдаthen

δ=(0,15-0,005(1/sin(5°)+1/cos(5°)))/cos(5°)0,088 мм;δ = (0.15-0.005 (1 / sin (5 °) + 1 / cos (5 °))) / cos (5 °) 0.088 mm;

h=(0,2-0,005)cos(5°+5°)-0,088≈0,104 мм.h = (0.2-0.005) cos (5 ° + 5 °) -0.088≈0.104 mm.

Таким образом, для обеспечения контроля износа режущих кромок при указанных условиях на задних поверхностях 4 по вершинам зубьев 2 под слоем износостойкого покрытия должны быть нанесены полосы 6 шириной 0,104 мм и на расстоянии 0,088 мм друг от друга и от режущих кромок.Thus, to ensure control of the wear of the cutting edges under the specified conditions, strips 6 with a width of 0.104 mm and at a distance of 0.088 mm from each other and from the cutting edges should be applied on the back surfaces 4 along the tops of the teeth 2 under the wear-resistant coating layer.

Процесс эксплуатации обкаточного резца выглядит следующим образом. В ходе работы режущие кромки у вершин притупляются, а покрытие 5 истирается. Оператор с некоторой периодичностью осматривает инструмент на предмет появления на задней поверхности контрастных цвету покрытия 5 полос 6, вскрывшихся ввиду истирания покрытия. Наступление данного события ознаменовывает момент износа, после чего покрытие 5 снимается, с передней поверхности инструмента снимается слой толщиной h, а затем инструмент повторно покрывается. Цикл работы затем повторяется некоторое количество раз.The operating process of the rolling cutter is as follows. In the course of work, the cutting edges at the tops become dull, and the coating 5 wears out. The operator periodically examines the instrument for the appearance of 5 stripes 6 contrasting with the color of the coating on the back surface, which have opened due to abrasion of the coating. The occurrence of this event marks the moment of wear, after which the coating 5 is removed, a layer of thickness h is removed from the front surface of the tool, and then the tool is recoated. The cycle of work is then repeated a number of times.

Принципиальная возможность нанесения полос 6 с нужными характеристиками иллюстрируется работой [1]: с помощью лазера за счет изменения длины волны можно добиться контрастного цвета полосы, причем образующиеся на поверхности микронеровности находятся в пределах 2 мкм, а разрешающей способности лазера - 0,035 мм - достаточно для формирования полос и свободных от них участков.The fundamental possibility of applying stripes 6 with the desired characteristics is illustrated by work [1]: with the help of a laser, by changing the wavelength, it is possible to achieve a contrasting color of the stripes, and the microroughness formed on the surface is within 2 μm, and the laser resolution - 0.035 mm - is sufficient to form strips and areas free from them.

Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить простой контроль состояния режущих кромок обкаточного резца непосредственно на рабочем месте без применения дополнительных технических средств.The claimed technical solution allows for a simple control of the state of the cutting edges of the rolling cutter directly at the workplace without the use of additional technical means.

Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The claimed technical solution is possible for implementation on standard technological equipment.

ЛитератураLiterature

1. Д.Н. Антонов, А.А. Бурцев, О.Я. Бутковский. Окрашивание поверхности металлов под действием импульсного лазерного излучения/Журнал технический физики, 2014, том 84, вып. 10.1. D.N. Antonov, A.A. Burtsev, O. Ya. Butkovsky. Coloration of the surface of metals under the action of pulsed laser radiation / Technical Physics Journal, 2014, volume 84, issue. ten.

Claims (10)

Обкаточный резец, представляющий собой диск с выполненными на его периферии зубьями, задние углы которых на боковых сторонах образованы винтовыми эвольвентными поверхностями, а задние углы на вершине - конической поверхностью, отличающийся тем, что на задних поверхностях вершин зубьев под слоем износостойкого покрытия толщиной s сформированы полосы контрастного материалу покрытия цвета, расположенные эквидистантно режущим кромкам на равном расстоянии δ друг от друга и от режущих кромок у вершин, выполненные шириной h, связанной с допустимым износом Δ по задней поверхности и со снимаемым в ходе переточки инструмента припуском Н по передней поверхности следующими зависимостями:A rolling cutter, which is a disc with teeth made on its periphery, the rear angles of which on the lateral sides are formed by helical involute surfaces, and the rear angles at the top are a conical surface, characterized in that strips are formed on the rear surfaces of the tops of the teeth under a layer of wear-resistant coating of thickness s color contrasting to the material, located equidistant to the cutting edges at an equal distance δ from each other and from the cutting edges at the tops, made with a width h associated with the permissible wear Δ along the flank surface and with the allowance H on the front surface removed during tool regrinding by the following dependencies: δ=(Δ-s(1/sina+1/cosγ))/cosα;δ = (Δ-s (1 / sina + 1 / cosγ)) / cosα; h=(H-s)cos(α+γ)-δ;h = (H-s) cos (α + γ) -δ; где δ - расстояние между полосами, мм;where δ is the distance between the stripes, mm; Δ - величина допустимого износа по задней поверхности, мм;Δ - value of permissible wear on the flank surface, mm; s - толщина износостойкого покрытия, мм;s is the thickness of the wear-resistant coating, mm; α - задний угол по вершине зуба, град;α - posterior angle along the apex of the tooth, degrees; γ - передний угол, град;γ - rake angle, degrees; h - ширина полос, мм;h is the width of the strips, mm; Н - величина припуска на однократную переточку инструмента по передней поверхности, мм.H is the amount of allowance for a single regrinding of the tool along the front surface, mm.

Images