FR2476524A1 - PROCESS FOR WORKING THE SURFACE OF A COLD ROLLING ROLLER - Google Patents
PROCESS FOR WORKING THE SURFACE OF A COLD ROLLING ROLLER Download PDFInfo
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR TRAVAILLER LA SURFACE D'UN CYLINDRE DE LAMINAGE A FROID. SELON L'INVENTION, ON PREVOIT UNE CHAMBRE 1 AYANT UN GENERATEUR DE FAISCEAU 3 SUR UNE TABLE DE TRAVAIL T; ON MONTE UN SUPPORT 2 MOBILE DANS TROIS DIRECTIONS SE COUPANT PERPENDICULAIRE X, Y ET Z SUR LA TABLE DANS LA CHAMBRE; ON ATTACHE LE CYLINDRE R A TRAVAILLER DE FACON ROTATIVE SUR LE SUPPORT; ET ON REND RUGUEUSE LA SURFACE DU CYLINDRE EN Y PROJETANT LE FAISCEAU TOUT EN DEPLACANT LE SUPPORT ET EN FAISANT TOURNER LE CYLINDRE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX CYLINDRES DE LAMINAGE DE TOLES.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR WORKING THE SURFACE OF A COLD ROLLING CYLINDER. ACCORDING TO THE INVENTION, A CHAMBER 1 IS PROVIDED HAVING A BEAM GENERATOR 3 ON A WORK TABLE T; A MOBILE BRACKET 2 IS MOUNTED IN THREE DIRECTIONS CUTTING PERPENDICULAR X, Y AND Z ON THE TABLE IN THE BEDROOM; THE CYLINDER R IS ATTACHED TO WORK ROTATING ON THE SUPPORT; AND WE MAKE THE SURFACE OF THE CYLINDER ROUGH BY THROWING THE BEAM THROUGH IT WHILE MOVING THE SUPPORT AND TURNING THE CYLINDER. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO SHEET ROLLING CYLINDERS.
Description
i La présente invention se rapporte à un procédé pour travailler laThe present invention relates to a method for working the
surface d'un cylindre à utiliser dans l'étape de laminage de trempe de son laminage à froid par un faisceau tel qu'un faisceau d'électronsou un faisceau laser. Dans la fabrication de tôles d'acier laminées à froid sont incorporées des étapes telles que l'impression d'un motif en forme de peau de poire à la surface de la tôle et le travail d'une tôle à motif (comme des quadrillages ou des ondes) afin d'améliorer son aptitude au travail et au revêtement par la presse. Dans ces étapes, le motif est transféré à la surface de la tôle d'acier lors d'un laminage par un cylindre dont la surface a des dépressions et des surface of a cylinder for use in the quench rolling step of its cold rolling by a beam such as an electron beam or a laser beam. In the manufacture of cold-rolled steel sheet are incorporated steps such as printing a pear-skin pattern on the surface of the sheet and working patterned sheet metal (such as grids or waves) to improve its ability to work and coating by the press. In these steps, the pattern is transferred to the surface of the steel sheet during rolling by a cylinder whose surface has depressions and
élévations fines, et la forme des dépressions et des éléva- fine elevations, and the shape of depressions and elevations
tions à la surface du cylindre est transférée fidèlement à la surface de la tôle d'acier. En conséquence, les caractéristiques topographiques de la surface du cylindre comme les figures résultant du processus pour rendre rugueux ou les figures ou formes ondulées sont combinées avec fidélité à la condition finie de la surface de la tôle d'acier. Par conséquent, la condition rugueuse de la surface du cylindre a un effet considérable sur la surface du produit. Certains des procédés traditionnels pour, par exemple, rendre rugueuse la surface du cylindre consiste en un jet de grenaille o des particules d'un matériau sont injectées à la surface du cylindre pour créer des dépressions et des élévations par l'impact des particules avec la surface du cylindre, et un procédé d'usinage par décharge électrique. Tandis que le procédé de jet de grenaille est couramment utilisé et que son prix est faible, il présente un inconvénient de manquer d'uniformité pour la configuration et la rugosité de surface. Par ailleurs, tandis que le processus d'usinage par décharge électrique permet de satisfaire la nécessité d'uniformité de la rugosité de surface à un certain point, l'équipement the surface of the cylinder is transferred faithfully to the surface of the steel sheet. As a result, the topographic features of the cylinder surface such as the resulting figures of the process for roughening or the wavy figures or shapes are combined with fidelity to the finite condition of the surface of the steel sheet. Therefore, the rough condition of the cylinder surface has a considerable effect on the surface of the product. Some of the traditional methods for, for example, roughening the surface of the cylinder consist of a shot jet where particles of a material are injected on the surface of the cylinder to create depressions and elevations by the impact of the particles with the surface of the cylinder, and a method of machining by electric discharge. While the shot blasting process is commonly used and its price is low, it has a disadvantage of lack of uniformity in configuration and surface roughness. Moreover, while the process of electric discharge machining makes it possible to satisfy the need for uniformity of the surface roughness at a certain point, the equipment
est considérablement coûteux.is considerably expensive.
La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes de ces procédés traditionnels d'usinage et de procurer un procédé pour travailer un cylindre pour qu'il ait une surface très uniformément rugueuse, en utilisant un faisceau tel qu'un faisceau d'électronsou un faisceau laser. Le travail d'un corps solide par un faisceau tel qu'un faisceau d'électronsou unfaisceau laser est une technique connue selon le principe décrit ci-après. Par exemple, quand un faisceau d'électronsfait impact sur un corps solide à une grande vitesse, l'électron s'arrête sur la couche mince de surface du corps solide et impartit 995o The object of the present invention is to solve the problems of these traditional machining methods and to provide a method for working a cylinder to have a very uniformly rough surface, using a beam such as an electron beam or laser beam. The work of a solid body by a beam such as an electron beam or a laser beam is a known technique according to the principle described below. For example, when an electron beam makes an impact on a solid body at a great speed, the electron stops on the thin surface layer of the solid body and imparts 995o
de son énergie ou plus à la couche sous forme de chaleur. of its energy or more to the layer in the form of heat.
En conséquence, quand on fait converger le faisceau d'électronsprécisément par une lentille électromagnétique pour le focaliser à la surface du matériau solide, une énergie relativement importante est concentrée sur une très petite partie de la surface du solide o le matériau se volatilise par la très haute température, pour obtenir ainsi l'opération souhaitée. De même, quand on fait converger précisément un faisceau-laser fort au moyen d'une lentille optique pour le focaliser sur la surface du matériau solide, une énergie relativement importante est concentrée sur une très petite partie de la surface du solide o le matériau se volatilise du fait de la très haute température, Consequently, when the electron beam is precisely focused by an electromagnetic lens to focus it on the surface of the solid material, a relatively high energy is concentrated on a very small part of the surface of the solid where the material volatilizes by the very high temperature, to obtain the desired operation. Similarly, when a strong laser beam is precisely converged by means of an optical lens to focus on the surface of the solid material, a relatively large energy is concentrated on a very small portion of the surface of the solid where the material is volatilises because of the very high temperature,
pour obtenir ainsi l'opération souhaitée. to obtain the desired operation.
En conséquence, la présente invention a pour objet principal d'accomplir une opération de travail sur la surface d'un cylindre avec une très haute uniformité, en utilisant les propriétés d'un faisceau comme un faisceau d'électronsou un faisceau laser, et un dispositif de travail Accordingly, the main object of the present invention is to perform a working operation on the surface of a cylinder with a very high uniformity, using the properties of a beam such as an electron beam or a laser beam, and a working device
à faisceau est prévu dans ce but.beam is provided for this purpose.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, The invention will be better understood and other purposes,
caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal- characteristics, details and advantages of it
tront plus clairement au cours de la description explicative more clearly in the explanatory description
qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique de la construction du dispositif de travail à faisceau à utiliser dans la mise en pratique du procédé selon l'invention; - la figure 2A est une vue en plan du motif de base par le procédé selon la présente invention; - la figure 2B est-une vue en plan et grossie du which will follow with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example illustrating several embodiments of the invention and in which: - Figure 1 is a schematic illustration of the construction of the beam working device for use in the practice of the method according to the invention; Fig. 2A is a plan view of the base pattern by the method according to the present invention; - Figure 2B is a plan view and enlarged of the
motif de la figure 2A; --pattern of Figure 2A; -
- la figure 3A est une vue en plan d'une modification du motif obtenu par le procédé selon l'invention; - la figure 3B est une vue en plan et grossie du motif de la figure 5A; - la figure 3C est une vue en coupe grossie du motif de la figure 3A; FIG. 3A is a plan view of a modification of the pattern obtained by the method according to the invention; Figure 3B is an enlarged plan view of the pattern of Figure 5A; Figure 3C is an enlarged sectional view of the pattern of Figure 3A;
- la figure 4A est une vue en plan d'une autre modifi- FIG. 4A is a plan view of another modification
cation du motif obtenu par le procédé selon la présente invention; - la figure 4B est une vue grossie et en plan du motif de la figure 4A; cation of the pattern obtained by the process according to the present invention; Figure 4B is a magnified plan view of the pattern of Figure 4A;
- la figure 5A est une vue en plan d'une autre modifi- FIG. 5A is a plan view of another modification
cation du motif obtenu par le procédé selon l'invention; - la figure 5B est une vue en plan et grossie du motif de la figure 5A; - la figure 6A est une vue au microscope de la surface d'un cylindre renduerugueuee par le jet de grenaille traditionnel; - la figure 6B est une vue au microscope de la surface d'un cylindre rendue rugueuse par l'usinage traditionnel par décharge électrique; - la figure 6C est une vue au microscope de la surface d'un cylindre rendue rugueuse par le procédé selon la présente invention; - la figure 7A est un diagramme de mesure sur un papier à diagramme, d'un appareil de mesure de la rugosité montrant la condition de surface d'un cylindre rendu rugueux par le processus de jet de grenaille; - la figure 7B est un diagramme de mesure sur un papier diagramme d'un appareil de mesure de la rugosité montrant la condition de surface d'un cylindre rendu rugueux par le processus d'usinage à décharge électrique; et - la figure 7C est un diagramme de mesure sur un papier diagramme d'un appareil de mesure de rugosité montrant la condition de surface d'un cylindre rendu rugueux par le cation of the pattern obtained by the process according to the invention; Figure 5B is an enlarged plan view of the pattern of Figure 5A; FIG. 6A is a microscope view of the surface of a cylinder rendering reduced by the conventional shot jet; FIG. 6B is a microscope view of the surface of a roughened cylinder by conventional electrical discharge machining; FIG. 6C is a microscope view of the surface of a roughened cylinder by the method according to the present invention; FIG. 7A is a diagram on a graph paper of a roughness measuring apparatus showing the surface condition of a cylinder roughened by the shot blasting process; Fig. 7B is a measurement chart on a diagram paper of a roughness measuring apparatus showing the surface condition of a cylinder made rough by the electric discharge machining process; and FIG. 7C is a measurement diagram on a diagram paper of a roughness measuring apparatus showing the surface condition of a cylinder made rough by the
procédé selon l'invention.-process according to the invention
Le dispositif de travail à faisceau utilisé dans le procédé selon l'invention a une construction avec une chambre-de travail 1 montée sur une table de travail T. Le dispositif produit un faisceau tel qu'un faisceau d'électroreou un faisceau laser pour travailler ainsi la surface d'un cylindre de laminage à froid R supporté dans The beam working device used in the method according to the invention has a construction with a working chamber 1 mounted on a working table T. The device produces a beam such as an electrode beam or a laser beam for working thus the surface of a cold rolling roll R supported in
la chambre 1.the room 1.
Dans le cas o le faisceau est un faisceau d'électrons, il est souhaitable que la pression dans la chambre 1 soit In the case where the beam is an electron beam, it is desirable that the pressure in the chamber 1 be
réduite à 1 x 10-1 torr ou moins par une pompe à vide 11. reduced to 1 x 10-1 torr or less by a vacuum pump 11.
Dans le cas o le faisceau est un faisceau laser, il n'est In the case where the beam is a laser beam, it is not
pas nécessaire d'évacuer la chambre 1. no need to evacuate room 1.
Un support 2 pour le cylindre R à travailler est prévu dans la chambre 1. Le support 2 est pourvu d'unités d'entraînement 21 et 22 pour ajuster le mouvement le long des directions horizontales x,-y et d'une direction verticale z et il est adapté à supporter le cylindre R horizontalement pour un entraînement en rotation. Par ailleurs, la chambre 1 est pourvue d'une entrée 12 par o le cylindre R est introduit et est sorti de la chambre par un moyen de chargement (non représenté) tel qu'un chariot. Au sommet de la chambre 1 fait intégralement corps un générateur 3 de faisceau pour produire le faisceau tel que le faisceau d'électrorsou le faisceau laser. Le O0 générateur 3 peut avoir une construction connue avec un canon, un élément d'ajustement de la force du faisceau, un élément d'ajustement de la convergence du faisceau, un élément d'ajustement de la déviation de la position du faisceau et un analogues Le générateur 3 est placé de O façon que l'extrémité convergée du faisceau 31 ainsi produit corresponde à la position de la surface du cylindre D supporté par le support 2. La chambre 1 est pourvted'un système d'observation 4 pour observer le processus du A support 2 for the cylinder R to be worked is provided in the chamber 1. The support 2 is provided with drive units 21 and 22 to adjust the movement along the horizontal directions x, -y and a vertical direction z and it is adapted to support the cylinder R horizontally for a rotational drive. Furthermore, the chamber 1 is provided with an inlet 12 by o the cylinder R is introduced and is out of the chamber by a loading means (not shown) such as a carriage. At the top of the chamber 1 is integrally formed a beam generator 3 for producing the beam such as the electror beam or the laser beam. The generator O 3 may have a known construction with a barrel, a beam force adjusting element, a beam convergence adjusting element, a beam position deflection adjusting member and a beam beam adjusting member. The generator 3 is placed so that the converged end of the beam 31 thus produced corresponds to the position of the surface of the cylinder D supported by the support 2. The chamber 1 is provided with an observation system 4 to observe the process of
travail s'y produisant.work occurring there.
Dans le cas o l'on utilise un faisceau laser, le générateur-s peut être séparé de la chambre 1 pour guider le faisceau laser sur le cylindre R à travailler au moyen d'un système optique tel qu'une fibre de verre, un réflec- In the case where a laser beam is used, the generator-s can be separated from the chamber 1 to guide the laser beam on the cylinder R to work by means of an optical system such as a fiberglass, a reflectors
teur 41 ou analogue.41 or the like.
Dans l'opération de travail, le cylindre R monté sur le support 2 est travaillé le long de toute sa circonférence tandis qu'il est entraîné peu à peu en rotation, et ensuite le support est décalé d'un pas longitudinalement au cylindre In the working operation, the cylinder R mounted on the support 2 is worked along its entire circumference while it is gradually rotated, and then the support is shifted by one pitch longitudinally to the cylinder
R pour son travail circonférentiel total suivant. Alterna- R for his next total circumferential work. alterna-
tivement, le générateur 3 peut être ajusté en déviation de façon à répondre au changement de la position de travail sur une gamme limitée. Par ailleurs, la force du faisceau, qui est un facteur primordial de la profondeur de travail, Finally, the generator 3 may be deflected to respond to changing work position over a limited range. Moreover, the strength of the beam, which is a major factor in the depth of work,
peut être régulée en ajustant le canon. can be regulated by adjusting the barrel.
Dans le procédé de travail au faisceau selon la présente invention, comme il est possible de travailler avec précision des motifs réguliers en un temps très court en utilisant le moyen d'un type de balayage à faisceau qui brOle tout motif souhaité en explorant une zone de l'ordre de 0,1-500 mm avec un faisceau convergé à 100 p ou moins, on peut facilement établir deux pas longitudinaux et latéraux de travail P1 et P2, respectivement, et un diamètre D, par exemple, dans le cas de base des dépressions In the beam working method according to the present invention, as it is possible to accurately work out regular patterns in a very short time using the means of a beam scanning type which brocates any desired pattern by exploring a region of in the order of 0.1-500 mm with a beam converged at 100 p or less, two longitudinal and lateral working steps P1 and P2, respectively, and a diameter D, for example, in the basic case, can easily be established depressions
circulaires que l'on peut voir sur les figures 2A et 2B. circular which can be seen in Figures 2A and 2B.
En conséquence, dans le procédé selon la présente invention, il est possible de travailler divers motifs comme des motifs de gorges parallèles ayant une largeur prédéterminée B et une profondeur d comme on peut le voir Accordingly, in the method according to the present invention, it is possible to work various patterns such as parallel groove patterns having a predetermined width B and a depth d as can be seen
sur les figures 3A, 3B et 3C, un motif de gorges en quadril- in FIGS. 3A, 3B and 3C, a pattern of quadrilateral gorges
lage comme on peutle voir sur les figures 4A et 4B, et un motif. de gorges régulières avec une largeur changeante as can be seen in FIGS. 4A and 4B, and a pattern. regular grooves with a changing width
des gorges comme on peut le voir sur les figures 5A et5B. grooves as can be seen in Figures 5A and 5B.
Dans le procédé traditionnel de jet de grenaille, In the traditional shot blasting process,
la surface travaillée manque d'uniformité par sa configura- the surface worked lacks uniformity by its
tion et sa rugosité comme on peut le voir sur les figures 6A et 7A. Le procédé d'usinage par décharge électrique traditionnel, tout en répondant aux nécessités d'uniformité à un certain point comme on peut le voir sur les figures 6B et 7B, n'est pas suffisamment satisfaisant. Le procédé selon l'invention permet cependant d'obtenir un motif régulier suffisamment satisfaisant comme on peut le voir sur la figure 6C et une rugosité de surface suffisamment uniforme and its roughness as can be seen in Figures 6A and 7A. The conventional electric discharge machining method, while meeting the uniformity requirements at a certain point as can be seen in FIGS. 6B and 7B, is not sufficiently satisfactory. The method according to the invention, however, makes it possible to obtain a sufficiently satisfactory regular pattern as can be seen in FIG. 6C and a sufficiently uniform surface roughness.
comme on peut le voir sur la figure 7C. as can be seen in Figure 7C.
Le procédé selon l'invention, permettant de donner un cylindre ayant une surface très uniformément travaillée, présente d'autres avantages, en effet, l'aptitude au travail à la presse et au revêtement de la tôle d'acier ainsi laminée est accrue, la résistance à l'usure du cylindre luimême est accrue pour réduire ainsi l'unité physique des cylindres, et le nombre de cylindres à maintenir peut être réduit. Par ailleurs, dans le procédé selon l'invention, ltusinage du cylindre et le travail pour le rendre rugueux The process according to the invention, which makes it possible to give a cylinder having a very uniformly worked surface, has other advantages, in fact, the ability to work with the press and the coating of the steel sheet thus laminated is increased, the wear resistance of the cylinder itself is increased to thereby reduce the physical unit of the rolls, and the number of rolls to be maintained can be reduced. Furthermore, in the process according to the invention, the machining of the cylinder and the work to make it rough
peuvent être accomplis simultanément. can be accomplished simultaneously.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given by way of example. In particular, it comprises all the means constituting technical equivalents of the means described and their combinations if they are executed according to its spirit and implemented in
le cadre de la protection comme revendiquée. the framework of protection as claimed.
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