RU2715929C1 - Control method of milling of rolled products - Google Patents
Control method of milling of rolled products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2715929C1 RU2715929C1 RU2019136616A RU2019136616A RU2715929C1 RU 2715929 C1 RU2715929 C1 RU 2715929C1 RU 2019136616 A RU2019136616 A RU 2019136616A RU 2019136616 A RU2019136616 A RU 2019136616A RU 2715929 C1 RU2715929 C1 RU 2715929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutter
- milling
- tooth
- strip
- teeth
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/13—Surface milling of plates, sheets or strips
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности, к фрезерованию непрерывных плоских поверхностей листового проката цилиндрическими фрезами.The invention relates to the field of engineering and metallurgy, in particular, to the milling of continuous flat surfaces of sheet metal by cylindrical mills.
Известен способ фрезерования плоских поверхностей цилиндрическими фрезами [Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001]. В этом случае, как правило, прямолинейное движение предназначенной для фрезерования заготовки относительно вращающейся фрезы осуществляется за счет возвратно-поступательного хода рабочего стола фрезерного станка. Но таким способом невозможно обрабатывать полосу условно бесконечной длины вследствие ограниченности хода рабочего стола. Кроме того, на фрезерованной поверхности появляется обусловленный прерывистостью процесса резания характерный рельеф, состоящий из чередующихся гребешков и впадин - своеобразная упорядоченная шероховатость. Высота гребешков относительно впадин h, определяющая шероховатость RZ фрезерованной поверхности, находится из чисто геометрических представлений как функция диаметра фрезы D и расстояния между соседними гребешками L:A known method of milling flat surfaces with cylindrical mills [Handbook technologist-machine builder: 2 tons / ed. AM Dalsky, A.G. Kosilova, R.K. Meshcheryakova, A.G. Suslov. - 5th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 2001]. In this case, as a rule, the rectilinear movement of the workpiece intended for milling with respect to the rotating mill is carried out due to the reciprocating stroke of the working table of the milling machine. But in this way it is impossible to process a strip of conditionally infinite length due to the limited travel of the desktop. In addition, a characteristic relief, consisting of alternating scallops and depressions, a kind of ordered roughness, appears due to the discontinuity of the cutting process, on the milled surface. The height of the combs relative to the depressions h, which determines the roughness R Z of the milled surface, is found from purely geometric representations as a function of the mill diameter D and the distance between adjacent combs L:
Как следует из (1), с увеличением L высота гребешков увеличивается параболически. Так, например, для диаметра фрезы D=250 мм с увеличением L от 3 мм до 15 мм высота гребешков должна увеличиваться с h=9 мкм до h=225 мкм, что соответствует переходу от шестого к первому классу чистоты поверхности. В свою очередь, классическая теория резания, исходящая из представлений, что каждый из расположенных по окружности фрезы зубьев оставляет на обработанной поверхности отдельную впадину, определяет расстояние между гребешками формулой подачи на зуб SZ [Справочник инструментальщика. - Л.: Машиностроение, 1987. - 846 с.]:As follows from (1), with increasing L, the height of the combs increases parabolic. So, for example, for the cutter diameter D = 250 mm with an increase in L from 3 mm to 15 mm, the height of the combs should increase from h = 9 μm to h = 225 μm, which corresponds to the transition from the sixth to the first class of surface cleanliness. In turn, the classical theory of cutting, based on the notion that each of the teeth located around the circumference of the cutter leaves a separate cavity on the machined surface, determines the distance between the combs by the tooth feed formula S Z [Toolmaker's Handbook. - L .: Engineering, 1987. - 846 p.]:
где SM - скорость движения полосы, минутная подача, м/мин;where S M - the speed of the strip, minute feed, m / min;
n - скорость вращения фрезы, об/мин;n is the speed of rotation of the cutter, rpm
Z - количество зубьев по окружности фрезы;Z is the number of teeth around the circumference of the cutter;
SO - подача на оборот, мм/об.S O - feed per revolution, mm / rev.
Область режимов Б, при которых выполняется формула (2), показана на фигуре 1.The range of modes B, in which the formula (2) is performed, is shown in figure 1.
Известен способ фрезерования полос, полученных в результате горячей прокатки [А.с. 460127 СССР, М. Кл. В23с 3/14, B21b 45/00. Устройство для фрезерования горячего проката в потоке / В.А. Сацкий, В.Н. Ершов, Л.С. Корнеев [и др.]. - №1774391/25-8; заявл. 15.04.72; опубл. 15.02.75, Бюл. №6. - 3 с.: ил.] или непрерывно отлитых полос [Дукмасов, В.Г. Эффективность современных технологий в металлургии / В.Г. Дукмасов, В.Г. Ильичев: под ред. Г.П. Вяткина. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. - 178 с.]. Он позволяет устранить поверхностные дефекты заготовки литейного происхождения или возникшие в ходе горячей прокатки. Здесь взамен движения рабочего стола фрезерного станка используется движение полос, в частности, путем их перемотки с разматывателя на моталку, а с противоположной от фрезы стороны полосы, как правило, устанавливается опорный ролик. Способ позволяет обрабатывать полосы бесконечной длины или длиной, ограниченной лишь максимально допустимым размером свернутого из них рулона. При этом рельеф фрезерованной поверхности проката, состоящий из чередующихся гребешков и впадин, сохраняется. Как правило, фрезерованные полосы предназначены для последующей холодной прокатки. В этом случае высокая шероховатость поверхности может вызывать характерный, особенно для мягкого цветного проката, вид брака - «надиры» или «задиры» (ГОСТ 21014-88), обусловленный, в частности, межвитковым трением при разматывании рулона в процессе прокатки. Таким образом, относительно незначительная шероховатость является необходимым условием получения качественного готового проката, что не всегда достигается рассматриваемым способом. Однако, как было установлено в работах [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36; Певзнер, М.З. О режимах фрезерования и рельефе поверхности фрезерованных полос / М.З. Певзнер // Производство проката. - 2008. - №9. - С. 24-26], в достаточно широком диапазоне режимов фрезерования проката 5-10 мм/об расстояние между гребешками L было равно не подаче на зуб SZ (2), а в Z раз больше - подаче на оборот SO (3):A known method of milling strips obtained by hot rolling [A.S. 460127 USSR, M. Cl.
Область режимов А, при которых выполняется формула (3), показана на фигуре 1.The range of modes A, in which the formula (3) is performed, is shown in figure 1.
Это объясняется особенностями используемых в этом случае режимов фрезерования, а главное, тем, что фрезерование проката принципиально отличается от фрезерования жестко закрепленной в приспособлении детали - оно характеризуется более мягкой системой станок - приспособление - инструмент - деталь (система СПИД) [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36]. Действительно, место закрепления полосы и место ее обработки в этом случае может разделять многометровое расстояние. В результате суммарные накопленные упругие деформации места обработки полосы относительно места ее закрепления достигают значительной величины, близкой к величине L. При превышении накопленных усилий упругого напряжения над силами сопротивления сдвигу (провороту) фрезы, обеспечиваемому самой фрезой в совокупности с опорным роликом, происходит этот сдвиг на величину L, равную в данном случае подаче на оборот. В этом случае из всех расположенных по окружности фрезы зубьев полноценно нагружен лишь один зуб, работающий непосредственно после такого смещения, который собственно и формирует впадину. Все другие зубья лишь проглаживают образовавшийся рельеф, устраняя возможные заусенцы и прочие дефекты, за счет чего наблюдается неравномерный износ зубьев фрезы и быстрый выход ее из строя. Кроме того, за счет того, что длина гребешков увеличивается в Z раз, соответственно (1) их высота увеличивается многократно (в Z2 раз), что может быть причиной образования «надиров» при прокатке.This is explained by the features of the milling modes used in this case, and most importantly, by the fact that milling of rolled products is fundamentally different from milling of a part rigidly fixed in the fixture - it is characterized by a softer machine-tool-fixture-tool-component system (AIDS system) [Nadezhkin, M.P. . The formation of the surface topography during the milling of rolled strips / M.P. Nadezhkin, M.Z. Pevzner // Production of rental. - 2000. - No. 4. - S. 32-36]. Indeed, the place of fastening of the strip and the place of its processing in this case can share a multimeter distance. As a result, the total accumulated elastic deformations of the strip processing site relative to the place of its fastening reach a significant value close to L. When the accumulated elastic stress forces exceed the shear resistance (rotation) forces of the cutter provided by the cutter in conjunction with the support roller, this shift occurs L value, equal in this case to feed per revolution. In this case, of all the teeth located around the circumference of the cutter, only one tooth is fully loaded, working immediately after such a displacement, which actually forms a cavity. All other teeth only smooth the resulting relief, eliminating possible burrs and other defects, due to which there is uneven wear of the cutter teeth and its quick failure. In addition, due to the fact that the length of the scallops increases Z times, respectively (1) their height increases many times (Z 2 times), which may be the cause of the formation of “nadirs” during rolling.
С другой стороны, при достаточно высоких значениях подачи на оборот SO≥SM/n мм/об наблюдается L=SZ [Певзнер, М.З. О режимах фрезерования и рельефе поверхности фрезерованных полос / М.З. Певзнер // Производство проката. - 2008. - №9. - С. 24-26]. Но в этом случае, когда каждый из расположенных по окружности фрезы зубьев оставляет на обработанной поверхности отдельную впадину, мельчайший дефект режущей поверхности зуба фрезы отпечатывается на поверхности изделия, ухудшая ее качество. Этим дефектом может быть «выкрашивание» зуба, естественный промежуток между твердо-сплавными вставками сборной фрезы и т.д. Естественно, в процессе работы такого рода дефекты зубьев фрезы и, соответственно, обработанной поверхности быстро увеличиваются. Таким образом, в достаточно больших интервалах режимов фрезерования SM/n зависимость расстояния между гребешками L от SM/n представляет собой два горизонтальные линии L=SZ и L=SO, соединенные некой промежуточной линией [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36; Певзнер, М.З. О режимах фрезерования и рельефе поверхности фрезерованных полос / М.З. Певзнер // Производство проката. - 2008. - №9. - С. 24-26]. На фигуре 1 она условно представлена в виде наклонного пунктирного отрезка. Очевидно, именно в интервале режимов фрезерования, соответствующих этому отрезку, следовало искать те, которые позволяют сочетать преимущества каждого из режимов, представленных горизонтальными участками диаграммы L(SM/n), см. фигуру 1, но избежать свойственных им недостатков.On the other hand, at sufficiently high feed rates per revolution S O ≥S M / n mm / rev, L = S Z is observed [Pevzner, M.Z. About the milling modes and the surface topography of the milled strips / M.Z. Pevzner // Production of rental. - 2008. - No. 9. - S. 24-26]. But in this case, when each of the teeth located around the circumference of the cutter leaves a separate cavity on the treated surface, the smallest defect of the cutting surface of the cutter tooth is printed on the surface of the product, impairing its quality. This defect may be the “chipping” of the tooth, the natural gap between the carbide inserts of the combined cutter, etc. Naturally, during the operation of this kind of defects, the teeth of the cutter and, accordingly, the machined surface quickly increase. Thus, in sufficiently large intervals of the milling regimes S M / n, the dependence of the distance between the combs L on S M / n is two horizontal lines L = S Z and L = S O connected by a certain intermediate line [Nadezhkin, MP The formation of the surface topography during the milling of rolled strips / M.P. Nadezhkin, M.Z. Pevzner // Production of rental. - 2000. - No. 4. - S. 32-36; Pevzner, M.Z. About the milling modes and the surface topography of the milled strips / M.Z. Pevzner // Production of rental. - 2008. - No. 9. - S. 24-26]. In figure 1, it is conventionally presented in the form of an inclined dotted line. Obviously, it was in the interval of the milling modes corresponding to this segment that one should look for those that allow you to combine the advantages of each of the modes represented by horizontal sections of the L (S M / n) diagram, see figure 1, but avoid their inherent disadvantages.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ управления фрезерованием проката [Пат. №2687638 Российская Федерация, МПК В23С 3/13. Способ управления фрезерованием проката [Текст] / Певзнер М.З.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВятГУ». - №2018127480; заявл. 25.07.2018; опубл. 15.05.2019, Бюл. №14], основывающийся на работах [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36; Певзнер, М.З. О режимах фрезерования и рельефе поверхности фрезерованных полос / М.З. Певзнер // Производство проката. - 2008. - №9. - С. 24-26] и уравнении (3). Для повышения стойкости фрез с одной стороны и предотвращения переноса дефектов фрезы на обработанную поверхность с другой режим обработки (SM/n) назначают по предварительно установленной регрессионной зависимости его связи с расстоянием между гребешками L таким образом, чтобы расстояние между гребешками составляло какое-либо значение в интервале L'=(2÷4)×SZ. То есть для конкретного процесса определяется истинные форма и положение линии, связывающей L=SO и L=SZ, а затем назначается условно «промежуточный» режим обработки (SM/n) (режим фрезерования В, см. фигуру 1), при котором устанавливается некоторое количество зубьев (1÷3), дублирующих работу каждого формирующего впадину зуба.The closest in technical essence to the proposed method is a method of controlling milling of rolled products [Pat. No. 2687638 Russian Federation,
Но количество дублирующих зубьев, необходимое для получения фрезерованной поверхности удовлетворительного качества, в зависимости от состояния фрезы может различаться от одного (n=2, фреза высокого качества идеально собранная и/или заточенная) до 3-4 и более (фреза «изношенная», зубья которой изобилуют сколами и др. дефектами). Такое большое количество дублирующих зубьев призвано гарантированно компенсировать «отпечатывающиеся» на фрезерованной поверхности следы дефектов зубьев фрезы для удовлетворения даже повышенным требованиям к качеству фрезерованной поверхности. Разумеется, если такого рода гарантия не может быть обеспечена, фреза нуждается в замене. То есть чем выше требования к качеству фрезерованной поверхности и больше повреждений на фрезе, тем большее количество дублирующих зубьев должен обеспечить выбранный режим обработки. Таким образом, недостаточно избегать обеих крайностей: L=SZ и L=SO (работы каждым зубом в отдельной впадине и всеми зубьями на окружности фрезы в одной впадине) - необходимо соотносить количество дублирующих зубьев с целым рядом обстоятельств. Конечными «бенефициарами» правильного выбора режима обработки должны стать достижение стабильно высокого качества и повышение стойкости инструмента.But the number of duplicate teeth necessary to obtain a milled surface of satisfactory quality, depending on the condition of the cutter, can vary from one (n = 2, a high-quality cutter perfectly assembled and / or sharpened) to 3-4 or more (worn-out cutter, teeth which abound in chips and other defects). Such a large number of duplicate teeth is designed to guarantee the compensation of “imprinted” on the milled surface traces of defects in the teeth of the milling cutter to satisfy even the increased requirements for the quality of the milled surface. Of course, if this kind of guarantee cannot be provided, the mill needs to be replaced. That is, the higher the requirements for the quality of the milled surface and the more damage to the mill, the more duplicate teeth should provide the selected processing mode. Thus, it is not enough to avoid both extremes: L = S Z and L = S O (work with each tooth in a separate cavity and with all the teeth on the circumference of the cutter in one cavity) - it is necessary to correlate the number of duplicate teeth with a number of circumstances. The ultimate "beneficiaries" of the right choice of processing mode should be the achievement of a consistently high quality and increased tool life.
Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности процесса фрезерования и качества конечного продукта.The aim of the proposed invention is to increase the efficiency of the milling process and the quality of the final product.
Технический результат предполагаемого изобретения заключается в стабилизации качества фрезерованной поверхности на протяжении всего срока службы фрезы с повышением тем самым выхода годного при производстве проката, в повышении производительности процесса, а также в продлении срока службы фрезы до максимально возможного предела.The technical result of the proposed invention is to stabilize the quality of the milled surface throughout the life of the cutter, thereby increasing the yield during the production of rolled products, to increase the productivity of the process, as well as to extend the life of the cutter to the maximum possible limit.
Этот результат достигается путем назначения режима обработки (соотношения скоростей движения полосы и вращения фрезы) по предварительно установленной регрессионной зависимости его связи с расстоянием между гребешками L' таким образом, чтобы выполнялось условиеThis result is achieved by assigning a processing mode (the ratio of the strip speed and the rotation of the cutter) according to a pre-established regression dependence of its relationship with the distance between the scallops L 'so that the condition
где SZ - расчетное значение подачи на зуб.where S Z is the calculated value of the feed per tooth.
n=2 - число зубьев, обрабатывающих одну впадину (один дублирующий зуб).n = 2 is the number of teeth processing one cavity (one duplicate tooth).
В процессе работы фрезы при малейших признаках ухудшения качества обработанной поверхности корректируют технологию обработки (уменьшают параметр SM/n), увеличивая тем самым число зубьев, дублирующих работу каждого формирующего впадину зуба, и расстояние между гребешками L'. Процесс прекращают и отправляют фрезу на очередную заточку, когда расстояние между гребешками достигает критического для данного процесса значения LКРИТ. (Величина LКРИТ определяется предварительно требованиями заказчика или, при наличии последующей холодной прокатки, условиями ее осуществления, например, относительно мягкие материалы, более склонные к образованию надиров, требуют меньшее значение LКРИТ.) Таким образом, осуществляется «краеугольное» условие управления фрезерованием в соответствии с предлагаемым способом, когда количество зубьев, дублирующих работу каждого формирующего впадину зуба, зависит от состояния фрезы, степени ее износа и постепенно увеличивается в процессе эксплуатации. Чем больше количество дефектов (сколов, «выкрашиваний» и т.п.) имеется на зубьях фрезы, тем большее количество зубьев, дублирующих работу каждого формирующего впадину зуба, требуется для компенсации этих дефектов и гарантированного получения качественной поверхности готового проката. Условие L<LКРИТ обеспечивает относительно малое расстояние между гребешками и относительно малую шероховатость, а за счет увеличения количества дублирующих зубьев обеспечивается:During operation of the cutter, at the slightest sign of deterioration in the quality of the machined surface, the processing technology is adjusted (parameter S M / n is reduced), thereby increasing the number of teeth duplicating the work of each tooth forming the cavity and the distance between the combs L '. The process is stopped and the mill is sent to the next sharpening when the distance between the combs reaches the critical value CRIT for the given process. (Size L CRETE defined previously customer requirements or, if a subsequent cold rolling, the conditions of its implementation, for example, relatively soft materials are more prone to the formation Nadirov require minimal value L CRIT). Thus, it performed "corner" milling control condition in in accordance with the proposed method, when the number of teeth duplicating the work of each tooth forming a cavity depends on the condition of the cutter, the degree of its wear and gradually increases in the process of operation. The more defects (chips, “chipping”, etc.) are present on the teeth of the cutter, the greater the number of teeth duplicating the work of each tooth forming a cavity is required to compensate for these defects and guarantee a high-quality surface of the finished product. The condition L <L CRIT provides a relatively small distance between the scallops and a relatively small roughness, and by increasing the number of duplicate teeth, it is ensured:
- стабилизация качества поверхности фрезерованного проката и готового продукта независимо от степени «износа» инструмента;- stabilization of the surface quality of the milled rolled products and the finished product, regardless of the degree of "wear" of the tool;
- повышение стойкости (периода времени и количества материала, обработанного между операциями заточки фрез) и, следовательно, общего срока их службы и эффективности использования;- increase durability (time period and the amount of material processed between the operations of sharpening mills) and, consequently, the total service life and efficiency of use;
- уменьшение времени работы фрезы до ее очередной замены для заточки, а, следовательно, общего времени, затрачиваемого на замены фрез, и, в результате - повышение производительности линии фрезерования.- reducing the operating time of the mill to its next replacement for sharpening, and, consequently, the total time spent on replacing the milling cutter, and, as a result - increasing the productivity of the milling line.
Описание способа.Description of the method.
Предлагаемый способ включает:The proposed method includes:
- непрерывное фрезерование проката, заключающееся в движении (перемотке) полосы относительно вращающейся фрезы;- continuous milling of rolling, consisting in the movement (rewind) of the strip relative to the rotating cutter;
- предварительное определение связи режима фрезерования (соотношения скоростей движения полосы и вращения фрезы) с профилем фрезерованной поверхности (расстоянием между гребешками L);- preliminary determination of the relationship of the milling mode (the ratio of the speeds of the strip and the rotation of the cutter) with the profile of the milled surface (the distance between the scallops L);
- определение режима фрезерования на основе установленной его связи с расстоянием между гребешками и из условия L=2×SZ, где SZ - расчетное значение подачи на зуб (4) и выполнение технологической операции по выбранному режиму;- determination of the milling mode on the basis of its relationship with the distance between the combs and from the condition L = 2 × S Z , where S Z is the calculated value of the feed per tooth (4) and the execution of the technological operation in the selected mode;
- при появлении признаков ухудшения качества фрезерованной поверхности регулировка режима фрезерования в направлении уменьшения параметра SM/n и выполнение технологической операции по режиму, оптимальному для текущего состояния фрезы;- when there are signs of deterioration in the quality of the milled surface, adjusting the milling mode in the direction of decreasing the parameter S M / n and performing the technological operation in the mode optimal for the current state of the milling cutter;
- процесс регулирования режима фрезерования и обработки продолжается при сохранении условия L<LКРИТ и прекращается при достижении L≥LКРИТ.- mode control process of milling and processing continues under preservation conditions L <L CRETE and stops at the L≥L CRIT.
Пример выполнения.Execution example.
Обработка проводилась в линии двустороннего фрезерования, состоящей, в частности, из правильно-размоточной машины, ножниц, станков «встречного» фрезерования [Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова: 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001] верхней и нижней сторон полосы и сверточной машины. Расстояние между тянущими роликами с последующей правильной машиной, относительно жестко связанными с обрабатываемой полосой, и фрезерными станками составляло 8÷12 м. Технологические характеристики линии представлены в таблице 1, а общий вид - на фигуре 2.The processing was carried out in a double-sided milling line, consisting, in particular, of a straight-unwinding machine, scissors, “on-line” milling machines [Handbook of a machine-building engineer: 2 tons / ed. A.M. Dalsky, A.G. Kosilova, R.K. Meshcheryakova, A.G. Suslova: 5th ed., Revised. and add. - M.: Engineering, 2001] the upper and lower sides of the strip and convolutional machine. The distance between the pulling rollers with the subsequent leveling machine, relatively rigidly connected with the machined strip, and milling machines was 8 ÷ 12 m. The technological characteristics of the line are presented in table 1, and a general view is shown in figure 2.
В качестве инструмента использовали сборные цилиндрические фрезы диаметром ~250 мм с 14 винтовыми (ω=25°53' град) зубьями [Банников, Е.А. Справочник фрезеровщика / Е.А. Банников. - Ростов н/Д.: Феникс, 2005. - 320 с.] (фигура 3). Они «набирались» из пластин сплава Р6М5, а затем затачивались по заднему α=12° и переднему γ=3° углам. Для контроля углов заточки использовали угломер 2УРИ по ТУ2-034-617-84.As a tool used prefabricated cylindrical mills with a diameter of ~ 250 mm with 14 helical teeth (ω = 25 ° 53 'degrees) [Bannikov, E.A. Milling machine manual / E.A. Bannikov. - Rostov n / A: Phoenix, 2005. - 320 p.] (Figure 3). They were “recruited” from P6M5 alloy plates, and then sharpened at the rear α = 12 ° and the front γ = 3 ° angles. To control the sharpening angles, we used the 2URI goniometer according to TU2-034-617-84.
Толщина снимаемого слоя составляла ~0,3 мм. Обрабатывали горячекатаные полосы латуни Л63 толщиной ~8 мм и шириной ~650 мм, варьируя n, SM. Контролировали фактическое расстояние L и трансформацию впадины между «гребешками», стойкость фрез и другие технологические параметры, а также рассчитывали подачу на зуб SZ(2), подачу на оборот SO(3) и соотношение L/SZ, определяющее количество зубьев, последовательно обрабатывающих одну впадину, таблица 2. Контроль расстояния между гребешками осуществляли, замеряя мерной линейкой длину, составляемую 10 впадинами.The thickness of the film was ~ 0.3 mm. Hot-rolled strips of brass L63 were processed with a thickness of ~ 8 mm and a width of ~ 650 mm, varying n, S M. The actual distance L and the transformation of the cavity between the “scallops”, the resistance of the cutters and other technological parameters were controlled, and the feed per tooth S Z (2), feed per revolution S O (3) and the ratio L / S Z , which determines the number of teeth, were calculated sequentially processing one cavity, table 2. Control of the distance between the combs was carried out by measuring with a measuring ruler the length of 10 cavities.
Видно, что при фрезеровании по традиционно используемым режимам №1 и №2 (см. таблицу 2, фигуру 1) расстояние между гребешками (L≈10 мм) равнялось не подаче на зуб SZ, а в Z раз больше - подаче на оборот SO. То есть здесь выполнялась не формула (2), а формула (3) и поверхность полосы была достаточно грубой, фигура 4. В результате последующей холодной прокатки на трехклетевом стане до размеров 1,8÷2,0 мм на поверхности ленты обнаруживались надиры.It can be seen that when milling according to the traditionally used modes No. 1 and No. 2 (see table 2, figure 1), the distance between the scallops (L≈10 mm) was equal to not applying to the tooth S Z , and Z times as much - applying to the revolution S O. That is, it was not formula (2) that was executed here, but formula (3) and the strip surface was rather rough, Figure 4. As a result of subsequent cold rolling on a three-stand mill to a size of 1.8 ÷ 2.0 mm, nadirs were found on the surface of the tape.
С целью уменьшения L и, таким образом, предупреждения образования надиров использовали режим, основанный на уменьшении скорости подачи SM и соответствующего уменьшения подачи на оборот SO=SM/n (традиционно применяемый режим №3, см. таблицу 2). Использование этого режима повысило чистоту фрезерованной поверхности и исключило образование надиров при последующей прокатке, но при этом сохранялось L=SO, а также неравномерная нагрузка на зубья и низкая стойкость фрез. Кроме того, уменьшение соотношения SM/n за счет снижения скорости подачи SM связано с соответствующим уменьшением производительности линии фрезерования. При изменении SM/n в сторону увеличения первоначально установленное соотношение L=SO сохранялось и расстояние между гребешками увеличилось (L=SO≈13,3 мм/об, режим №4, см. таблицу 2, фигуру 1).In order to reduce L and, thus, prevent the formation of nadirs, we used a regime based on a decrease in the feed rate S M and a corresponding decrease in the feed per revolution S O = S M / n (traditionally used regime No. 3, see table 2). Using this mode increased the cleanliness of the milled surface and eliminated the formation of nadirs during subsequent rolling, but at the same time L = S O was preserved, as well as uneven load on the teeth and low resistance of the cutters. In addition, a decrease in the ratio S M / n due to a decrease in the feed rate S M is associated with a corresponding decrease in the productivity of the milling line. When S M / n changed upward, the initially established ratio L = S O was maintained and the distance between the combs increased (L = S O ≈13.3 mm / rev, mode No. 4, see table 2, figure 1).
Дальнейшее уменьшение n до n=200 об/мин, что обеспечило соотношение SM/n=40 мм/об (режим №5, см. таблицу 2), привело на первый взгляд к парадоксальному явлению: взамен L=SM/n=SO (3) стало выполняться соотношение L'≈SZ=SM/(n×Z) (2), см. фигуру 1. (Впадина между гребешками длиной L распадается на 14 мелких впадин с расстоянием между гребешками длиной L'=SZ.) Поскольку преимущественно именно эти мелкие впадины длиной L' определяли неровности профиля фрезерованной полосы, он становился значительно более ровным (1). Впрочем, следует отметить, что большие исходные впадины не исчезали совсем, а сохранялись в виде чуть заметных по высоте волн, каждая из которых по-прежнему равняется по длине L=SO=SM/n. (В таблице 2 в одном столбце представлены значения L в случае, когда впадина между гребешками находится в «целом состоянии», и L' - после ее распада, расстояние между гребешками мелких впадин)A further decrease in n to n = 200 rpm, which ensured the ratio S M / n = 40 mm / rev (mode No. 5, see table 2), led at first glance to a paradoxical phenomenon: instead, L = S M / n = S O (3), the relation L'≈S Z = S M / (n × Z) (2) was fulfilled, see figure 1. (The depression between the ridges of length L splits into 14 shallow depressions with the distance between the ridges of length L '= S Z. ) Since mainly these small depressions of length L 'determined the roughness of the profile of the milled strip, it became much more even (1). However, it should be noted that the large initial depressions did not disappear at all, but remained in the form of waves that were slightly noticeable in height, each of which is still equal in length to L = S O = S M / n. (Table 2 in one column presents the values of L in the case when the cavity between the combs is in a “whole state”, and L '- after its decay, the distance between the combs of the small cavities)
Таким образом, явления последовательной работы в одном месте полосы всех расположенных по окружности фрезы зубьев можно избежать при увеличении соотношения SM/n. (При дальнейшем уменьшении n и, соответственно, увеличении SO=SM/n>40 мм/об соотношение L'=SZ сохранялось.) Выполнение соотношения L'=SZ привело к необходимости соблюдения особых требований к качеству фрез, но даже в этом случае на поверхности полос, обработанных вновь заточенными фрезами, наблюдались следы конструктивных промежутков между твердосплавными вставками. В процессе работы «выкрашивание» каждого зуба фрезы приводило к появлению существенного дефекта на обработанной поверхности и, как следствие, к необходимости частой замены фрез и неэффективности их использования. Действительно, в этом случае каждый зуб обрабатывает отдельную впадину, а дублирование его работы следующим по окружности фрезы зубом не осуществляется, в результате чего фрезерованный профиль стал в точности отражать дефекты обрабатывающего инструмента.Thus, the phenomena of sequential operation in one place of the strip of all teeth located around the circumference of the cutter can be avoided by increasing the ratio S M / n. (With a further decrease in n and, consequently, an increase in S O = S M / n> 40 mm / rev, the ratio L '= S Z was maintained.) The fulfillment of the ratio L' = S Z led to the need to comply with special requirements for the quality of mills, but even in this case, on the surface of the strips treated with newly sharpened mills, traces of structural gaps between carbide inserts were observed. In the process, the “chipping” of each cutter tooth led to the appearance of a significant defect on the treated surface and, as a consequence, to the need for frequent replacement of cutters and the ineffectiveness of their use. Indeed, in this case, each tooth processes a separate cavity, and duplication of its work by the next tooth along the circumference of the cutter is not carried out, as a result of which the milled profile began to accurately reflect the defects of the processing tool.
С целью исключения обеих неблагоприятных крайностей - надиров при последующей прокатке (режимы 1, 2) и необходимости частой замены фрез (режим 5) использовали промежуточный режим, соответствующий схематично представленной на фигуре 1, пунктирной линии, связывающей горизонтальные участки графика. В нашем случае для используемой линии двустороннего фрезерования крайние значения этой переходной линии функции связи L(SM/n), уже известны: интервалу изменения L от L=SO до L'=SZ соответствует интервал режимов обработки 13 мм/об<SM/n<40 мм/об. (Видно, что при минутной подаче SM=8 м/мин такие режимы достигаются варьированием скорости вращения фрезы в диапазоне 200 об/мин<SM/n<600 об/мин, см. таблицу 2.) Этот промежуточный режим 6 (SM/n≈26,7), см. таблицу 2 (прототип), так же как режим 5 обеспечил «разбиение» большой исходной впадины (L≈26,7 мм) на промежуточные впадинки с расстоянием между гребешками L'≈4,5 мм (см. таблицу 2). Но, в отличие от всех предыдущих режимов, величина расстояния между гребешками L' занимала промежуточное положение между значениями SZ и SO, соответствующих данному режиму (~1,9 мм/зуб<~4,5 мм<~26,7 мм/об). При этом наблюдалось общее выравнивание профиля (фигура 5) в сравнении с традиционно получаемым (ср. с фигуры 4).In order to eliminate both adverse extremes - nadir during subsequent rolling (
Для установления начального режима обработки, обеспечивающего в соответствии с предлагаемым способом дублирование работы формирующего впадину зуба еще одним зубом необходимо предварительно возможно более точно устанавливать расположение и форму пунктирной линии перехода от L=SO к L'=SZ (см. фигуру 1) зависимости расстояния между гребешками L' от режима фрезерования (SM/n). (В каждом конкретном случае оно зависит в первую очередь от компоновки и суммарной жесткости используемого оборудования, количества зубьев по окружности фрезы, но также, пусть в меньшей степени, от часто изменяющихся факторов: механических свойств обрабатываемого материала и степени эксцентриситета установки фрезы.) Установленное для режима 6 (SM/n≈26,7 мм/об) значение расстояния между гребешками малой впадины L' позволило точнее определить истинную форму переходного промежуточного участка, фигура 6, определяющего функцию L'=f(SM/n) и первоначально представляемого прямой линией (см. пунктирную линию на фигуре 1). Аналогичным образом установлена зависимость приблизительного числа зубьев, обрабатывающих одну малую впадину L'/SZ (см. таблицу 2), от режима обработки - L'/SZ=f(SM/n), см. фигуру 6, таблицу 2. Степенные функции в этом случае обеспечивают значительно более высокую степень аппроксимации (коэффициент детерминации R2): L(L')=417,1(Sм/n)-1,35 мм; R2=0,99; L/Sz=5963(Sм/n)-2,35; R2=0,996. (Степень аппроксимации первоначально задаваемой линейной функции связи L(SM/n) переходного режима, см. пунктирную линию на фигуре 1, составляла лишь R2=0,82÷0,86.) Для выбора режима обработки, обеспечивающего один «дублирующий» зуб, то есть число зубьев, обрабатывающих одну впадину L'/SZ≈2 (предлагаемый способ), использовали график зависимости L'/SZ=f(SM/n), см. фигуру 6. Но при этом решали обратную задачу: по графику от значения L'/SZ=2 (ось ординат) на оси абсцисс определяли режим обработки - SM/n≈30 мм/об.To establish the initial processing mode, which ensures, in accordance with the proposed method, duplication of the work of the tooth forming the cavity with another tooth, it is necessary to establish the location and shape of the dashed line of the transition from L = S O to L '= S Z (see figure 1) as a preliminary the distance between the scallops L 'from the milling mode (S M / n). (In each case, it depends primarily on the layout and total rigidity of the equipment used, the number of teeth around the circumference of the cutter, but also, albeit to a lesser extent, on frequently changing factors: the mechanical properties of the material being processed and the degree of eccentricity of the cutter installation.) mode 6 (S M / n≈26,7 mm / r) value of the distance between the crests of small depressions L 'accurately determine the true shape of the intermediate transition portion, figure 6, which determines the function L' = f (S M / n) and Ini- cial represented by a straight line (see. the dotted line in Figure 1). Similarly, the dependence of the approximate number of teeth processing one small depression L '/ S Z (see table 2), on the processing mode - L' / S Z = f (S M / n), see figure 6, table 2. Power functions in this case provide a significantly higher degree of approximation (determination coefficient R 2 ): L (L ') = 417.1 (Sm / n) -1.35 mm; R 2 = 0.99; L / Sz = 5963 (Sm / n) -2.35 ; R 2 = 0.996. (The degree of approximation of the initially specified linear coupling function L (S M / n) of the transient mode, see the dashed line in Figure 1, was only R 2 = 0.82 ÷ 0.86.) To select a processing mode that provides one “duplicate” tooth, that is, the number of teeth processing one cavity L '/ S Z ≈ 2 (the proposed method), used the graph of the dependence L' / S Z = f (S M / n), see figure 6. But at the same time solved the inverse problem : according to the graph from the value of L '/ S Z = 2 (ordinate axis) on the abscissa axis, the processing mode was determined - S M / n≈30 mm / rev.
Этот начальный режим осуществляли путем установки: SM=6 м/мин, n=200 об/мин. В ходе обработки полос при обнаружении на их поверхности малейших признаков, которые можно идентифицировать как дефекты фрезерования, скорость вращения фрезы увеличивали каждый раз на ~20 об/мин, уменьшая тем самым SM/n и увеличивая L'. Сравнивали L' с заранее установленным для полос Л63 значением LКРИТ=8 мм. При достижении L'≥8 мм осуществляли «перевалку», после чего процесс возобновляли.This initial mode was carried out by setting: S M = 6 m / min, n = 200 rpm. During the processing of the strips, upon detection of the slightest signs that can be identified as milling defects, the cutter rotation speed was increased by ~ 20 rpm each time, thereby decreasing S M / n and increasing L '. Comparing L 'with a predetermined value for the bands L63 CRETE L = 8 mm. Upon reaching L'≥8 mm, “transshipment” was carried out, after which the process was resumed.
Для оценки эффективности предлагаемого способа производили обработку в сравнении:To assess the effectiveness of the proposed method, the processing was performed in comparison:
- предлагаемым способом, начиная с режима 7 и увеличивая по мере необходимости n вплоть до достижения L'≥8 мм;- the proposed method, starting from
- способом-прототипом (режим 6, сохраняющийся постоянным вплоть до появления признаков недопустимых дефектов на обработанной поверхности).- the prototype method (mode 6, which remains constant until the appearance of signs of unacceptable defects on the treated surface).
После достижения этих критических признаков для каждого способа обработки фрезу отправляли на заточку и заменяли другой фрезой соответствующего способа обработки. Затем фрезерование возобновляли до появления критических признаков для каждого способа обработки и замены фрезы на заточенную после первоначального использования. Такие циклы обработки повторяли, контролируя количество отфрезерованного материала каждой фрезой за каждый цикл и за все время использования каждой фрезы вплоть до ее полной выработки.After achieving these critical features for each processing method, the cutter was sent to sharpening and replaced with another cutter of the corresponding processing method. Then, the milling was resumed until critical signs for each processing method and the replacement of the cutter with a sharpened one after initial use appeared. Such processing cycles were repeated, controlling the amount of milled material by each mill for each cycle and for the entire time that each mill was used until it was fully developed.
В ходе опытных работ дефекты «надиры» не обнаруживались на поверхности ленты, прокатанной из полос, отфрезерованных в соответствии с обоими способами обработки. Поскольку изменение соотношения SM/n предлагаемым способом производилось путем плавного увеличения n, изменение режима не приводило к снижению производительности и не влияло на работу второго фрезерного станка, обрабатывающего другую сторону полосы. Но при этом качество отфрезерованной поверхности на протяжении цикла обработки и всего времени работы фрезы сохранялось стабильно высоким за счет регулярной корректировки режима. Наоборот, качество поверхности, отфрезерованной в соответствии с прототипом, на протяжении цикла обработки фрезой между ее переточками постепенно снижалось, оставаясь, впрочем, в пределах предъявляемых требований. Регулирование режима обработки в зависимости от качественного состояния фрезы позволило повысить объем материала, отфрезерованного в соответствии с предлагаемым способом за весь период работы фрезы (то есть стойкость фрез) - на ~25%, а за цикл обработки между заточками (и время самого цикла) на ~40%. В результате за счет сокращения общего времени, затрачиваемого на «перевалки», производительность увеличилась на ~5%.During the experimental work, the “nadir” defects were not found on the surface of the tape rolled from strips milled in accordance with both processing methods. Since the change in the ratio S M / n by the proposed method was made by gradually increasing n, the change in the mode did not lead to a decrease in productivity and did not affect the operation of the second milling machine processing the other side of the strip. But at the same time, the quality of the milled surface during the machining cycle and the entire operation time of the cutter remained stable high due to regular adjustment of the mode. On the contrary, the quality of the surface milled in accordance with the prototype gradually decreased during the cycle of the milling cutter between its regrind, remaining, however, within the limits of the requirements. Regulation of the processing mode depending on the quality condition of the cutter made it possible to increase the volume of material milled in accordance with the proposed method for the entire period of operation of the cutter (i.e., cutter resistance) by ~ 25%, and for the processing cycle between sharpening (and the cycle time itself) by ~ 40%. As a result, due to the reduction in the total time spent on “transshipment”, productivity increased by ~ 5%.
Таким образом, предлагаемый способ управления фрезерованием полосы позволит стабилизировать качество поверхности обработанного проката, повысить производительность и стойкость фрез, а, следовательно, эффективность процесса фрезерования и всего лентопрокатного производства.Thus, the proposed method of controlling strip milling will stabilize the surface quality of the machined rolled products, increase the productivity and resistance of the mills, and, consequently, the efficiency of the milling process and the entire tape production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136616A RU2715929C1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Control method of milling of rolled products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136616A RU2715929C1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Control method of milling of rolled products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2715929C1 true RU2715929C1 (en) | 2020-03-04 |
Family
ID=69768106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136616A RU2715929C1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Control method of milling of rolled products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2715929C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU212007A1 (en) * | Уральский завод желого машиностроени имени Серго Орджоникидзе | MILLING METHOD | ||
SU1007920A2 (en) * | 1982-02-25 | 1983-03-30 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Cutting process r monitoring method |
SU1468683A1 (en) * | 1987-03-25 | 1989-03-30 | Предприятие П/Я А-3985 | Method of plane milling |
CN101690984A (en) * | 2009-09-30 | 2010-04-07 | 国营江峡船舶柴油机厂 | Method for machining high-precision sealing surface by numerical control gantry mill |
DE102016214697A1 (en) * | 2016-08-08 | 2018-02-08 | Sauer Gmbh | Method and device for applying a surface structuring on a workpiece to a machine tool |
RU2687638C1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Control method of rolled milling |
-
2019
- 2019-11-13 RU RU2019136616A patent/RU2715929C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU212007A1 (en) * | Уральский завод желого машиностроени имени Серго Орджоникидзе | MILLING METHOD | ||
SU1007920A2 (en) * | 1982-02-25 | 1983-03-30 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Cutting process r monitoring method |
SU1468683A1 (en) * | 1987-03-25 | 1989-03-30 | Предприятие П/Я А-3985 | Method of plane milling |
CN101690984A (en) * | 2009-09-30 | 2010-04-07 | 国营江峡船舶柴油机厂 | Method for machining high-precision sealing surface by numerical control gantry mill |
DE102016214697A1 (en) * | 2016-08-08 | 2018-02-08 | Sauer Gmbh | Method and device for applying a surface structuring on a workpiece to a machine tool |
RU2687638C1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Control method of rolled milling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20050084993A (en) | Method for increasing the range of production of a metal product rolling installation and installation therefor | |
US4261190A (en) | Flatness control in hot strip mill | |
KR960013872B1 (en) | Method for shining metal sheet surfaces and method for cold-rolling metallic materials | |
RU2715929C1 (en) | Control method of milling of rolled products | |
RU2687638C1 (en) | Control method of rolled milling | |
RU2740068C1 (en) | Method of milling grooves in thin-walled parts | |
CN113316491A (en) | Changing the effective contour of the working surfaces of the working rolls during the hot rolling of a rolling stock in a rolling stand to a rolled strip | |
JP2658765B2 (en) | Work roll for cold rolling, method for manufacturing the same, and method for rolling a metal plate using the work roll | |
US2290061A (en) | Apparatus for milling metallic strip | |
CN1306463A (en) | Method for continuous prodn. of metal strip | |
Shatalov et al. | Research of flatness defects forming at 20-hi steel strips rolling mill | |
JP5435177B1 (en) | Guide roll and manufacturing method thereof | |
Jawalkar et al. | Study of roller burnishing process on En-8 specimens using design of experiments | |
JP3637901B2 (en) | Cold rolling method for metal sheet | |
JP7167002B2 (en) | rolling method | |
JP5293403B2 (en) | Cold rolling method using dull work rolls | |
Pevzner et al. | Improving the Milling of Hot-Rolled Strip | |
KR20140070101A (en) | Cold rolling method of stainless steel | |
JP7073983B2 (en) | Cold rolling method | |
RU2087238C1 (en) | Method of making cutting tools | |
JP3832216B2 (en) | Sheet width control method in cold tandem rolling | |
RU2578334C2 (en) | Method of hot rolling at continuous wide-strip mill | |
RU2222393C1 (en) | Method for profiling backup rolls of quarto system | |
RU2650664C2 (en) | Method for recovery of the piercing mill rolls | |
RU2166388C1 (en) | Rod production method |