RU2687638C1 - Control method of rolled milling - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in milling planar surfaces by cylindrical cutters. Proposed method comprises rewinding of rolled strip relative to rotary cutters at machining modes to produce milled surface of specified roughness. Processing modes are set by pre-established regression relationships, which determine ratio of speed of rolling strip and rotation speed of cutters, providing distance L between ridges of roughness, which meets the condition L=(2÷4)Sz, where Sz – calculated value of supply to tooth.EFFECT: higher quality of finished rolled stock due to reduced roughness of milled surface, more uniform load on cutter teeth, higher durability.1 cl, 5 dwg, 2 tbl

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 cylindrical mills.

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. Поэтому достаточно малая шероховатость является необходимым условием получения качественного готового проката.As a rule, milled strips are designed for subsequent cold rolling. In this case, a high surface roughness can cause a characteristic, especially for soft colored steel, type of marriage - “nadir” or “teasers” (GOST 21014-88), due, in particular, to inter-turn friction when unwinding a roll during rolling. Therefore, a sufficiently small roughness is a necessary condition for obtaining high-quality finished rolled products.

Известен способ фрезерования плоских поверхностей цилиндрическими фрезами, который позволяет устранить поверхностные дефекты заготовки и повысить качество обрабатываемой поверхности [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]. Однако при этом 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 R_Z фрезерованной поверхности, находится из чисто геометрических представлений как функция диаметра фрезы D и расстояния между соседними гребешками L (1)There is a method of milling flat surfaces with cylindrical mills, which allows you to eliminate the surface defects of the workpiece and improve the quality of the processed surface [Manual technologist-machine builder: 2 tons / ed. AM Dalsky, A.G. Kosilov, R.K. Meshcheryakova, A.G. Suslova. - 5th ed., Pererab. and add. - M .: Mashinostroenie, 2001]. However, at the same time on the milled surface appears due to the discontinuity of the cutting process characteristic relief, consisting of alternating scallops and depressions - a kind of ordered roughness. The height of the scallops relative to the valleys h, which determines the roughness R _{Z of the} milled surface, is found from purely geometric representations as a function of the diameter of the mill D and the distance between adjacent scallops L (1)

Отсюда видно, что 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 S_Z [Справочник инструментальщика. - Л.: Машиностроение, 1987. - 846 с.]This shows that with increasing L the height of the scallops increases parabolic. For example, for a cutter diameter D = 250 mm with an increase in L from 3 mm to 15 mm, the height of the scallops should increase from h = 9 μm to h = 225 μm, which corresponds to the transition from the sixth to the first class surface finish. In turn, the classical theory of cutting, based on the notion that each of the teeth located on the milling cutter leaves a separate cavity on the surface, determines the distance between the scallops by the S _Z formula [To the toolmaker's Handbook. - L .: Mechanical Engineering, 1987. - 846 p.]

где S_M - скорость движения полосы, минутная подача (м/мин),where S _M - the speed of movement of the strip, the 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 cutter circumference,

S_O - подача на оборот (мм/об).S _O - feed per revolution (mm / rev).

Известен способ управления рельефом фрезерованной поверхности на основании (2), когда, изменяя S_M и n, регулируют S_Z и расстояние между гребешками L, а, следовательно, высоту гребешков h (1), определяющую шероховатость фрезерованной поверхности, в частности, величину R_Z, повышая при необходимости класс чистоты поверхности [Барановский, Ю.В. Режимы резания металлов: Справочник / Ю.В. Барановский, Л.А. Брахман, А.И. Гдалевич: под ред. А.Д. Корчемкина. - М.: НИИТавтопром, 1995. - 456 с.]. Но в случае, когда каждый из расположенных по окружности фрезы зубьев оставляет на обработанной поверхности отдельную впадину, мельчайший дефект 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.)A known method of controlling the relief of a milled surface on the basis of (2), when, changing S _M and n, adjust S _Z and the distance between the scallops L, and, consequently, the height of the scallops h (1), determining the roughness of the milled surface, in particular, the value of R _Z , increasing, if necessary, the surface cleanliness class [Baranovsky, Yu.V. Metal cutting modes: Reference book / Yu.V. Baranovsky, L.A. Brahman, A.I. Gdalevich: under the editorship of HELL. Korchemkina. - M .: NIITavtoprom, 1995. - 456 p.]. But in the case when each of the teeth cutters located around the circumference leaves a separate cavity on the treated surface, the smallest defect of the cutter is printed on the surface of the product, deteriorating its quality. (This defect may be “chipping” of the tooth, the natural gap between the hard-alloyed inserts of the team cutter, etc.)

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.]. 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 максимально допустимым размером свернутого из них рулона. Именно такие полосы служат заготовкой для последующей холодной прокатки и именно в этом случае шероховатость, иначе высота гребешков (1), определяемая расстоянием между гребешками L (2), обусловливает качество готового проката.There is a method of milling strips obtained as a result of hot rolling [A. 460127 USSR, M. Kl. B23c 3/14, B21b 45/00. Device for milling hot rolled in the stream / V.A. Satskiy, V.N. Ershov, L.S. Korneev [et al.]. - № 1774391 / 25-8; declare 04/15/72; publ. 15.02.75, Byul. №6. - 3 pp., Ill.] Or continuously cast strips [Dukmasov, VG Efficiency of modern technologies in metallurgy / V.G. Dukmasov, V.G. Ilyichev: under the editorship of G.P. Vyatkina. - Chelyabinsk: Publishing house of SUSU, 2006. - 178 p.]. Here, instead of moving the desktop of the milling machine, the movement of the strips is used, in particular, by rewinding them from the decoiler to the winder, and on the side of the strip opposite to the cutter, as a rule, a support roller is installed. The method allows to process strips of infinite length or length limited by the maximum allowable size of a roll rolled up from them. It is these bands that serve as a billet for subsequent cold rolling, and it is in this case that the roughness, otherwise the height of the scallops (1), determined by the distance between the scallops L (2), determines the quality of the finished rolled products.

Но имеются данные, что расстояние между гребешками именно фрезерованного проката, как правило, равно не подаче на зуб S_Z (2), а в Z раз больше - подаче на оборот S_O и, соответственно, многократно увеличивается высота гребешков [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36]But there is evidence that the distance between the scallops of exactly milled rolled products, as a rule, is not equal to the feed per tooth S _Z (2), and Z times more - feed per revolution S _O and, accordingly, the height of the scallops increases many times [Nadezhkin, M. P. Formation of surface relief in the process of milling rolled strips / MP Nadezhkin, M.Z. Pevzner // Production of rolled products. - 2000. - №4. - p. 32-36]

Это объясняется тем, что фрезерование проката принципиально отличается от фрезерования жестко закрепленной в приспособлении детали - оно характеризуется, как правило, более мягкой системой станок - приспособление - инструмент - деталь (система СПИД) [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]. 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. Наблюдаемое в достаточно широком диапазоне режимов обработки L=S_O [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36] объясняется эксцентриситетом установки фрезы, всегда в большей или в меньшей степени имеющим место. Естественно полагать, что относительный сдвиг полосы и фрезы на L наиболее вероятен в момент, когда вследствие своего биения фреза максимально приподнята над обрабатываемой полосой, в результате чего сопротивление такому сдвигу минимально. 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 лишь проглаживают образовавшийся рельеф, устраняя возможные дефекты, заусенцы и пр.This is because the milling of rolled products is fundamentally different from the milling of a part rigidly fixed in the fixture - it is characterized, as a rule, by a softer system machine - fixture - tool - detail (aids system) [Manual of a mechanical engineer: 2 tons / ed. . AM Dalsky, A.G. Kosilov, R.K. Meshcheryakova, A.G. Suslova. - 5th ed., Pererab. and add. - M .: Mashinostroenie, 2001]. Indeed, the place of fixing the strip and the place of its processing in this case can divide the multimeter distance. As a result, the total accumulated elastic deformations of the strip processing site relative to the point of its fixing reach a significant value close to the value of L. When the accumulated elastic stress is exceeded over the shear forces of the cutter, provided by the mill itself, together with the support roller, this shift occurs in this case, the L value is equal to the feed per revolution. Observed in a fairly wide range of processing modes L = S _O [Nadezhkin, MP Formation of surface relief in the process of milling rolled strips / MP Nadezhkin, M.Z. Pevzner // Production of rolled products. - 2000. - №4. - p. 32-36] due to the eccentricity of the installation of the cutter, always to a greater or lesser extent taking place. It is natural to assume that the relative shift of the strip and the cutter by L is most probable at the moment when due to its beating the cutter is maximally raised above the treated strip, with the result that the resistance to such a shift is minimal. In this case, out of all the teeth milling cutters located around the circumference, only one tooth is fully loaded, working directly after such a displacement, which actually forms a cavity. All others only iron the formed relief, eliminating possible defects, burrs, etc.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ управления рельефом поверхности фрезерованного проката, основывающийся на работе [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36] и уравнении (3). Как следует из (3), расстояние между гребешками L=S_O может изменяться за счет варьирования величин S_M или n. Но в этом случае в соответствии с (1) и (3) высота получаемых гребешков должна быть в Z² раз больше, чем была бы при обработке жестко закрепленной детали при тех же режимах (n и S_M) на универсальном фрезерном станке, где L=S_Z=S_O/Z. Так, если при обработке жестко закрепленной детали на универсальном фрезерном станке фрезой диаметром 250 мм с десятью зубьями по окружности для подачи на оборот S_O=10 мм наблюдается L=1 мм и h=1 мкм, то при фрезеровании проката той же фрезой при тех же режимах получим: L=10 мм и h=0,1 мм (1). Эта высота гребешков соответствует лишь третьему классу шероховатости, что в итоге и может приводить к образованию надиров и снижению качества готового проката [Надежкин, М.П. Формирование рельефа поверхности в процессе фрезерования прокатанных полос / М.П. Надежкин, М.З. Певзнер // Производство проката. - 2000. - №4. - С. 32-36]. Кроме того, при L=S_O в условиях неравномерной нагрузки естественно наблюдать преимущественный износ зуба, на который приходится основная нагрузка, и, как следствие, - быстрый выход из строя всей фрезы в целом.The closest in technical essence to the proposed method is a method of controlling the surface relief of milled rolled products, based on [Nadezhkin, M.P. Formation of surface relief in the process of milling rolled strips / MP Nadezhkin, M.Z. Pevzner // Production of rolled products. - 2000. - №4. - p. 32-36] and equation (3). As follows from (3), the distance between the scallops L = S _O can be changed by varying the values of S _M or n. But in this case, in accordance with (1) and (3), the height of the scallops should be Z ² times greater than it would have been when processing a rigidly fixed part under the same modes (n and S _M ) on a universal milling machine, where L = S _Z = S _O / Z. So, if when machining a rigidly fixed part on a universal milling machine with a mill of 250 mm in diameter with ten teeth around the circumference for feeding per revolution S _O = 10 mm, L = 1 mm and h = 1 μm is observed, then when milling rolled products with the same mill the same modes we get: L = 10 mm and h = 0.1 mm (1). This height of the scallops corresponds only to the third class of roughness, which in the end can lead to the formation of nadirov and a reduction in the quality of finished rolled products [Nadezhkin, MP Formation of surface relief in the process of milling rolled strips / MP Nadezhkin, M.Z. Pevzner // Production of rolled products. - 2000. - №4. - p. 32-36]. In addition, when L = S _O under uneven loading, it is natural to observe the preferential wear of the tooth, which accounts for the main load, and, as a result, a quick failure of the entire mill as a whole.

Таким образом, с одной стороны для предотвращения переноса дефектов фрезы на обработанную поверхность, а с другой - для достижения максимальной стойкости фрез необходимо избегать обеих крайностей: L=S_Z и L=S_O (последняя характерна для прототипа). То есть недопустимы случаи, когда каждый зуб формирует отдельную впадину или, наоборот, работа формирующего впадину зуба дублируется всеми остальными расположенными по окружности фрезы зубьями.Thus, on the one hand, to prevent the transfer of cutter defects to the machined surface, and on the other hand, to achieve maximum resistance of the cutters, both extremes should be avoided: L = S _Z and L = S _O (the latter is typical of the prototype). That is, cases are not allowed when each tooth forms a separate cavity or, on the contrary, the work of a tooth forming a tooth is duplicated by all the other teeth located along the circumference of the cutter.

Целью предполагаемого изобретения является уменьшение шероховатости поверхности фрезерованного проката и достижение более равномерной нагрузки на зубья фрезы.The aim of the proposed invention is to reduce the surface roughness of milled steel and achieve a more uniform load on the teeth of the cutter.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в обеспечении условий проведения фрезерования, когда работа каждого формирующего впадину зуба дублируется одним - тремя следующими расположенными по окружности фрезы зубьями. То есть когда выполняется условиеThe technical result of the proposed invention is to provide conditions for milling, when the work of each tooth forming a cavity is duplicated with one to three next teeth arranged along the circumference of the cutter. That is, when the condition is met

В этом случае, с одной стороны, образуется относительно малое расстояние между гребешками и относительно малая шероховатость, что предотвращает образование надиров при последующей прокатке и, следовательно, повышает качество готового продукта. С другой стороны, за счет более равномерной нагрузки на зубья, расположенные по окружности фрезы, обеспечивается повышение стойкости (периода времени и количества материала, обработанного между переточками) и, следовательно, общего срока службы и эффективности использования фрез.In this case, on the one hand, a relatively small distance between the scallops and a relatively small roughness is formed, which prevents the formation of nadirov during subsequent rolling and, consequently, improves the quality of the finished product. On the other hand, due to a more uniform load on the teeth located along the mill circumference, the durability is increased (the time period and the amount of material processed between regrindings) and, consequently, the overall service life and efficiency of the cutter use.

Этот результат достигается путем назначения режимов обработки (соотношения скоростей движения полосы и вращения фрезы) по предварительно установленным регрессионным зависимостям их связи с расстоянием между гребешками L таким образом, чтобы выполнялось условиеThis result is achieved by assigning processing modes (the ratio of the speeds of movement of the strip and the rotation of the cutter) according to the pre-established regression dependencies of their relationship with the distance between the scallops L in such a way that the condition

L=(2÷4)×S_Z,L = (2 ÷ 4) × S _Z ,

где S_Z - расчетное значение подачи на зуб.where S _Z is the calculated value of the feed per tooth.

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 rolled products, consisting in movement (rewinding) 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 speed of movement 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÷4)×S_Z, где S_Z - расчетное значение подачи на зуб;- determination of the milling mode on the basis of its established relationship with the distance between the scallops and from the condition L = (2 ÷ 4) × S _Z , where S _Z is the calculated feed per tooth;

- регулировка режима фрезерования и выполнение технологической операции по оптимальному режиму.- adjustment of the milling mode and the execution of technological operations on the optimal mode.

Пример выполнения.An example of execution.

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.Processing was carried out in a double-sided milling line, consisting, in particular, of a straightening and unwinding machine, scissors, “counter” milling machines [Manual of a mechanical engineer: 2 tons / ed. A.M. Dalsky, A.G. Kosilov, R.K. Meshcheryakova, A.G. Suslova: 5th ed., Pererab. and add. - M .: Mashinostroenie, 2001] of the upper and lower sides of the strip and the convolutional machine. The distance between the pulling rollers with the subsequent correct machine, relatively rigidly connected with the treated strip, and milling machines was 8 ÷ 12 m. Technological characteristics of the line are presented in table 1.

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] (фиг. 1). 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, prefabricated cylindrical mills with a diameter of ~ 250 mm with 14 helical (ω = 25 ° 53 'degrees) teeth were used [Bannikov, Ye.A. Handbook of milling / EA. Bannikov. - Rostov n / A: Phoenix, 2005. - 320 s] (Fig. 1). They were “gathered” from the plates of the alloy R6M5, and then were sharpened at the rear α = 12 ° and the front γ = 3 ° corners. To control the sharpening angles, the 2URI protractor according to TU2-034-617-84 was used.

Толщина снимаемого слоя составляла ~0,3 мм. Обрабатывали горячекатаные полосы из цветных материалов (медь, латуни, бронзы, медно-никелевые сплавы) толщиной 6-8 мм и шириной ~630 мм, варьируя n, S_M. Контролировали фактическое расстояние L, стойкость фрез и другие технологические параметры, а также рассчитывали подачу на зуб S_Z (2), подачу на оборот S_O (3) и соотношение L/S_Z, определяющее количество зубьев, последовательно обрабатывающих одну впадину, таблицу 2.The thickness of the removed layer was ~ 0.3 mm. Hot-rolled strips of non-ferrous materials (copper, brass, bronze, copper-nickel alloys) with a thickness of 6-8 mm and a width of ~ 630 mm were processed, varying n, S _M. Controlled the actual distance L, durability of mills and other technological parameters, and also calculated 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 that sequentially process one cavity, Table 2 .

Видно, что при фрезеровании по традиционно используемым режимам №1 и №2 расстояние между гребешками равнялось не подаче на зуб S_Z, а в Z раз больше - подаче на оборот So (см. таблицу 2). То есть здесь выполнялась не формула (2), а формула (3) и поверхность полосы была достаточно грубой, фиг.2.It can be seen that when milling according to the traditionally used modes No. 1 and No. 2, the distance between the scallops was not equal to the feed per tooth S _Z , and Z times more - feed per revolution So (see table 2). That is, it was not formula (2) that was fulfilled here, but formula (3) and the surface of the strip was rather coarse, FIG. 2.

В результате последующей холодной прокатки на трехклетевом стане до размеров 1,8÷2,0 мм на поверхности ленты обнаруживались надиры. С целью уменьшения L=S_O (3) и, таким образом, предупреждения надиров периодически традиционно использовался режим, основанный на уменьшении скорости подачи S_M и соответствующего уменьшения подачи на оборот S_O (режим №3). Использование этого режима повышало чистоту фрезерованной поверхности и исключало возможность образования надиров при последующей прокатке, но неравномерная нагрузка на зубья и низкая стойкость фрез сохранялись. Кроме того, уменьшение скорости подачи связано с соответствующим уменьшением производительности линии фрезерования и по этой причине использовалось лишь при выполнении особо - важных заказов.As a result of the subsequent cold rolling on a three-stand mill to sizes of 1.8–2.0 mm, nadirs were detected on the surface of the belt. In order to reduce L = S _O (3) and, thus, warnings on nadirov, the mode based on reducing the feed rate S _M and the corresponding reduction in feed per revolution S _O (mode number 3) was periodically traditionally used. The use of this mode increased the purity of the milled surface and excluded the possibility of nadiri formation during subsequent rolling, but the uneven loading on the teeth and the low durability of the mills remained. In addition, the reduction of the feed rate is associated with a corresponding decrease in the performance of the milling line and, for this reason, was used only when performing particularly important orders.

При изменении S_M/n в сторону увеличения (варьирование режимов осуществляли за счет уменьшения скорости вращения фрезы n, см. таблицу 2) на первом этапе (при n=600 об/мин) первоначально установленное соотношение L=S_O сохраняется и расстояние между гребешками увеличивается (L=S_O=13,(3) мм/об; режим 4). Но дальнейшее уменьшение n до n=200 об/мин (режим 5) приводит на первый взгляд к парадоксальному явлению: взамен L=S_M/n=S_O стало выполняться соотношение L=S_Z=S_M/(n×Z). Расстояние между гребешками стало равно подаче на зуб L'=S_Z, то есть только в этом случае начинает выполняться формула (2). Таким образом, явление последовательной работы в одном месте полосы всех расположенных по окружности фрезы зубьев можно избежать при увеличении соотношения S_M/n. При дальнейшем уменьшении n (n<200 об/мин) и, соответственно, увеличении S_O=S_M/n (S_O>40 мм/об) соотношение L=S_Z сохранялось. Выполнение соотношения L=S_Z привело к необходимости соблюдения особых требований к качеству фрез и, как следствие, к частой их замене (режим 5). Действительно, в этом случае каждый зуб обрабатывает отдельную впадину, а дублирование его работы следующим по окружности фрезы зубом не осуществляется. В результате фрезерованный профиль стал в точности отражать дефекты обрабатывающего инструмента.When changing S _M / n upwards (varying modes was carried out by reducing the rotation speed of the milling cutter n, see table 2) at the first stage (at n = 600 rpm) the initially set ratio L = S _{O is} maintained and the distance between the scallops increases (L = S _O = 13, (3) mm / rev; mode 4). But a further reduction of n to n = 200 rpm (mode 5) at first glance leads to a paradox: instead of L = S _M / n = S _{O, the} relation L = S _Z = S _M / (n × Z) began to hold. The distance between the scallops became equal to the feed per tooth L '= S _Z , that is, only in this case the formula (2) begins to be fulfilled. Thus, the phenomenon of consistent work in one place of the strip of all teeth located along the milling cutter can be avoided by increasing the ratio S _M / n. With a further decrease in n (n <200 rpm) and, accordingly, an increase in S _O = S _M / n (S _O > 40 mm / per), the ratio L = S _{Z was} maintained. The implementation of the ratio L = S _Z led to the need to comply with special requirements for the quality of the cutters and, as a result, to their frequent replacement (mode 5). Indeed, in this case, each tooth processes a separate cavity, and duplication of its work with the tooth that follows the circumference of the cutter is not carried out. As a result, the milled profile began to accurately reflect the defects of the machining tool.

В целом влияние режима фрезерования (соотношения S_M/n) на рельеф обработанных полос (L) можно представить в виде диаграммы, состоящей из горизонтальных участков: L=S_O и L=S_Z, представленных, соответственно, режимами 1-4 и 5, а также из некоего промежуточного участка, представленного весьма условно в виде пунктирной линии (фиг. 3). Ранее рассмотренные опыты показывают, что режимы, соответствующие горизонтальным участкам диаграммы, не дают удовлетворительных результатов: режим 3 связан с низкой производительностью, режимы 1, 2 и 4 приводят к низкой стойкости фрез и надирам при последующей прокатке, режим 5 - также к необходимости частой замены фрез. Поэтому оптимальные режимы фрезерования следует ожидать в области переходного промежуточного участка (см. фиг. 3). Очевидно, что форма и расположение этой линии перехода от L=S_Z к L=S_O зависит в первую очередь от компоновки и суммарной жесткости используемого оборудования, но также от механических свойств обрабатываемого материала. Поэтому в каждом конкретном случае для выбора оптимальных режимов обработки необходимо предварительно устанавливать расположение и форму переходной линии связи режима фрезерования (S_M/n) и профиля фрезерованной поверхности (L).In general, the influence of the milling mode (S _M / n ratios) on the relief of the treated strips (L) can be represented as a diagram consisting of horizontal sections: L = S _O and L = S _Z , represented respectively by modes 1-4 and 5 , as well as from some intermediate section, represented very tentatively in the form of a dotted line (Fig. 3). The experiments described earlier show that the modes corresponding to the horizontal sections of the diagram do not give satisfactory results: mode 3 is associated with low productivity, modes 1, 2 and 4 lead to low durability of the mills and nadir during subsequent rolling, mode 5 also necessitates frequent replacement cutters. Therefore, optimal milling conditions should be expected in the transition intermediate area (see Fig. 3). Obviously, the shape and location of this line of transition from L = S _Z to L = S _O depends primarily on the layout and total rigidity of the equipment used, but also on the mechanical properties of the material being processed. Therefore, in each particular case, in order to select the optimal processing modes, it is necessary to preset the location and shape of the transition line of the milling mode (S _M / n) and the profile of the milled surface (L).

В нашем случае при обработке полосы латуни Л63 в используемой линии двустороннего фрезерования крайние значения переходной линии функции связи L(S_M/n) уже известны: интервалу изменения L от L=S_O до L=S_Z соответствует интервал режимов обработки 13 мм/об<S_M/n<40 мм/об. Видно, что при минутной подаче S_M=8 м/мин такие режимы достигаются варьированием скорости вращения фрезы в диапазоне 200 об/мин<S_M/n<600 об/мин. Исходя из такого предварительно установленного соответствия интервалов допустимых рельефов фрезерованной поверхности и режимов обработки, обеспечивающих эти интервалы, можно пока приблизительно назначить режим обработки, обеспечивающий получение рельефа, укладывающегося в регламентируемый интервал L=(2÷4)×S_Z. Процесс, наблюдаемый при n=300 об/мин (режимы 6 и 7, являющиеся по сути одним режимом при обработке разных материалов), можно охарактеризовать как «разбиение» одной большой исходной впадины размером L=26,(6) мм на промежуточные впадинки с расстоянием между гребешками L'=4,0÷4,5 мм и общее выравнивание профиля. То есть рельеф поверхности, обработанной по режиму 6 и свернутой в рулон полосы латуни Л63 (фиг. 4) или сплава ЛМц58-2 (режим 7), несмотря на наличие мелких впадин, чередующихся с гребешками, по высоте много меньше высоты исходной впадины между гребешками, например, при L=10 мм (ср. с фиг.4). Причем в зависимости от обрабатываемого материала рельеф фрезерованной поверхности (величина L), как и следовало ожидать, несколько изменялся, см. таблицу 2, режимы 6, 7. (Следует отметить, что большие исходные впадины не исчезают совсем, а сохраняются в виде чуть заметных по высоте волн, каждая из которых по-прежнему равняется по длине S_O=S_M/n.) Видно, что соотношение расстояния между гребешками и подачей на зуб L/S_Z=2,1÷2,4, обеспечиваемое режимами 6 и 7, см. таблицу 2, удовлетворяет условию (4), регламентируемому предлагаемым способом. Таким образом, в данном случае удалось получить необходимый режим, формально даже не используя зависимость L/S_Z=f(S_M/n).In our case, when processing the brass strip L63 in the double-sided milling line used, the extreme values of the transition line of the communication function L (S _M / n) are already known: the interval of changing L from L = S _O to L = S _Z corresponds to the interval of processing modes 13 mm / rev <S _M / n <40 mm / rev. It is seen that at the minute feed rate S _M = 8 m / min, such modes are achieved by varying the speed of rotation of the cutter in the range of 200 rpm <S _M / n <600 rpm. Based on such a pre-established correspondence between the intervals of acceptable reliefs of the milled surface and the processing modes that provide these intervals, it is possible to roughly approximate the processing mode that provides the relief that fits into the regulated interval L = (2 ÷ 4) × S _Z. The process observed at n = 300 rpm (modes 6 and 7, which are essentially the same mode when processing different materials), can be described as “splitting” of one large initial cavity with the size L = 26, (6) mm into intermediate cavities with the distance between the scallops L '= 4.0 ÷ 4.5 mm and the overall alignment of the profile. That is, the relief of the surface treated by mode 6 and rolled strip L63 brass (Fig. 4) or LMts58-2 alloy (mode 7), despite the presence of small depressions alternating with scallops, is much lower than the height of the original depression between the scallops , for example, at L = 10 mm (cf. figure 4). Moreover, depending on the material being processed, the relief of the milled surface (L value), as expected, changed somewhat, see Table 2, modes 6, 7. (It should be noted that the large original depressions do not disappear completely, but remain as slightly noticeable the height of the waves, each of which is still equal in length to S _O = S _M / n.) It can be seen that the ratio of the distance between the scallops and the feed per tooth is L / S _Z = 2.1 ÷ 2.4 provided by modes 6 and 7, see table 2, satisfies condition (4) regulated by the proposed method. Thus, in this case, it was possible to obtain the necessary mode, formally without even using the L / S _Z = f (S _M / n) dependence.

Однако применение такой предварительно установленной зависимости позволяет гарантированно избежать риска неправильного выбора режима обработки. Имеющиеся результаты фрезерования полос латуни Л63 по режимам №№4-6, расположенным на переходной линии функции связи L(S_M/n), позволяют точнее, нежели на фиг. 3, описать форму этой связи и связи L/S_Z=f(S_M/n), фиг. 5. Степенные функции в этом случае обеспечивают значительно более высокую степень аппроксимации (коэффициент детерминации R²): L(L')=417,1(S_M/n)^-1,35 мм; R²=0,99; L/S_Z=5963(S_M/n)^-2,35; R²=0,996. Действительно, степень аппроксимации первоначально предполагаемой линейной функции связи L(S_M/n) переходного режима (см. пунктирную линию на рис. 4) составляла лишь R²=0,82÷0,86. Таким образом, использование всего лишь трех точек, на линии функции связи L(S_M/n), позволило существенно более точно описать расположение и форму связи режима фрезерования и профиля обработанной поверхности.However, the use of such a pre-established dependency allows you to avoid the risk of incorrect choice of processing mode. The available results of milling the L63 brass strips according to the modes Nos. 4-6 located on the transition line of the communication function L (S _M / n), allow more accurate than in FIG. 3, describe the form of this bond and the L / S bond _Z = f (S _M / n); FIG. 5. The power functions in this case provide a significantly higher degree of approximation (coefficient of determination R ² ): L (L ') = 417.1 (S _M / n) ^-1.35 mm; R ² = 0.99; L / S _Z = 5963 (S _M / n) ^-2.35 ; R ² = 0,996. Indeed, the degree of approximation of the initially assumed linear coupling function L (S _M / n) of the transient mode (see the dotted line in Fig. 4) was only R ² = 0.82 ÷ 0.86. Thus, the use of only three points, on the line of the communication function L (S _M / n), made it possible to significantly more accurately describe the location and form of communication between the milling mode and the profile of the machined surface.

Для решения обратной задачи - установления режима обработки, обеспечивающего необходимый рельеф фрезерованной поверхности, необходимо решить второе уравнение относительно S_M/n: S_M/n=((L/S_Z)/5963)^(1/-2,35). Например, необходимо найти режим, обеспечивающий в отличие от режима 6 рельеф, приближающийся к верхней границе условия (4). (Такая необходимость возникает, когда осуществляется обработка достаточно изношенным инструментом и целесообразно увеличить число «дублирующих» зубьев.) Примем, например, L/S_Z=3,5. Тогда в соответствии с установленной выше связью S_M/n=f(L/S_Z) получим S_M/n=23,5 мм/об. Поскольку связь S_M/n=f(L/S_Z) получена здесь лишь по трем экспериментальным точкам (рекомендуется большее их количество) и точность полученной регрессионной модели может вызывать сомнение, округляем рассчитанное значение S_M/n=23,5 мм/об в меньшую сторону до S_M/n=20 мм/об. Это позволяет гарантировать выполнение условия 2×S_Z<L<4×S_Z и избежать большого количества «дублирующих» зубьев. Для скорости S_M=8 м/мин соотношение S_M/n=20 мм/об достигается при n=400 об/мин (режим №8). При его реализации получено: L/S_Z=3,5, то есть округление S_M/n в меньшую сторону оказалось вполне оправданным.To solve the inverse problem - to establish a processing mode that provides the necessary relief of the milled surface, it is necessary to solve the second equation for S _M / n: S _M / n = ((L / S _Z ) / 5963) ^{(1 / -2.35)} . For example, it is necessary to find a mode that, unlike mode 6, provides a relief approaching the upper boundary of condition (4). (Such a need arises when processing is carried out with a fairly worn tool and it is advisable to increase the number of “duplicate” teeth.) For example, take L / S _Z = 3.5. Then, in accordance with the relation S _M / n = f (L / S _Z ) established above, we obtain S _M / n = 23.5 mm / rev. Since the relation S _M / n = f (L / S _Z ) was obtained here only from three experimental points (a larger number is recommended) and the accuracy of the obtained regression model can be in doubt, round the calculated value S _M / n = 23.5 mm / rev down to S _M / n = 20 mm / rev. This allows you to guarantee the condition 2 × S _Z <L <4 × S _Z and to avoid a large number of "duplicate" teeth. For the speed S _M = 8 m / min, the ratio S _M / n = 20 mm / rev is achieved at n = 400 rpm (mode No. 8). With its implementation, it was obtained: L / S _Z = 3.5, that is, rounding down S _M / n to the smaller side turned out to be quite justified.

Производили обработку до полного износа фрез по трем режимам №6÷8, назначенным в соответствии с предлагаемым способом управления фрезерованием полосы. В ходе опытных работ установлено значительное повышение стойкости фрез. Уже первой парой фрез было отфрезеровано: 2 рулона меди, 2 - Л63, 4 - МНМц50-10-5, 16 - ЛМц58-2, что существенно больше нормы обработки между переточками. Если ранее замену фрез осуществляли 1-2 раза в смену, то при переходе на режимы №№6÷8 замену производят в среднем не чаще 1 раза в сутки при трехсменной работе линии фрезерования. Дефекты «надиры» на поверхности ленты, прокатанной из полос, отфрезерованных по новым режимам, при этом не обнаруживались.Made processing until complete wear of the cutters in three modes No. 6 ÷ 8, assigned in accordance with the proposed method of controlling milling strip. During the pilot work found a significant increase in the resistance of the cutters. Already the first pair of cutters were milled: 2 rolls of copper, 2 - L63, 4 - MNMts50-10-5, 16 - LMts58-2, which is significantly more than the rate of processing between regrints. If earlier the replacement of the cutters was carried out 1-2 times per shift, then when switching to modes No. 6-6, the replacement is made on average no more than once a day during the three-shift operation of the milling line. Defects "nadiry" on the surface of the tape, rolled from strips, milled in the new modes, while not detected.

Предлагаемый способ управления фрезерованием полосы позволит повысить качество поверхности готового проката и стойкость фрез, а в результате - снизить себестоимость лентопрокатного производства.The proposed method of controlling the milling of the strip will improve the surface quality of finished rolled products and the durability of the mills, and as a result will reduce the cost of tape-rolling production.

Claims (1)

Способ управления фрезерованием проката, включающий перемотку полосы проката относительно вращающихся фрез на режимах обработки, обеспечивающих получение фрезерованной поверхности заданной шероховатости, отличающийся тем, что режимы обработки задают по предварительно установленным опытным путем регрессионным зависимостям, определяющим соотношение скорости движения полосы проката и скорости вращения фрез, обеспечивающее расстояние L между гребешками шероховатости, которое отвечает условию L = (2÷4)Sz, где Sz – расчетное значение подачи на зуб фрезы, имеющей Z зубьев по окружности.The method of controlling rolling milling, including rewinding a rolled strip with respect to rotating cutters at processing modes that provide a milled surface of a given roughness, characterized in that the processing modes are set according to regression dependencies established pre-empirically by experiment, determining the ratio of the speed of movement of the rolled strip and the rotation speed of the cutters, providing the distance L between roughness scallops, which meets the condition L = (2 ÷ 4) Sz, where Sz is the calculated value by Aci on the cutter tooth having a Z of teeth circumferentially.

Images