Brevet FR2476524A1 — publié le 19810828

i La présente invention se rapporte à un procédé pour travailler la surface d'un cylindre à utiliser dans l'étape de laminage de trempe de son laminage à froid par un faisceau tel qu'un faisceau d'électronsou un faisceau laser. Dans la fabrication de tôles d'acier laminées à froid sont incorporées des étapes telles que l'impression d'un motif en forme de peau de poire à la surface de la tôle et le travail d'une tôle à motif (comme des quadrillages ou des ondes) afin d'améliorer son aptitude au travail et au revêtement par la presse. Dans ces étapes, le motif est transféré à la surface de la tôle d'acier lors d'un laminage par un cylindre dont la surface a des dépressions et des élévations fines, et la forme des dépressions et des éléva- tions à la surface du cylindre est transférée fidèlement à la surface de la tôle d'acier. En conséquence, les caractéristiques topographiques de la surface du cylindre comme les figures résultant du processus pour rendre rugueux ou les figures ou formes ondulées sont combinées avec fidélité à la condition finie de la surface de la tôle d'acier. Par conséquent, la condition rugueuse de la surface du cylindre a un effet considérable sur la surface du produit. Certains des procédés traditionnels pour, par exemple, rendre rugueuse la surface du cylindre consiste en un jet de grenaille o des particules d'un matériau sont injectées à la surface du cylindre pour créer des dépressions et des élévations par l'impact des particules avec la surface du cylindre, et un procédé d'usinage par décharge électrique. Tandis que le procédé de jet de grenaille est couramment utilisé et que son prix est faible, il présente un inconvénient de manquer d'uniformité pour la configuration et la rugosité de surface. Par ailleurs, tandis que le processus d'usinage par décharge électrique permet de satisfaire la nécessité d'uniformité de la rugosité de surface à un certain point, l'équipement est considérablement coûteux. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes de ces procédés traditionnels d'usinage et de procurer un procédé pour travailer un cylindre pour qu'il ait une surface très uniformément rugueuse, en utilisant un faisceau tel qu'un faisceau d'électronsou un faisceau laser. Le travail d'un corps solide par un faisceau tel qu'un faisceau d'électronsou unfaisceau laser est une technique connue selon le principe décrit ci-après. Par exemple, quand un faisceau d'électronsfait impact sur un corps solide à une grande vitesse, l'électron s'arrête sur la couche mince de surface du corps solide et impartit 995o de son énergie ou plus à la couche sous forme de chaleur. En conséquence, quand on fait converger le faisceau d'électronsprécisément par une lentille électromagnétique pour le focaliser à la surface du matériau solide, une énergie relativement importante est concentrée sur une très petite partie de la surface du solide o le matériau se volatilise par la très haute température, pour obtenir ainsi l'opération souhaitée. De même, quand on fait converger précisément un faisceau-laser fort au moyen d'une lentille optique pour le focaliser sur la surface du matériau solide, une énergie relativement importante est concentrée sur une très petite partie de la surface du solide o le matériau se volatilise du fait de la très haute température, pour obtenir ainsi l'opération souhaitée. En conséquence, la présente invention a pour objet principal d'accomplir une opération de travail sur la surface d'un cylindre avec une très haute uniformité, en utilisant les propriétés d'un faisceau comme un faisceau d'électronsou un faisceau laser, et un dispositif de travail à faisceau est prévu dans ce but. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique de la construction du dispositif de travail à faisceau à utiliser dans la mise en pratique du procédé selon l'invention; - la figure 2A est une vue en plan du motif de base par le procédé selon la présente invention; - la figure 2B est-une vue en plan et grossie du motif de la figure 2A; -- - la figure 3A est une vue en plan d'une modification du motif obtenu par le procédé selon l'invention; - la figure 3B est une vue en plan et grossie du motif de la figure 5A; - la figure 3C est une vue en coupe grossie du motif de la figure 3A; - la figure 4A est une vue en plan d'une autre modifi- cation du motif obtenu par le procédé selon la présente invention; - la figure 4B est une vue grossie et en plan du motif de la figure 4A; - la figure 5A est une vue en plan d'une autre modifi- cation du motif obtenu par le procédé selon l'invention; - la figure 5B est une vue en plan et grossie du motif de la figure 5A; - la figure 6A est une vue au microscope de la surface d'un cylindre renduerugueuee par le jet de grenaille traditionnel; - la figure 6B est une vue au microscope de la surface d'un cylindre rendue rugueuse par l'usinage traditionnel par décharge électrique; - la figure 6C est une vue au microscope de la surface d'un cylindre rendue rugueuse par le procédé selon la présente invention; - la figure 7A est un diagramme de mesure sur un papier à diagramme, d'un appareil de mesure de la rugosité montrant la condition de surface d'un cylindre rendu rugueux par le processus de jet de grenaille; - la figure 7B est un diagramme de mesure sur un papier diagramme d'un appareil de mesure de la rugosité montrant la condition de surface d'un cylindre rendu rugueux par le processus d'usinage à décharge électrique; et - la figure 7C est un diagramme de mesure sur un papier diagramme d'un appareil de mesure de rugosité montrant la condition de surface d'un cylindre rendu rugueux par le procédé selon l'invention.- Le dispositif de travail à faisceau utilisé dans le procédé selon l'invention a une construction avec une chambre-de travail 1 montée sur une table de travail T. Le dispositif produit un faisceau tel qu'un faisceau d'électroreou un faisceau laser pour travailler ainsi la surface d'un cylindre de laminage à froid R supporté dans la chambre 1. Dans le cas o le faisceau est un faisceau d'électrons, il est souhaitable que la pression dans la chambre 1 soit réduite à 1 x 10-1 torr ou moins par une pompe à vide 11. Dans le cas o le faisceau est un faisceau laser, il n'est pas nécessaire d'évacuer la chambre 1. Un support 2 pour le cylindre R à travailler est prévu dans la chambre 1. Le support 2 est pourvu d'unités d'entraînement 21 et 22 pour ajuster le mouvement le long des directions horizontales x,-y et d'une direction verticale z et il est adapté à supporter le cylindre R horizontalement pour un entraînement en rotation. Par ailleurs, la chambre 1 est pourvue d'une entrée 12 par o le cylindre R est introduit et est sorti de la chambre par un moyen de chargement (non représenté) tel qu'un chariot. Au sommet de la chambre 1 fait intégralement corps un générateur 3 de faisceau pour produire le faisceau tel que le faisceau d'électrorsou le faisceau laser. Le O0 générateur 3 peut avoir une construction connue avec un canon, un élément d'ajustement de la force du faisceau, un élément d'ajustement de la convergence du faisceau, un élément d'ajustement de la déviation de la position du faisceau et un analogues Le générateur 3 est placé de O façon que l'extrémité convergée du faisceau 31 ainsi produit corresponde à la position de la surface du cylindre D supporté par le support 2. La chambre 1 est pourvted'un système d'observation 4 pour observer le processus du travail s'y produisant. Dans le cas o l'on utilise un faisceau laser, le générateur-s peut être séparé de la chambre 1 pour guider le faisceau laser sur le cylindre R à travailler au moyen d'un système optique tel qu'une fibre de verre, un réflec- teur 41 ou analogue. Dans l'opération de travail, le cylindre R monté sur le support 2 est travaillé le long de toute sa circonférence tandis qu'il est entraîné peu à peu en rotation, et ensuite le support est décalé d'un pas longitudinalement au cylindre R pour son travail circonférentiel total suivant. Alterna- tivement, le générateur 3 peut être ajusté en déviation de façon à répondre au changement de la position de travail sur une gamme limitée. Par ailleurs, la force du faisceau, qui est un facteur primordial de la profondeur de travail, peut être régulée en ajustant le canon. Dans le procédé de travail au faisceau selon la présente invention, comme il est possible de travailler avec précision des motifs réguliers en un temps très court en utilisant le moyen d'un type de balayage à faisceau qui brOle tout motif souhaité en explorant une zone de l'ordre de 0,1-500 mm avec un faisceau convergé à 100 p ou moins, on peut facilement établir deux pas longitudinaux et latéraux de travail P1 et P2, respectivement, et un diamètre D, par exemple, dans le cas de base des dépressions circulaires que l'on peut voir sur les figures 2A et 2B. En conséquence, dans le procédé selon la présente invention, il est possible de travailler divers motifs comme des motifs de gorges parallèles ayant une largeur prédéterminée B et une profondeur d comme on peut le voir sur les figures 3A, 3B et 3C, un motif de gorges en quadril- lage comme on peutle voir sur les figures 4A et 4B, et un motif. de gorges régulières avec une largeur changeante des gorges comme on peut le voir sur les figures 5A et5B. Dans le procédé traditionnel de jet de grenaille, la surface travaillée manque d'uniformité par sa configura- tion et sa rugosité comme on peut le voir sur les figures 6A et 7A. Le procédé d'usinage par décharge électrique traditionnel, tout en répondant aux nécessités d'uniformité à un certain point comme on peut le voir sur les figures 6B et 7B, n'est pas suffisamment satisfaisant. Le procédé selon l'invention permet cependant d'obtenir un motif régulier suffisamment satisfaisant comme on peut le voir sur la figure 6C et une rugosité de surface suffisamment uniforme comme on peut le voir sur la figure 7C. Le procédé selon l'invention, permettant de donner un cylindre ayant une surface très uniformément travaillée, présente d'autres avantages, en effet, l'aptitude au travail à la presse et au revêtement de la tôle d'acier ainsi laminée est accrue, la résistance à l'usure du cylindre luimême est accrue pour réduire ainsi l'unité physique des cylindres, et le nombre de cylindres à maintenir peut être réduit. Par ailleurs, dans le procédé selon l'invention, ltusinage du cylindre et le travail pour le rendre rugueux peuvent être accomplis simultanément. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I O I S 1. Procédé pour travailler la surface d'un cylindre de laminage à froid, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: prévoir une chambre de travail (1) ayant un générateur (3) de faisceau sur une table de travail (T); monter un support (2) mobile dans trois directions se coupant perpendiculairement x, y et z sur ladite table dans ladite chambre; attacher ledit cylindre (R) à travailler de façon rotative sur ledit support; et rendre rugueuse la surface dudit cylindre en y projetant ledit faisceau tout en déplaçant ledit support et en faisant tourner ledit cylindre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau précité est un faisceau d'électrons. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau précité est un faisceau laser.