CN101195293B - 具有弧形轮廓薄片的预搪磨刮刀和制造所述刮刀的方法 - Google Patents

具有弧形轮廓薄片的预搪磨刮刀和制造所述刮刀的方法 Download PDF

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Abstract

一种用研磨轮(3)制造的具有薄片轮廓(2)的预搪磨刮刀(1)，其中所述薄片(2)具有弧形轮廓(圆弧形或椭圆弧形)，并且研磨轮(3)在薄片(2)上形成的加工凹槽(4)不与刮刀(1)的边缘平行。一种制造所述刮刀(1)的方法，至少包括以下步骤：在带材上方放置研磨轮(3)，使研磨轮(3)的旋转轴线不与刮刀(1)的边缘正交；转动研磨轮(3)；在研磨轮(3)下方与带材边缘平行地移动带材。研磨轮(3)可以是圆柱形研磨轮或锥形研磨轮；在加工期间，刮刀(1)的边缘可以保持在通过研磨轮(3)中心的竖直面上或偏移所述竖直面。

Description

具有弧形轮廓薄片的预搪磨刮刀和制造所述刮刀的方法
技术领域
本发明涉及一种具有弧形轮廓薄片的预搪磨刮刀以及一种制造所述刮刀的方法。
背景技术
刮刀是一种熟知的工具，通常用于从半径为有限(辊)或无限(平面)的柱面上刮掉先前粘在所述表面上的(液体、糊状或粉末状的)产品。因此刮刀可以用于许多领域，以清洁(例如)印刷用的辊表面，分布和散布用于研磨的胶等。
在许多印刷方法中，刮刀用于在框架(例如在丝网印刷中)上分布印刷油墨或者用于除去印刷辊(旋转印刷、柔性版印刷等)或平的印刷铅版(凸版印刷、tampography)上多余的油墨。
尤其对于印刷机，刮刀与印刷辊的表面直接接触，以除掉所述表面未刻部分上的印刷油墨和所述表面被刻部分上多余的印刷油墨；由于转动速度快，印刷辊和刮刀的表面很容易磨损。因此，经常在印刷辊上包覆一层硬质材料(例如陶瓷材料或硬铬)，硬质材料根据特殊应用可以不同。
印刷机目前使用的刮刀主要由经冷轧和回火处理的精密钢带制成的金属支架构成。
在存在腐蚀现象的情况下，或者通常对于需要高耐磨蚀和高耐磨损的应用，金属支架可以由马氏体不锈钢带或加入各种添加剂的低合金钢带制成。
为了提高刮刀-辊组件的耐磨损性，金属支架经常沿其边缘全部或部分包覆有各种包覆层：通过已知方式附着的薄金属层(例如镀铬或镀镍)、陶瓷材料层、聚合材料层等。
刮刀整个由合金材料构成以提高它们在辊表面的粘附力和减少所述辊上的磨损，也是已知技术。
在上述所有情况中，根据不同情况考虑要与印刷辊表面接触的一个或两个直边缘的轮廓来满足特殊需求是最有利的。
目前本领域已知刮刀的刮刀-辊接触边缘具有以下几种轮廓之一：
-矩形轮廓：全厚的刮刀，刮刀-辊接触边缘没有预搪磨，并且具有被剪切、去毛刺或打磨的90°尖锐边缘(图1a)；
-圆形轮廓：全厚的刮刀，刮刀-辊接触边缘没有预搪磨，并且具有径向边缘(图1b)；
-斜轮廓：刮刀-圆筒接触边缘预搪磨成一角度，斜面厚度从所述斜面的尖端线性增加到与刮刀主体会合的位置；斜面尖端可以是也可以不是圆的(图1e)；
-薄片轮廓：刮刀-圆筒接触边缘预搪磨，薄片从所述薄片的尖端到与刮刀主体会合的位置的厚度变化最小；薄片尖端可以是也可以不是圆的(图1c和1d)。
对于薄片轮廓，为了得到厚度不变或部分不变的薄片，用切向磨削的方法或使用杯形研磨轮纵向将其边缘削薄；因为在制造薄片轮廓的已知方法中研磨轮的旋转轴线基本上与刮刀边缘成直角，制造的凹槽基本上是纵向的，即基本上与刮刀边缘平行。
如果研磨轮成切向，它的旋转轴线就与刮刀边缘成直角并平行于刮刀平面，制造的凹槽与刮刀边缘平行(图1c)；如果研磨轮是杯形研磨轮，它的旋转轴就基本上与刮刀边缘和刮刀平面成直角，加工的凹槽几乎与刮刀边缘平行(图1d)。
每个轮廓的几何形状都是根据不同情况，以已知的方式，根据印刷方法的类型(旋转印刷、柔性版印刷、移印(tampographic printing)、刷涂等)以及在同一方法内根据决定所述工艺的参数进行选择的，这些参数是：辊的类型和硬度、刻版的类型、辊旋转速度、油墨的类型和密度、外加压力等。
目的是尽可能最佳地调整填充在辊雕版单元内的油墨量从而确保最佳的刮涂效果。这就转向研究印刷机械持续工作(print run)的时间、印刷机械持续工作整个持续时间内色调均匀性和没有印刷缺陷例如条纹、斑痕等之间最佳的折中方案。
未预搪磨的接触边缘使得刮刀可以不加区分地从两侧使用，其主要应用于柔性版印刷，其中较厚的刮刀厚度，与印刷方法的特点结合，能够很好地刮涂传墨辊；未预搪磨的刮刀也在油墨室中用作封闭刮刀(the closing doctor blade)。
带有薄片尖端的预搪磨接触边缘具有以下优点：
-对辊的适应性：即使对于线数非常高且印刷压力低的辊，它也有非常好的刮涂效果；
-灵活性：相对于更结实的刀体，减小的薄片厚度使得即使在高速下也能限制工作压力，从而延长刮刀寿命，并因此延长印刷机械持续工作的时间；
-薄片上磨损的均匀性：因此在整个印刷机械持续工作期间色调连续性好；
以及以下不利的特点：
-因为纵向的制造凹槽，在刮刀的磨损期间，制造刮刀的材料容易在最深槽和最高的脊处形成细纹；这些细纹可能导致印刷瑕疵或损坏刮刀本身、印刷油墨过滤器或其他辅助设备例如泵等；
-因为由薄片和刮刀主体之间的短距离会合以及会合点处临界的制造特点引起的厚度突变，刮刀弹性在会合区域急剧变化：这导致存在断裂的危险和/或使刮刀在会合区域永久弯曲等；
-因为会合点处薄片的弱化，即使对于最小的压力变化，实际工作角度也会变化很大。
另一方面，预搪磨斜面接触边缘应当确保对外加压力有更均匀的反应。用杯形研磨轮制成的带有角度的斜面具有相对于刮刀边缘倾斜的制造凹槽，但是厚度线性增加，该线性增加的厚度是在因边缘上的磨损引起的刮涂的均匀性和相应的色调变化之间的折衷方案。
在薄片或斜面具有倒圆的尖端的情况下，刮刀的连续工作时间最短。
也可以将多种轮廓组合起来：例如，现有技术的一些刮刀具有与厚度可变的辊接触的边缘，且具有全厚端部以及带薄片的预搪磨中心部，其主要目的是减少在刮刀振动期间在辊边缘处刮刀上的磨损。
在其他参数相同的情况下，通过减少辊边缘处刮刀断裂的危险以及由此产生的油墨泄漏，延长了刮刀寿命，并因此也延长了印刷机械持续工作的时间。
目前使用的刮刀还不能经验证表明其能够完全满足使用者的需求。实际上，频繁发现有以下问题存在：
-薄片或斜面脆性；
-在高印刷压力和/或高速和/或长时间持续印刷的情况下，刮刀-辊组件的磨损快；
-刮刀/印刷辊组件上的磨损不均匀，导致色调不连续、模糊、出现条纹和/或其他缺陷；
-由于所述刮刀上的磨损，在制造刮刀的材料上形成细纹。
发明内容
本发明的目的是制造一种刮刀，它能够克服上述现有技术的刮刀具有的缺陷。
在第一方面，本发明提供一种用研磨轮制造的具有薄片的预搪磨刮刀，所述薄片的厚度上具有弧形轮廓，并且研磨轮在薄片上形成的加工凹槽不与刮刀的与印刷辊接触的边缘平行。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片的厚度上的轮廓成圆弧形。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片的厚度上的轮廓成椭圆弧形。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片的宽度在1.5mm至5.00mm之间，在搪磨端处测量的厚度在0.055mm至0.120mm之间。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述刮刀的宽度为0.152mm，其特征在于，所述薄片的宽度为2.28mm，其搪磨端的厚度为0.065mm。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片起始部分的厚度从搪磨端开始保持恒定，为1mm，然后沿薄片其余部分成二次曲线地增加直至与刮刀主体会合的区域。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片起始部分的倾角在0°至3°之间。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片起始部分的倾角在1.2°至2.2°之间。
在本发明的刮刀的一个优选实施方式中，所述薄片具有宽度p在0mm至1.5mm之间的平坦部分。
在第二方面，本发明提供一种从带材开始制造上述刮刀的方法，所述方法至少包括以下步骤：
-在带材上方放置研磨轮，使研磨轮的旋转轴线不与刮刀的与印刷辊接触的边缘正交；
-转动研磨轮；
-在研磨轮下方与带材的边缘平行地移动带材。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，所述研磨轮是盘式研磨轮。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，所述研磨轮是锥形研磨轮，其旋转轴线的倾角等于研磨轮的锥角。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，在制造期间，研磨轮的轴线与刮刀的与印刷辊接触的边缘平行。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，在制造期间，研磨轮的轴线相对于刮刀的与印刷辊接触的边缘倾斜0°至85°的角度α。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，在制造期间，所述研磨轮的轴线相对于刮刀的与印刷辊接触的边缘倾斜0°至45°的角度α。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，在制造期间，刮刀的与印刷辊接触的边缘保持在通过研磨轮中心的竖直面上。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，在制造期间，刮刀的与印刷辊接触的边缘相对于通过研磨轮中心的竖直面偏移开。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，所述研磨轮是具有半径r和与刮刀的与印刷辊接触的边缘平行的旋转轴线的盘式研磨轮，其特征在于，所述刮刀的与印刷辊接触的边缘相对于通过研磨轮中心的竖直面的偏移值d在0至0.05＊r之间。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，所述刮刀的与印刷辊接触的边缘相对于通过研磨轮中心的竖直面的偏移值d为d＝0.03＊r。
在本发明的刮刀制造方法的一个优选实施方式中，所述薄片平坦部分的宽度p为：
-如果d＝0，p＝0.5＊l＊sinα；
-如果d＝0.5＊l，p＝l＊sinα。
附图说明
下面将仅仅通过非限制性的示例同时参考附图来描述本发明的示例性的实施例，其中：
-图1是简要表示了一些已知类型的刮刀末端区域的透视图；
-图2是简要表示了构成本发明主题的刮刀末端部分的透视图和顶视图；
-图3是简要表示了构成本发明主题的一些刮刀的侧视图；
-图4是根据构成本发明主题的第一方法实施例简要表示了制造期间刮刀的侧视图和顶视图；
-图5是简要表示了图4方法的一种变化的侧视图和顶视图；
-图6是根据构成本发明主题的第二方法实施例简要表示了制造期间刮刀的侧视图和顶视图；
-图7和8是简要表示了图6方法的一种变化的侧视图和顶视图。
在附图中相同的元件用相同的附图标记表示。
具体实施方式
本发明涉及一种用研磨轮制造的具有薄片轮廓的预搪磨刮刀，其中该薄片具有弧形轮廓，并且该薄片上由研磨轮产生的制造凹槽与刮刀边缘不平行。
制造上述刮刀的方法-从带材开始-也形成本发明的主题，并且至少包括以下步骤：
-将旋转轴与刮刀边缘不垂直的研磨轮放置在带材上方；
-转动研磨轮；以及
-使带材在研磨轮下面与带材边缘平行地移动。
参见图2至8，根据本发明的刮刀1上的刮刀/印刷辊接触边缘包括具有弧形轮廓的薄片2，该弧形轮廓是通过旋转轴与刮刀1的边缘不垂直的研磨轮3得到的，因此具有弧形轮廓的薄片2是通过在与刮刀1的边缘垂直或相对于该边缘倾斜的方向上移除材料而得到的。
研磨轮3可以是盘式研磨轮或锥形研磨轮，并且它的旋转轴与刮刀1的边缘平行(图4和5)以制造出具有圆弧状轮廓的薄片2，或者相对于刮刀1的边缘倾斜(图6-8)以形成具有椭圆弧状轮廓的薄片2，为了使椭圆弧起始部分象一条直线，该椭圆弧的起始部分的轮廓有0°至3°的倾斜角，优选为1.2°至2.2°。
如果研磨轮3的旋转轴与刮刀1的边缘平行(图4和5)，则由于采用与刮刀1边缘成直角的方式加工薄片2，使得刮刀1具有凹槽4(图2、4和5)，同时如果研磨轮3的旋转轴相对于刮刀1的边缘倾斜(图6-8)，加工凹槽4则相对于刮刀1的边缘倾斜，倾斜角度等于研磨轮3旋转轴与所述刮刀边缘的倾斜角度。
根据本发明的刮刀，其上的加工凹槽4相对于刮刀1的边缘成直角或倾斜，有利地在薄片上具有更强的抗弯和更好的耐磨能力：从而彻底减少(或完全消除)了制造刮刀的材料沿刮刀/筒接触边缘形成细纹(thread)的可能性，而这种细纹可能导致印刷缺陷。
根据本发明制造的具有弧形轮廓的薄片2的宽优选在1.5至5.00mm之间，其搪磨端(honed end)的厚度在0.055mm至0.120mm之间。
仅仅是举个例子，如果刮刀1厚度为0.152mm，则薄片2宽度为2.28mm，搪磨端厚度为0.065mm。
上述比例使得刮刀甚至在高速下也能在有限的压力下工作，与必须使用具有传统形式的预搪磨薄片的刮刀的情况相比，在其他参数相同的情况下在任何情况时都能在更低的压力下工作。从而，延长了刮刀的寿命，并因此增加了打印过程的持续时间和连续性。
图3是简要表示了根据本发明的四个刮刀1的侧视图，这些刮刀的弧形薄片2的长度不同(其挠性因此也不同)以满足特殊的使用需求。刮刀1的不同轮廓通过适当地选择研磨轮3的直径、厚度和位置来得到，这将在下面参考图4-8进行描述。
薄片2的厚度有利的是从搪磨端开始保持大约1mm，然后沿薄片2其余部分成二次曲线地增加到与刮刀1主体会合的区域。
已获得刮刀2的这种轮廓，通过试验，随着在刮刀上产生的磨损能够实现特殊压力的均匀。因此在整个打印过程色调有很好的连续性并且几乎完全不会出现模糊现象。
申请人仔细进行的重复试验表明，在运行条件相同的情况下，根据本发明制造的刮刀的磨损度比根据现有技术具有最佳性能的刮刀小大约30％。
现在将参考图4至8来描述根据本发明从带材开始制造具有弧形薄片2的刮刀1的方法，这些图是简要表示了根据上述方法的一些实施例制造的刮刀的侧视图和顶视图。
在图4至8中，研磨轮3是盘式研磨轮(因为它本身是已知的所以没有描述)，其旋转轴不与刮刀1的边缘正交，但是在不脱离本发明范围的情况下，研磨轮3也可以是锥形研磨轮，其旋转轴不与刮刀1的边缘正交，且具有与研磨轮3的锥角相等的倾角；锥形研磨轮能够使材料更渐进地移除，并减少发热、机械应力和相对变形。
根据研磨轮3的旋转轴是与刮刀1的边缘平行还是相对于刮刀1的边缘倾斜0°至85°，优选0°至45°的角度，根据本发明制造的薄片2的轮廓可以成形成圆弧或椭圆弧。
在第一种情况下凹槽与刮刀1的边缘正交，在第二种情况下凹槽相对于刮刀1的边缘倾斜，倾斜角度等于研磨轮3旋转轴线相对于刮刀1边缘的倾斜角；这两种情况均保持这样一个优点，即能够避免在使用期间由于磨损形成细纹。
此外，成形为圆弧或椭圆弧的刮刀轮廓可以通过使带材边缘落在通过研磨轮3中心的竖直面内来操作(图4和6)或通过使带材边缘偏移开通过研磨轮3中心的竖直面来操作(图5、7和8)而得到。
该偏移值d(图5、7和8)带来这样的好处，即可以在不必替换研磨轮3或不必使其在竖直方向上靠近或远离刮刀1的情况下，改变薄片2的宽度及其边缘的厚度l(研磨轮的直径及其厚度(如果倾斜)保持相等)。
由于盘式研磨轮3具有厚度l并且其轴线相对于刮刀1的边缘倾斜一角度α(α≠0)，偏移值d优选使得薄片2具有宽度为p(为了图示的简明在图中没有示出)的平坦部分，该宽度在0mm至1.5mm之间。
平坦部分的宽度p从最小值0.5＊l＊sinα(d＝0)变化到最大值1＊seen α(d＝p/2，采用研磨轮的整个厚度l时)。
由于盘式研磨轮3具有半径r并且轴线与刮刀1的边缘平行(α＝0)，平坦部分的宽度p＝0，与偏移值d无关，偏移值d在0至0.05＊r之间，优选为0.03＊r。
盘式研磨轮3的轴线相对于刮刀1的边缘倾斜，其他条件相同时，
-偏移值d越大，意味着薄片2的轮廓上可以看作是直线部分的部分越长，这可以通过比较图6和7中的刮刀2看出；
-所使用的研磨轮3的厚度越大，就可能得到越宽的薄片2，这可以通过比较图7和8中的刮刀2看出。
使用的盘式研磨轮的直径越大或越小就可能得到越接近于每个具体应用理论上需要的轮廓，这些具体应用与打印速度、密度的高低和/或墨的类型、刻印的密度大小有关。
本领域的技术人员可以在不脱离本发明范围的基础上，根据通常的经验和/或现有技术的自然进展的启示，对上述所有的刮刀和制造方法作出修改和改进。

Claims (20)

1.一种用研磨轮(3)制造的具有薄片(2)的预搪磨刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)的厚度上具有弧形轮廓，并且研磨轮(3)在薄片(2)上形成的加工凹槽(4)不与刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘平行。
2.如权利要求1所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)的厚度上的轮廓成圆弧形。
3.如权利要求1所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)的厚度上的轮廓成椭圆弧形。
4.如权利要求1所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)的宽度在1.5mm至5.00mm之间，在搪磨端测量的厚度在0.055mm至0.120mm之间。
5.如权利要求4所述的刮刀(1)，其中所述刮刀(1)的宽度为0.152mm，其特征在于，所述薄片(2)的宽度为2.28mm，其搪磨端的厚度为0.065mm。
6.如权利要求1所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)起始部分的厚度从搪磨端开始保持恒定，为1mm，然后沿薄片(2)其余部分成二次曲线地增加直至与刮刀(1)主体会合的区域。
7.如权利要求3所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)起始部分的倾角在0°至3°之间。
8.如权利要求7所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)起始部分的倾角在1.2°至2.2°之间。
9.如权利要求3所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片(2)具有宽度p在0mm至1.5mm之间的平坦部分。
10.一种从带材开始制造上述权利要求中任一项所述的刮刀(1)的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：
-在带材上方放置研磨轮(3)，使研磨轮(3)的旋转轴线不与刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘正交； 
-转动研磨轮(3)；
-在研磨轮(3)下方与带材的边缘平行地移动带材。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述研磨轮(3)是盘式研磨轮。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述研磨轮(3)是锥形研磨轮，其旋转轴线的倾角等于研磨轮(3)的锥角。
13.如权利要求10所述的方法，其用于制造权利要求2所述的刮刀(1)，其特征在于，在制造期间，研磨轮(3)的轴线与刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘平行。
14.如权利要求10所述的方法，其用于制造权利要求3所述的刮刀(1)，其特征在于，在制造期间，研磨轮(3)的轴线相对于刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘倾斜0°至85°的角度α。
15.如权利要求14的方法，其特征在于，在制造期间，所述研磨轮(3)的轴线相对于刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘倾斜0°至45°的角度α。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在制造期间，刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘保持在通过研磨轮(3)中心的竖直面上。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在制造期间，刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘相对于通过研磨轮(3)中心的竖直面偏移开。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述研磨轮(3)是具有半径r和与刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘平行的旋转轴线的盘式研磨轮，其特征在于，所述刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘相对于通过研磨轮(3)中心的竖直面的偏移值d在0至0.05＊r之间。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述刮刀(1)的与印刷辊接触的边缘相对于通过研磨轮(3)中心的竖直面的偏移值d为d＝0.03＊r。
20.如权利要求19所述的方法，其用于用具有厚度(l)的盘式研磨轮(3)制造权利要求9所述的刮刀(1)，其特征在于，所述薄片 (2)平坦部分的宽度p为：
-如果d＝0，p＝0.5＊l＊sinα；
-如果d＝0.5＊l，p＝l＊sinα。 
CN2007101400675A 2006-12-04 2007-08-14 具有弧形轮廓薄片的预搪磨刮刀和制造所述刮刀的方法 Active CN101195293B (zh)

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