CN101661230A - 外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺。所要解决的技术问题是提供的工艺应能有效地对制版机的光鼓进行加工，并具有加工精度高、质量好、工效高以及加工便利的特点。技术方案是：外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，按照以下步骤依次进行：1)进行常规的金属机械加工处理，使光鼓轮廓基本定型；2)光鼓表面清洁处理及阳极氧化前处理；3)光鼓表面硬质阳极氧化处理；使硬质氧化层厚度达到0.03－0.05mm；硬度HV390－410；4)磨削加工至符合要求。所述步骤1)中依次进行粗车、高温时效处理、半精车、中温时效处理、组装及铣加工、低温时效处理以及精车；所述步骤2)中的表面清洁处理是：脱脂及除油处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种CTP设备部件的加工工艺，具体是外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺。
背景技术
在CTP(计算机直接制版)设备中，制版机的光鼓通常用铝合金来制作；而光鼓的精度要求较高，圆柱度要求都应在0.01mm内，如光鼓直径343.5mm，长1195mm的光鼓也要求圆柱度应在0.01mm内，这对于铝合金的特性来说加工难度较大；原因是：
1、硬度强度低：铝合金的最高硬度为HB110～120，最大抗拉强度一般为20～30kg/cm2。由于硬度低，材料抵抗塑性变形或划痕的能力差，磨削加工时容易划伤和碰伤工件表面。
2、塑性大，在磨削过程中产生塑性粘附，阻塞砂轮表面；同时铝合金的熔点低(660～780℃)，在磨削区的高温下，表面的金属熔化，粘附砂轮表面，产生热熔粘附而增加了砂轮的阻塞。
3、线膨胀系数大：在磨削热的作用下，容易引起铝合金工件变形，从而影响工件表面的磨削加工精度。
4、磨削效率低：为了克服铝合金工件在磨削加工中产生的热变形，减少砂轮表面的粘附堵塞，保证加工表面的质量，必须增加修整次数，因而降低了磨削生产率。
因为外鼓式制版机的光鼓磨削加工往往达不到精度的要求，所以行业内从未采用磨削工艺加工光鼓，通常只采用车加工工艺来制作；但由于车床的精度等级低于磨床，所以，要保证其直径的尺寸精度在0.02mm，圆柱度在0.01mm内，对车床的精度等级以及操作人员的技艺均有较高要求，对产品成本也造成一定影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种磨削加工工艺，该工艺应能有效地对制版机的光鼓进行加工，并具有加工精度高、质量好、工效高以及加工便利的特点。
本发明提出的技术方案是：外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，按照以下步骤依次进行：
1)进行常规的金属机械加工处理，使光鼓轮廓基本定型；
2)光鼓表面清洁处理及阳极氧化前处理；
3)光鼓表面硬质阳极氧化处理；使硬质氧化层厚度达到0.03-0.05mm；硬度HV390-410；
4)磨削加工至符合要求。
所述步骤1)中依次进行粗车、高温时效处理、半精车、中温时效处理、组装及铣加工、低温时效处理以及精车；其中高温时效处理的温度为360-400℃，时间20-28h；中温时效处理的温度为230-270℃，时间20-28h；低温时效处理的温度150℃，时间20-28h。
所述步骤2)中的表面清洁处理是脱脂及除油处理；处理液为硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸或过硫酸钠中的一种或多种混合液，其中：
H2SO4(硫酸) 8-12g/L
H3PO4(磷酸) 8-12g/L
HNO3(硝酸) 8-12g/L
HF(氢氟酸) 8-12g/L
过硫酸钠 3-7g/L
处理温度 45～70℃
处理时间 10～120s。
所述步骤2)中的阳极氧化前处理中的碱性处理液，包括NaOH以及水，NaOH的浓度为30～70g/L，还加入络合剂(葡萄糖酸钠2-4g/L、柠檬酸钠1-3g/L)，操作温度为40～80℃，时间为3～10min。
所述步骤2)中硬质阳极氧化处理是硫酸直流电阳极氧化处理，其处理液中H2SO4的体积比为10％～30％；工艺条件是；
温度 0～2℃
Al/g.L-1 ≤20
电流密度/A.dm-2 2.7～4
时间/min 10～60，以膜厚测量为准。
本发明的机理是，在前期常规机械加工基本定型的基础上，再对光鼓表面进行硬质阳极氧化处理(现有的常规工艺处理)，使其表面硬度显著提高(提高至HV400左右)，然后再进行磨削加工，因而有效解决了常规铝合金磨削加工存在的诸多不利因素，产品质量达到要求。
本发明的有益效果是：本发明采用的工艺，不但克服了现有铝合金磨削加工的缺陷，使得光鼓表面的加工精度和光洁度明显提高，完全符合质量指标，而且采用磨削加工简化了工序，无需高精度等级的设备(采用常规通用磨床，精度完全满足要求)和对操作人员的要求，也有利于降低成本。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明：
实施例1：
外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，按照以下步骤依次进行：
1)用硅胶包覆密闭非铝质材质制作的螺钉。
2)进行常规的金属机械加工及处理；包括粗车、高温时效处理、半精车、中温时效处理、组装及铣加工、低温时效处理以及精车；其中高温时效处理的温度为360℃，时间28h；中温时效处理的温度为230℃，时间27h；低温时效处理的温度130℃，时间28h。
3)表面清洁处理及阳极氧化前处理；
表面清洁处理是：脱脂及除油处理；处理液为硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸或过硫酸钠中的一种或多种混合液，其中：
H2SO4(硫酸) 8g/L
H3PO4(磷酸) 10g/L
HNO3(硝酸) 8g/L
HF(氢氟酸) 10g/L
过硫酸钠 5g/L
处理温度45℃，处理时间10s；然后用水清洗；
阳极氧化前处理中采用了NaOH溶液为主的碱性处理液；NaOH(氢氧化纳)的浓度为70g/L，加入的络合剂是葡萄糖酸钠3g/L、柠檬酸钠2g/L，操作温度为40℃，时间为3min；然后清水冲洗。
4)光鼓硬质阳极氧化处理；其处理液中H2SO4的容积比为10％；工艺条件是：
温度℃ 0℃；
Al/g.L-1 ≤20；(Al/g.L-1每升槽液中铝的含量)
电流密度/A.dm-2 2.7；(A.dm-2每平方分米的电流量).
时间/min 10；硬质氧化层厚度达到0.03mm；硬度HV400；
然后采用低温封闭，使用的低温封闭溶液剂中Ni、F的含量为5g/L；
操作温度30℃，最后用水清洗、干燥。
5)磨削加工至符合要求。
实施例2与实施例1基本相同；不同点仅在于：
1、其中高温时效处理的温度为400℃，时间20h；中温时效处理的温度为270℃，时间21h；低温时效处理的温度180℃，时间20h。
2、表面清洁处理是：脱脂及除油处理；处理液为：
HNO3(硝酸) 10g/L
HF(氢氟酸) 8g/L
过硫酸钠 7g/L
十二烷基苯磺酸钠(表面活性剂)3g/L(各类表面活性剂均可使用，
如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂
两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂)
处理温度 60℃
处理时间 100s。
阳极氧化前处理的碱性处理液中NaOH(氢氧化纳)的浓度为30g/L，加入的络合剂是葡萄糖酸钠3g/L、柠檬酸钠2g/L，操作温度为80℃，时间为10min。
3、光鼓硬质阳极氧化处理中，其处理液中H2SO4的容积比为30％；工艺条件是：温度 2℃；
Al/g.L-1 ≤20；
电流密度/A.dm-2 4；
时间/min 60；硬质氧化层厚度达到0.05mm；硬度HV410。
低温封闭时的操作温度40℃。
Claims (5)
1、外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，按照以下步骤依次进行：
1)进行常规的金属机械加工处理，使光鼓轮廓基本定型；
2)光鼓表面清洁处理及阳极氧化前处理；
3)光鼓表面硬质阳极氧化处理；使硬质氧化层厚度达到0.03-0.05mm；硬度HV390-410；
4)磨削加工至符合要求。
2、根据权利要求1所述的外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤1)中依次进行粗车、高温时效处理、半精车、中温时效处理、组装及铣加工、低温时效处理以及精车；其中高温时效处理的温度为360-400℃，时间20-28h；中温时效处理的温度为230-270℃，时间20-28h；低温时效处理的温度150℃，时间20-28h。
3、根据权利要求1所述的外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤2)中的表面清洁处理是脱脂及除油处理；处理液为硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸或过硫酸钠中的一种或多种混合液；其中：硫酸8-12g/L、磷酸8-12g/L、硝酸8-12g/L、氢氟酸8-12g/L、过硫酸钠3-7g/L，处理温度45～70℃，处理时间10～120s。
4、根据权利要求1所述的外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，其特征在于所述步骤2)中的阳极氧化前处理中的碱性处理液，包括NaOH以及水，NaOH的浓度为30～70g/L，还加入葡萄糖酸钠2-4g/L、柠檬酸钠1-3g/L，操作温度为40～80℃，时间为3～10min。
5、根据权利要求2或3或4所述的外鼓式制版机铝合金光鼓的磨削加工工艺，其特征在于所述步骤2)中硬质阳极氧化处理是硫酸直流电阳极氧化处理，其处理液中H2SO4的体积比为10％～30％；工艺条件是；温度0～2℃，Al/g.L-1≤20，电流密度/A.dm-2 2.7～4，时间/min 10～60，以膜厚测量为准。
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