CN104260575A - 一种用于印码机的凸印版及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于印码机的凸印版及其加工方法，包括版面和承载版面的底座，版面根据印刷图纹的位置设于底座上的任意位置，版面为若干个独立的凸印版块，或2方至6方版轮组成，底座下部设有燕尾卡槽，燕尾卡槽的一侧设有夹紧块，该夹紧块由一横向穿过底座下部的夹紧螺钉调节，版面为40Cr钢和/或高碳钢和/或合金工具钢材料，且版面在制作过程中经过了热处理以提高其硬度。本发明的目的是提供一种生产效率高且耐用的用于印码机的凸印版，同时提出了一种该凸印版的制作方法，使用该方法生产出的凸印版更加耐磨，使用寿命长。

Description

一种用于印码机的凸印版及其加工方法

技术领域

本发明涉及机械印刷领域，具体涉及一种用于印码机的凸印版及其加工方法。

背景技术

原人民币无色荧光印刷一直使用铜版块或版条，所用材料为铜或水洗尼龙，各印钞公司的制版部门应用制版工艺通常为：图纹胶片、版材准备、晒版、腐蚀、整版和镀版的过程。

铜版块或版条的安装方式为：将铜版块通过4条螺钉固定在版底座上，再将底座燕尾卡槽装夹在机器的座圈上，夹紧固定住；版条安装方式为：每条版上有7小枚图案，版条两端带有安装固定孔，将版条绷在机器的圆形座圈上，用螺钉固定并压紧版条。两种版都要在印刷时根据版式调整好版纹的位置，且使用铜版块或版条的印刷技术在实际操作中存在以下问题：

1、安全方面：原有铜版块总厚度为0.7毫米，版纹深度限制在0.3毫米，相当于压紧处的版厚才0.4毫米，版材很薄也比较脆。在印刷生产中，由于装版的拉力和印刷压力的作用，版纹周围易断裂，造成版块丢失，给安全带来较大隐患。

2、印刷质量方面：

(1)在原有印刷形式中，由于版材厚度的限制以及版纹深度的限制，在印刷中一旦墨辊下墨量稍大，极易出现版纹周边和底纹带墨等质量问题。

(2)由于铜版块版纹表面是平面，不是所对应印刷回转直径的弧面，造成印刷出的产品中间压力轻，两头压力重，荧光亮度值总是在最下限甚至不达标。

(3)铜版块在人工安装到版座上时，不能安装的很精准。版座也只能在圆周位置上做调整，而左右位置还是有较大的偏差，版纹印刷位置的一致性不是很好。而版条上面有7枚版纹图案，对应印刷7小枚钞票。版纹位置只能兼顾最上面或最下面的钞票，余下的几枚由于制作和安装误差，单枚不能做左右和圆周方向的任何调整，版式位置不能找得很精准，所以产品的精品率很低。

3、由于铜版块本身材质很软，在印刷过程中，极易出现版纹磨损。换上的新版与旧版存在磨损差异，压力不一致，影响印刷质量。

4、生产效率方面：铜版块和版条都是用螺钉固定在版座上，力量大小、压力是否一致全凭操作者感觉，缺乏安装一致性；且两种材质的版寿命均在1周至2周。每次更换版时间较长，增加了换版找版式时间，影响生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产效率高且耐用的用于印码机的凸印版，同时提出了一种该凸印版的制作方法，使用该方法生产出的凸印版更加耐磨，使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

一种用于印码机的凸印版，包括版面和承载版面的底座，所述版面根据印刷图纹的位置设于底座上的任意位置，所述版面为若干个独立的凸印版块，或2方至6方版轮组成，所述底座下部设有燕尾卡槽，所述燕尾卡槽的一侧设有夹紧块，该夹紧块由一横向穿过底座下部的夹紧螺钉调节。

进一步地，所述版面与底座为一体式或分体式。

进一步地，所述燕尾卡槽的一侧内角为直角，另一侧内角为60°至85°，所述夹紧块设于燕尾卡槽的直角侧边上。

进一步地，所述底座底部为圆弧结构，所述圆弧半径为30毫米至150毫米。

进一步地，所述燕尾卡槽的直角内角处为R＝至1.5毫米内圆角过度。

进一步地，所述燕尾卡槽两侧的底座厚4毫米至20毫米。

进一步地，所述版面在加工时磨削成圆弧面，该圆弧直径为160毫米至400毫米。

进一步地，所述版面的版纹深度大于0.3毫米。

进一步地，该凸印版的材质为45号钢和/或40Cr号钢和/或高碳钢和/或合金钢材料。

进一步地，所述版面为40Cr钢和/或高碳钢和/或合金工具钢材料，且版面在制作过程中经过了热处理以提高其硬度。

凸印版的制作方法，包括以下步骤：经过扫描图纹胶片、计算机CAD矢量化图形或设计稿电子版、转换输出雕刻程序，应用于经锻造毛坯、机械加工、热处理、粗磨版面后的雕刻版纹上；再经过精磨版面、电镀，最后组装完成。

进一步地，所述热处理应用于版面上，热处理在氮气气氛中，将待处理40Cr钢凸印版版面加热到750℃至880℃，用慢速油冷淬火，再经过回火处理，使版面硬度控制在50HRC-65HRC；版面为高碳钢或合金工具钢材料，通过专用高频线圈将待热处理凸印版图纹版面加热到750℃至1300℃，用慢速油冷淬火，再经过回火处理，使版面硬度控制在50HRC-65HRC。

进一步地，对版面进行热处理后，对版面进行磨削后再电镀，镀层材料为铬，铬层厚度为0.002至0.01毫米。

进一步地，所述凸印版整体高度为10至55毫米。

由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：

1、由于整体凸印版高度为50毫米左右，分体结构凸印版版块部分高度为12毫米左右，强度明显加强，克服了铜版块和版条材料薄和脆的缺点，在生产中杜绝了版纹周围易断裂造成的版块丢失，解决了安全问题。

2、凸印版版纹深度均大于0.3毫米，解决了由于铜版块版纹浅，在印刷中一旦墨辊下墨量稍大，极易出现凸印版纹周边和底纹印刷带墨的问题；又由于铜版块和版条版面为平面，与辊筒接触时出现中间轻，两端重的现象；凸印版版面的弧度是严格对应各种印刷机型的回转直径精磨出来的圆弧面，能很好的与印刷辊筒弧面相吻合；解决了每块版之间的印刷压力轻重不一致的问题，荧光亮度值指标全部符合标准；由于加工精度提高了，又是独立的凸印版块，钞票上每枚荧光的位置都可以做非常精细的调整；由于凸印版使用寿命得到延长，带来的质量一致性也非常好。

3、解决了由于铜版块本身材质偏软，易磨损，作废率和停机率高的问题，凸版块使用寿命在2年左右，对机台生产的产品质量有很好的保证。

4、从操作方面解决了铜版块和版条安装螺钉多、调整时间较长的问题。仅需拧紧一个螺钉，就能将凸版块牢牢的夹紧，使装夹简便快捷，提高了生产效率。

5、原来各印钞公司自己生产铜版块和版条，质量和标准不统一。由于新型凸印版的出现和使用，得到很好的反响，效果非常好，各厂都取消了铜版块和版条印刷工艺，改用钢质凸印版。即统一了产品生产单位和质量标准，对印刷的荧光整体质量也带来很大的提升，产品的应用前景日益广泛。

附图说明

图1为本发明技术工艺流程图；

图2为本发明凸印版的结构主视图；

图3为本发明凸印版的结构俯视图；

图4为本发明凸印版的结构侧视图；

图5为底座下部易折断处；

图6为本发明上端夹紧凸印版的结构示意图；

图7、8为本发明分体版轮式的凸印版的结构示意图。

图中：1-底座  2-版面  3-版纹  4-夹紧块  5-夹紧轴  6-夹紧螺钉  7-版轮  8-圆弧  9-燕尾卡槽

具体实施方式

以下实施用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

参见图2～图4所示，整体结构凸印版，即版面2及底座1为整体式设计，其包括版面2及承载版面的底座1，底座1底部设置圆弧(底弧)8和燕尾卡槽9结构，用以安装到印码机上，圆弧8半径300型为100毫米，374型为137毫米。版面2及底座1均采用40Cr材料加工制成，在加工过程中，对版面部分进行了热处理，底座部分进行防渗涂料涂抹，版面硬度高，耐磨损，底座硬度低，强度和韧性好。

燕尾卡槽9的一侧内角为直角，另一侧内角为锐角，卡槽内拐角处采用半径R为1毫米内圆角过度，另外，在不影响机器荧光和号码安装位置的前提下，尽量加厚夹紧两侧的壁厚，相比于改进前每侧加厚了1毫米至2毫米(见图5)。经检测，改进后燕尾端剪切力为42500N，剪切力比之前提高了3.4倍，并在热处理后增加探伤检测，完全杜绝了燕尾和夹紧壁拐角处出现微小裂纹的现象，保证了高速印刷时的安全性。

整体凸印版高度为50毫米，版纹深度>0.5毫米。

实施例2

参见图2～图4所示，分体结构凸印版，即版块2及底座1可以为分体式设计，其包括版面部分的版块2及承载版块的底座1，底座底部1设置圆弧8(底弧)和燕尾卡槽9结构，用以安装到印码机上，圆弧半径300型为100毫米，374型为137毫米。版块采用40Cr材料加工制成，版座采用45号钢材料加工制成。只对版块部分进行了热处理，版座部分没有进行热处理，这样的产品工艺性更好；在机台转换产品时，通过更换版块实现换版，而版座不动，转产更方便和快捷。

分体凸印版版块高度为12.5毫米，版纹深度>0.5毫米。

实施例3

燕尾卡槽9处的夹紧结构可以有两种方式，参见图2所示，燕尾卡槽的一侧设有夹紧块4，该夹紧块4由一横向穿过底座下部的夹紧螺钉6调节以解决侧面夹紧没有空间的问题。参见图6所示，底座底部靠近燕尾卡槽9直角边侧设有一夹紧块4，该夹紧块由夹紧轴5固定，夹紧轴5又通过底座上部的夹紧螺钉6连接固定。这种结构方式也可以应用在分体结构的版座部分上，同时也为机台装夹操作多提供一种选择方式。

参见图7～8所示，为了更好的提高转换产品的效率，进一步降低凸印版的成本，现设计出快速更换不同凸印版纹的版轮式结构。根据客户的需要，在凸印版轮7上，可以制作2方、3方、4方、5方、6方等产品的版纹。在转换产品时，转动版轮7就可以改变不同产品的版纹，不需拆卸任何的零件就可以印刷了，转换非常的方便快捷，进一步降低成本，缩短换版时间。

参见图1，在本发明的一具体实施方案中，凸印版的制作方法如下，首先经过扫描图纹胶片、计算机CAD矢量化图形或设计稿电子版、转换输出雕刻程序，之后：

(1)整体凸印版制作工艺流程：锻件下料、粗铣四面、精铣四面、铣燕尾底槽、切断、铣切断面、铣外形、加工中心铣定位底弧、钻孔、铣图纹框、攻丝倒角、热处理、喷砂、磨雕刻弧面、雕刻图纹、精磨图纹面、镀铬、装配夹紧块和夹紧螺钉。

(2)分体凸印版底座部分制作工艺：钢锻件下料、粗铣四面、精铣四面、铣燕尾底槽、切断、铣切断面、铣外形、铣版块槽、加工中心铣定位底弧、钻孔、攻丝、喷砂、镀铬、打标、装配夹紧块和夹紧螺钉。

(3)分体凸印版版面部分制作工艺：钢锻件下料、粗铣四面、精铣四面、铣外形、钻孔、热处理、喷砂、磨雕刻弧面、雕刻图纹、精磨图纹面、镀铬、打标、装配。

其中版面进行热处理的方法按照以下操作进行：

实施例4

版面40Cr钢凸印版版面的整体凸印版热处理工艺：对于40Cr钢凸印版版面，将防渗涂料涂抹在整体凸印版下部2/3部分，上1/3部分露出。将版块放入气体氮化炉内并充入氮气，炉温加热到750℃至880℃范围内一温度值，用慢速油冷淬火，再经过回火处理，防渗涂料隔住降温速度，实现一块凸印版两个硬度，不参与印刷的机体和装夹部分的硬度较低，控制在<40HRC，保证了高强度和韧性；参与印刷的版面部分硬度在50HRC至65HRC，提高了版面的耐磨性。

实施例5

版面为高碳钢或合金工具钢材料的凸印版块热处理工艺：将分体凸印版块放入气体氮化炉内并充入氮气，炉温加热到750℃至1300℃范围内一温度值，用慢速油冷淬火，硬度在50HRC-65HRC；或通过专用高频线圈将待热处理凸印版图纹版面加热到750℃至1300℃，用慢速油冷淬火，再经过回火处理，使版面硬度控制在50HRC-65HRC。

本实施例中，版面加工工艺是采用磨削后再电镀(传统的凸印版面加工工艺是先电镀后磨削，在夏季潮湿季节，版面容易出现锈斑现象)，表面镀层材料为铬，铬层厚度为0.004毫米-0.005毫米，在起到防锈作用的同时，还提高了表面的耐磨性。

本实施例的凸印版，在版面未经过热处理时，初次使用在1元券上，印刷至1500万印以上都没有出现磨损现象，只有50元和100元凸印版在印刷350万印时出现磨损，原因在于50元和100元无色荧光处有金属线，形成对凸印版面的磨损也较严重；当采取新的材料和热处理工艺处理版面后，提高了整体硬度，适用于无色荧光处具有金属线的50元和100元券上。在2011年1月，将新材料和新热处理工艺生产的85块凸印版块，分别安装在北京、成都和南昌三家印钞公司的印码机上，至2012年10月已经印刷1年10个月时间，单台印码机印刷数量已经达到3200万印大张，仍未出现磨损现象，有效解决了磨损问题。由于质量的提高和成本的降低，目前国内6家印钞公司全部改换钢制凸印版印刷无色荧光。

针对双色印码机使用凸印版的特点，设计生产出了适用于双色机的版纹居中型的凸印版块。由于可以不受单色印码机和号码机同在一个辊筒位置的限制，可以将凸印版安装在下辊筒，位置宽松很多，将版纹放在版体的中心位置，特别是在9000转/小时以上的高印刷机速下，在使用中更加安全、稳定可靠。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种用于印码机的凸印版，其特征在于：包括版面和承载版面的底座，所述版面根据印刷图纹的位置设于底座上的任意位置，所述版面为若干个独立的凸印版块，或2方至6方版轮组成，所述底座下部设有燕尾卡槽，所述燕尾卡槽的一侧设有夹紧块，该夹紧块由一横向穿过底座下部的夹紧螺钉调节。

2.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述版面与底座为一体式或分体式。

3.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述燕尾卡槽的一侧内角为直角，另一侧内角为60°至85°，所述夹紧块设于燕尾卡槽的直角侧边上。

4.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述底座底部为圆弧结构，所述圆弧半径为30毫米至150毫米。

5.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述燕尾卡槽的直角内角处为R＝至1.5毫米内圆角过度。

6.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述燕尾卡槽两侧的底座厚4毫米至20毫米。

7.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述版面在加工时磨削成圆弧面，该圆弧直径为160毫米至400毫米。

8.如权利要求1所述的一种用于印码机的凸印版，其特征在于：所述版面的版纹深度大于0.3毫米。

9.如权利要求1－8任意一项所述用于印码机的凸印版，其特征在于：凸印版的材质为45号钢和/或40Cr号钢和/或高碳钢和/或合金钢材料；所述版面为40Cr钢和/或高碳钢和/或合金工具钢材料，且版面在制作过程中经过了热处理以提高其硬度。

10.根据权利要求1所述的凸印版的制作方法，其特征在于包括以下步骤：经过扫描图纹胶片、计算机CAD矢量化图形或设计稿电子版、转换输出雕刻程序，应用于经锻造毛坯、机械加工、热处理、粗磨版面后的雕刻版纹上；再经过精磨版面、电镀，最后组装完成；

所述热处理应用于版面上，热处理在氮气气氛中，将待处理40Cr钢凸印版版面加热到750℃至880℃，用慢速油冷淬火，再经过回火处理，使版面硬度控制在50HRC-65HRC；版面为高碳钢或合金工具钢材料，通过专用高频线圈将待热处理凸印版图纹版面加热到750℃至1300℃，用慢速油冷淬火，再经过回火处理，使版面硬度控制在50HRC-65HRC；

对版面进行热处理后，对版面进行磨削后再电镀，镀层材料为铬，铬层厚度为0.002至0.01毫米。