CN116352383A - 一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，所述铝合金版辊的外圆周面涂覆有硬化层，所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法包括铝合金版辊制备步骤和硬化层喷涂与加工步骤，其中的所述铝合金版辊制备步骤包括以下步骤：S1)制得中空的辊筒；S2)使多个所述铝合金板沿径向排列且间隔均匀地分布并形成多个辐条；S3)将所述胶印制版安装槽的两侧槽壁的顶面分别焊接于所述豁口的内壁面；S4)插入转轴，并套装轴封；S5)通过机加工处理所述辊筒的外圆周面，即制得所述铝合金版辊。具有整体质量轻且驱动能耗低的优势，并通过涂覆硬化层克服铝合金不耐磨的缺陷，来提高铝合金版辊的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及印刷机械技术领域，尤其涉及一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法。
背景技术
现有技术的宽幅连续式胶印机使用的版辊为进口的，且版辊为壁厚100mm-200mm的铸铁件钢辊，该版辊重量为800-2000kg，导致采购成本高，由于该版辊重量大，需要采用齿轮机械驱动，负荷大，导致能耗高，增加了制造费用，导致印刷企业的制造成本居高不下。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提出一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，以替代铸铁件钢辊，降低印刷企业的制造成本和能耗。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，所述铝合金版辊的外圆周面涂覆有硬化层，所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法包括铝合金版辊制备步骤和硬化层喷涂与加工步骤，其中的所述铝合金版辊制备步骤包括以下步骤：
S1)将铝合金棒采用挤出模挤出成型，制得中空的辊筒；
S2)将不锈钢材质的转轴套管放置于所述辊筒的中部，并使所述转轴套管和所述辊筒的中心轴位于同一直线，然后将长条形的多个铝合金板置放于所述转轴套管和所述辊筒之间，使每一所述铝合金板的长度方向沿所述辊筒的轴向方向延伸，并保持每一所述铝合金板的宽度方向沿所述辊筒的径向方向延伸，然后分别将每一所述铝合金板的宽度方向的内侧边焊接于所述转轴套管的外周面，再将该所述铝合金板的宽度方向的外侧边焊接于所述辊筒的内壁面，使多个所述铝合金板沿径向排列且间隔均匀地分布并形成多个辐条；
S3)按照配套宽幅连续式胶印机所需的尺寸，在相邻的两条所述辐条之间开具贯穿所述辊筒的圆周壁的豁口，所述豁口的长度方向沿所述辊筒的轴向延伸，然后将胶印制版安装槽穿过所述豁口并安装于所述辊筒内，将所述胶印制版安装槽的两侧槽壁的顶面分别焊接于所述豁口的内壁面；
S4)在所述转轴套管内插入转轴，并在外露于所述转轴套管的所述转轴的两端分别套装轴封，将所述轴封的朝向所述辐条的内侧面固定于所述辐条的外露侧面；
S5)通过机加工处理所述辊筒的外圆周面，即制得所述铝合金版辊。
具体的，步骤S4)中，所述辊筒的外圆周面的圆跳动≤0.01mm；
所述硬化层喷涂与加工步骤中，涂覆并抛光后的所述硬化层的表面粗糙度Ra≤0.2μm。
优选的，所述辊筒的外径b为400-600mm，所述辊筒的轴向长度L为1200mm-2000mm。
具体的，所述辊筒的壁厚a为5-10mm，所述辐条的厚度c为10-15mm。
进一步的，喷涂有所述硬化层的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的总体重量为50-100kg。
优选的，所述硬化层为碳化钨涂层，所述硬化层的维氏硬度HV大于1100，所述硬化层的厚度为0.05-0.2mm。
进一步的，所述辐条设有安装孔，所述安装孔沿所述辐条的长度方向延伸并贯穿所述辐条。
进一步的，所述硬化层喷涂与加工步骤包括以下步骤：
T1)清洗制得的所述铝合金版辊的所述辊筒的外圆周面，干燥后，使用超音速火焰喷涂设备在所述辊筒的外圆周面喷涂碳化钨粉末，并同时在喷涂过程中使用冷却空气吹向所述辊筒的圆周内壁，喷涂完成后并冷却至室温，得到外圆周面涂覆有硬化层的铝合金版辊；
T2)采用抛光设备对所述硬化层进行抛光，检测所述硬化层的表面粗糙度Ra≤0.2μm，即制得的所述硬化层；
步骤T1)中，所述辊筒的温度不超过350℃，所述超音速火焰的温度为200-300℃。
具体的，步骤T1)中，所述碳化钨粉末的粒度为5-15μm，送粉气体流量为20-30L/min，冷却空气的流速为50-60L/min，且在喷枪中参入气流流速为100-200L/min的氮气，得到的硬化层的表面粗糙度Ra≤1.6μm。
本发明的技术方案的有益效果为：所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，铝合金版辊采用轮辐式结构，替代现有技术的铸铁件的进口胶辊，可减轻用于宽幅连续式胶印机的版辊的重量，具有整体质量轻且驱动能耗低的优势，并且辊筒具有挤压和表面加工的难度低且成本低的优点，可进一步降低制备过程的制造成本，并通过在铝合金版辊外圆周面涂覆硬化层来克服铝合金不耐磨的缺陷，进而提高所述铝合金版辊用于宽幅连续式胶印机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的剖面结构示意图；
图2是本发明的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的安装结构示意图；
其中：辊筒1；胶印制版安装槽2；辐条3；转轴套管4；硬化层5；轴封6；转轴7；安装孔31。
具体实施方式
下面结合附图1-2并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，所述铝合金版辊的外圆周面涂覆有硬化层5，所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法包括铝合金版辊制备步骤和硬化层喷涂与加工步骤，其中的所述铝合金版辊制备步骤包括以下步骤：
S1)将铝合金棒采用挤出模挤出成型，制得中空的辊筒1；
S2)将不锈钢材质的转轴套管4放置于所述辊筒1的中部，并使所述转轴套管4和所述辊筒1的中心轴位于同一直线，然后将长条形的多个铝合金板置放于所述转轴套管4和所述辊筒1之间，使每一所述铝合金板的长度方向沿所述辊筒1的轴向方向延伸，并保持每一所述铝合金板的宽度方向沿所述辊筒1的径向方向延伸，然后分别将每一所述铝合金板的宽度方向的内侧边焊接于所述转轴套管4的外周面，再将该所述铝合金板的宽度方向的外侧边焊接于所述辊筒1的内壁面，使多个所述铝合金板沿径向排列且间隔均匀地分布并形成多个辐条3；
S3)按照配套宽幅连续式胶印机所需的尺寸，在相邻的两条所述辐条3之间开具贯穿所述辊筒1的圆周壁的豁口，所述豁口的长度方向沿所述辊筒1的轴向延伸，然后将胶印制版安装槽2穿过所述豁口并安装于所述辊筒1内，将所述胶印制版安装槽2的两侧槽壁的顶面分别焊接于所述豁口的内壁面；
S4)在所述转轴套管4内插入转轴7，并在外露于所述转轴套管4的所述转轴7的两端分别套装轴封6，将所述轴封6的朝向所述辐条3的内侧面固定于所述辐条3的外露侧面；
S5)通过机加工处理所述辊筒1的外圆周面，即制得所述铝合金版辊。
图1是本发明的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的剖面结构示意图，图2为发明的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊与转轴和轴封的安装结构示意图。
以上所述胶印制版安装槽2用于安装宽幅连续式胶印机使用的胶印制版。
本发明的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，铝合金版辊采用轮辐式结构，替代现有技术的铸铁件的进口胶辊，可减轻用于宽幅连续式胶印机的版辊的重量，具有整体质量轻且驱动能耗低的优势，并且辊筒1具有挤压和表面加工的难度低且成本低的优点，可进一步降低制备过程的制造成本，并通过在铝合金版辊外圆周面涂覆有硬化层5来克服铝合金不耐磨的缺陷，进而提高所述铝合金版辊用于宽幅连续式胶印机的使用寿命。
具体的，步骤S4)中，所述辊筒1的外圆周面的圆跳动≤0.01mm；
所述硬化层喷涂与加工步骤中，涂覆并抛光后的所述硬化层5的表面粗糙度Ra≤0.2μm。
在圆跳动≤0.01mm的辊筒1的外圆周面喷涂硬化层5，经加工后的硬化层5的表面粗糙度Ra≤0.2μm，可有效满足套印精度≤0.01mm的彩印质量要求。
优选的，所述辊筒1的外径b为400-600mm，所述辊筒1的轴向长度L为1200mm-2000mm。
辊筒1的外径b为400-600mm，辊筒1的轴向长度为1200mm-2000mm，如此可以满足各种规格的现有技术的宽幅连续式胶印机的配置和替换要求。
进一步的，所述辊筒1的壁厚a为5-10mm，所述辐条3的厚度c为10-15mm。
在保障辊筒1和辐条3的强度和抗变形性能的前提下，控制辊筒1的壁厚和辐条3的厚度在合理的范围内，可以有效降低所述铝合金版辊的总体重量，既可以节约材料成本，又可以降低驱动负荷。
具体的，喷涂有所述硬化层5的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的总体重量为50-100kg。
本发明的制得的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的重量只有进口的版辊(800-2000kg)的1/8-1/20，能耗和制造成本均具有明显的优势。
优选的，所述硬化层5为碳化钨涂层，所述硬化层5的维氏硬度HV大于1100，所述硬化层5的厚度为0.05-0.2mm。
维氏硬度HV大于1100，且厚度为0.05-0.2mm的碳化钨的硬化层5，使制得的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊具有良好的耐磨损性能，从而可延长制得的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的使用寿命。
进一步的，所述辐条3设有安装孔31，所述安装孔31沿所述辐条3的长度方向延伸并贯穿所述辐条3。
如图1所示，使用紧固将穿过各个辐条31的安装孔31来固定两个轴封6，以便固定旋转的转轴7，并提高转轴7的旋转稳定性。
进一步的，所述硬化层喷涂与加工步骤包括以下步骤：
T1)清洗制得的所述铝合金版辊的所述辊筒1的外圆周面，干燥后，使用超音速火焰喷涂设备在所述辊筒1的外圆周面喷涂碳化钨粉末，并同时在喷涂过程中使用冷却空气吹向所述辊筒1的圆周内壁，喷涂完成后并冷却至室温，得到外圆周面涂覆有硬化层5的铝合金版辊；
T2)采用抛光设备对所述硬化层5进行抛光，检测所述硬化层5的表面粗糙度Ra≤0.2μm，即制得的所述硬化层5；
步骤T1)中，所述辊筒1的温度不超过350℃，所述超音速火焰的温度为200-300℃。
在对辊筒1的外周面涂覆硬化层5的过程中，噴向辊筒1的外圆周面的超音速火焰的温度为200-300℃，并同时在辊筒1的圆周内壁吹送冷却空气，来降低所述辊筒1的温度，以保障辊筒1的温度不超过350℃，避免辊筒1在喷涂过程中因受热导致温度升高而发生变形，从而确保通过抛光可以获得硬化层5的表面粗糙度Ra≤0.2μm，进而使制得的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊可以满足彩印的套印精度的质量要求。
具体的，步骤T1)中，所述碳化钨粉末的粒度为5-15μm，送粉气体流量为20-30L/min，冷却空气的流速为50-60L/min，且在喷枪中参入气流流速为100-200L/min的氮气，得到的硬化层5的表面粗糙度Ra≤1.6μm。
如果使用粒度大于的15μm的碳化钨粉末，会导致制得的硬化层5的表面粗糙度不能满足Ra≤1.6μm的质量要求。
由于使用的碳化钨粉末的粒径小，需要通过在喷枪中额外参入气流流速为100-200L/min的氮气，来避免粒度为5-15μm的碳化钨粉末在喷涂过程中烧焦。
如若硬化层5的表面粗糙度Ra＞1.6μm，再通过抛光精加工的硬化层5的表面粗糙度满足不了Ra≤0.2μm的质量要求。
实施例1
1.按照以下步骤制备待喷涂硬化层5的φ450mm、径向长度为1300mm和壁厚为5mm的铝合金版辊：
S1)将铝合金棒采用挤出模挤出成型，制得中空的辊筒1；
S2)将不锈钢材质的转轴套管4放置于所述辊筒1的中部，并使所述转轴套管4和所述辊筒1的中心轴位于同一直线，然后将长条形的多个铝合金板置放于所述转轴套管4和所述辊筒1之间，使每一所述铝合金板的长度方向沿所述辊筒1的轴向方向延伸，并保持每一所述铝合金板的宽度方向沿所述辊筒1的径向方向延伸，然后分别将每一所述铝合金板的宽度方向的内侧边焊接于所述转轴套管4的外周面，再将该所述铝合金板的宽度方向的外侧边焊接于所述辊筒1的内壁面，使多个所述铝合金板沿径向排列且间隔均匀地分布并形成多个辐条3；
S3)按照配套宽幅连续式胶印机所需的尺寸，在相邻的两条所述辐条3之间于开具贯穿所述辊筒1的圆周壁的豁口，所述豁口的长度方向沿所述辊筒1的轴向延伸，然后将胶印制版安装槽2穿过所述豁口并安装于所述辊筒1内，将所述胶印制版安装槽2的两侧槽壁的顶面分别焊接于所述豁口的内壁面；
S4)在所述转轴套管4内插入转轴7，并在外露于所述转轴套管4的所述转轴7的两端分别套装轴封6，将所述轴封6的朝向所述辐条3的内侧面固定于所述辐条3的外露侧面；
S5)通过机加工处理所述辊筒1的外圆周面，然后检测所述辊筒1的外园周面的圆跳动满足质量要求，即制得所述铝合金版辊。
2.使用以上制得的所述铝合金版辊，按照下述的工艺制备喷涂有硬化层5的胶印版辊，然后上机检测是否能满足彩印的套印精度的质量要求。
T1)清洗制得的所述铝合金版辊的所述辊筒1的外圆周面，干燥后，使用超音速火焰喷涂设备在所述辊筒1的外圆周面喷涂碳化钨粉末，并同时在喷涂过程中使用冷却空气吹向所述辊筒1的圆周内壁，喷涂完成后并冷却至室温，得到外圆周面涂覆有硬化层5的铝合金版辊；
T2)采用抛光设备对所述硬化层5进行抛光，检测所述硬化层5的表面粗糙度Ra≤0.2μm，即制得的所述硬化层5；
步骤T1)中，所述辊筒1的温度不超过350℃，所述超音速火焰的温度为200-300℃；
步骤T1)中，所述碳化钨粉末的粒度为5-15μm，送粉气体流量为20-30L/min，冷却空气的流速为50-60L/min，且在喷枪中参入气流流速为100-200L/min的氮气；
制得的实施例1的硬化层5的涂层厚度为0.15mm，涂层圆周面的圆跳动≤0.01mm，硬化层5抛光前的表面粗糙度Ra＜1.2μm，采用0.2MPa打砂压力对硬化层5抛光后表面粗糙度Ra≤0.2μm，上机使用后可满足宽幅连续式胶印机的彩印的套色印刷精度≤0.01mm的质量要求。
制得的实施例1的硬化层5的涂层厚度为0.15mm，涂层圆周面的圆跳动≤0.01mm，硬化层5抛光前的Ra＜1.2μm，硬化层5抛光后粗糙度Ra≤0.2μm，上机使用后可满足宽幅连续式胶印机的彩印的套色印刷精度≤0.01mm的质量要求。
综上所述，本发明的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，铝合金版辊采用轮辐式结构，替代现有技术的铸铁件的进口胶辊，可减轻用于宽幅连续式胶印机的版辊的重量，具有整体质量轻且驱动能耗低的优势，并且辊筒1具有挤压和表面加工的难度低且成本低的优点，可进一步降低制备过程的制造成本，并通过在铝合金版辊外圆周面涂覆硬化层5来克服铝合金不耐磨的缺陷，进而提高所述铝合金版辊用于宽幅连续式胶印机的使用寿命。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，所述铝合金版辊的外圆周面涂覆有硬化层，所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法包括铝合金版辊制备步骤和硬化层喷涂与加工步骤，其中的所述铝合金版辊制备步骤包括以下步骤：
S1)将铝合金棒采用挤出模挤出成型，制得中空的辊筒；
S2)将不锈钢材质的转轴套管放置于所述辊筒的中部，并使所述转轴套管和所述辊筒的中心轴位于同一直线，然后将长条形的多个铝合金板置放于所述转轴套管和所述辊筒之间，使每一所述铝合金板的长度方向沿所述辊筒的轴向方向延伸，并保持每一所述铝合金板的宽度方向沿所述辊筒的径向方向延伸，然后分别将每一所述铝合金板的宽度方向的内侧边焊接于所述转轴套管的外周面，再将该所述铝合金板的宽度方向的外侧边焊接于所述辊筒的内壁面，使多个所述铝合金板沿径向排列且间隔均匀地分布并形成多个辐条；
S3)按照配套宽幅连续式胶印机所需的尺寸，在相邻的两条所述辐条之间开具贯穿所述辊筒的圆周壁的豁口，所述豁口的长度方向沿所述辊筒的轴向延伸，然后将胶印制版安装槽穿过所述豁口并安装于所述辊筒内，将所述胶印制版安装槽的两侧槽壁的顶面分别焊接于所述豁口的内壁面；
S4)在所述转轴套管内插入转轴，并在外露于所述转轴套管的所述转轴的两端分别套装轴封，将所述轴封的朝向所述辐条的内侧面固定于所述辐条的外露侧面；
S5)通过机加工处理所述辊筒的外圆周面，即制得所述铝合金版辊。
2.根据权利要求1所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，步骤S4)中，所述辊筒的外圆周面的圆跳动≤0.01mm；
所述硬化层喷涂与加工步骤中，涂覆并抛光后的所述硬化层的表面粗糙度Ra≤0.2μm。
3.根据权利要求1所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，所述辊筒的外径b为400-600mm，所述辊筒的轴向长度L为1200mm-2000mm。
4.根据权利要求1所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，所述辊筒的壁厚a为5-10mm，所述辐条的厚度c为10-15mm。
5.根据权利要求1所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，喷涂有所述硬化层的所述用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的总体重量为50-100kg。
6.根据权利要求1所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，所述硬化层为碳化钨涂层，所述硬化层的维氏硬度HV大于1100，所述硬化层的厚度为0.05-0.2mm。
7.根据权利要求1所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，所述辐条设有安装孔，所述安装孔沿所述辐条的长度方向延伸并贯穿所述辐条。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，所述硬化层喷涂与加工步骤包括以下步骤：
T1)清洗制得的所述铝合金版辊的所述辊筒的外圆周面，干燥后，使用超音速火焰喷涂设备在所述辊筒的外圆周面喷涂碳化钨粉末，并同时在喷涂过程中使用冷却空气吹向所述辊筒的圆周内壁，喷涂完成后并冷却至室温，得到外圆周面涂覆有硬化层的铝合金版辊；
T2)采用抛光设备对所述硬化层进行抛光，检测所述硬化层的表面粗糙度Ra≤0.2μm，即制得的所述硬化层；
步骤T1)中，所述辊筒的温度不超过350℃，所述超音速火焰的温度为200-300℃。
9.根据权利要求8所述的用于宽幅连续式胶印机的铝合金版辊的制备方法，其特征在于，步骤T1)中，所述碳化钨粉末的粒度为5-15μm，送粉气体流量为20-30L/min，冷却空气的流速为50-60L/min，且在喷枪中参入气流流速为100-200L/min的氮气，得到的硬化层的表面粗糙度Ra≤1.6μm。
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