專利名稱：用脈沖激光切割模切板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光加工工藝類，它具體涉及用脈沖激光加工模切板鑲嵌刀線縫隙的方法。
背景技術(shù)：
模切板是印刷包裝行業(yè)上必需的產(chǎn)品，是將印刷好的包裝用紙盒、紙箱從原料紙材上切下的刀具部件，模切板采用多層的膠合板，有平面型的，也有半圓筒型的，將切紙的刀具鑲嵌在模切板預(yù)先切好的縫隙中，切紙的刀具稱刀線，它有標(biāo)準(zhǔn)的厚度尺寸，鑲嵌在模切板上的刀線經(jīng)常處于高速大批量地工作狀態(tài)，因此刀線在模切板上鑲嵌的好壞直接影響模切工作的質(zhì)量、精度和效率。模切板上的縫隙應(yīng)當(dāng)是很規(guī)范的矩形通孔，其傳統(tǒng)方法是用手工制作，操作工人不但勞動(dòng)強(qiáng)度大、受粉塵及噪聲的侵?jǐn)_，但制作的模切板精度差、重復(fù)性低。近年來(lái)在激光工藝普及后才得到根本性的改變。一般都是使用連續(xù)的激光切割縫隙，其工藝的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，尺寸精度及形狀精度好，質(zhì)量穩(wěn)定且重復(fù)性好，因此用連續(xù)激光切割模切板的方法得到很快發(fā)展，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推動(dòng)了包裝行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，使我國(guó)的產(chǎn)品包裝檔次提高了一大步。但用連續(xù)激光加工也存在一些不足，激光加工過(guò)程中受到諸多因素影響，刀線的鑲嵌可能出現(xiàn)過(guò)緊或較松的現(xiàn)象，若有較松的狀況可能使刀線松動(dòng)或脫落，也可能出現(xiàn)晃動(dòng)，使刀線歪斜影響質(zhì)量；若配合過(guò)緊時(shí)，由于在多聯(lián)板上有多處的過(guò)盈，能使模切板翹曲起臌，輕者影響模切工作質(zhì)量，重者模切板就報(bào)廢了。

發(fā)明內(nèi)容
為進(jìn)一步解決連續(xù)激光加工模切板存在的技術(shù)問(wèn)題特提出本方案------用脈沖激光切割模切板的方法，加工方法的改變能提高模切板的質(zhì)量，使刀線與縫隙的配合松緊適中。
按如上構(gòu)思，本方案所提供的用脈沖激光加工模切板的方法包括有用激光器加工模切板，其特征是它采用的是脈沖式激光來(lái)加工模切板上裝刀線的縫隙，其基本參數(shù)如下脈沖激光的占空比為45～95％；脈沖激光的重復(fù)頻率為5～60Hz；脈沖激光的平均輸出功率為700～1600W。
在本方案中，它所加工的模切板可以是平板型的，也可以是半圓筒型的。
采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①用脈沖激光加工實(shí)際上是在模切板上連續(xù)地打孔，各孔間有一定的重疊量，除去孔內(nèi)的物質(zhì)后即留下多條圓柱面交匯處的棱線，這些棱線的包絡(luò)面線形成與刀線配合的兩個(gè)平面，由于它們之間是在小面積上產(chǎn)生一定的過(guò)盈，在棱線兩側(cè)有很大的空間，使棱線處的木質(zhì)可有一定的彈性變形和自位的調(diào)整，既能產(chǎn)生足夠的夾緊力還不會(huì)使模切板產(chǎn)生翹曲變形；②激光工藝過(guò)程中可以有多個(gè)參數(shù)影響加工的尺寸，如脈沖的速率、脈沖占空比、進(jìn)給量的大小、激光功率等，因此微調(diào)如上的參數(shù)可以尋求到理想的夾緊力；③在連續(xù)激光加工中所得的切割面上看來(lái)平整，但它與刀線的配合只是幾個(gè)突出的高點(diǎn)，且這些點(diǎn)的位置分布完全是隨機(jī)的，而用脈沖激光加工出的切割面與刀線接觸處是多條均勻的棱線，其配合的穩(wěn)定性比連續(xù)激光加工的要好的多；④它具有容易操作、能提高生產(chǎn)率且降低成本，是一種優(yōu)越的技術(shù)方案，值得推廣使用。


圖1是本方案用脈沖激光切割模切板的方法所切得的重疊孔的示意圖。
圖2是脈沖激光占空比數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)情況的示意圖。其中橫座標(biāo)為占空比數(shù)值，綜座標(biāo)為縫寬數(shù)值。
圖3是脈沖激光重復(fù)頻率數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)情況的示意圖。其中橫座標(biāo)為激光頻率數(shù)值，綜座標(biāo)為縫寬數(shù)值。
具體的實(shí)施方式本方案是對(duì)已有技術(shù)中使用連續(xù)激光切制模切板方法的改進(jìn)。它是采用脈沖激光在模切板上連續(xù)地打出多個(gè)有一定重疊量的孔，使被切制的槽內(nèi)留下均勻的多條棱線，這些棱線形成了與刀線接觸的兩個(gè)面，由于棱線突出尖端的兩側(cè)存在有很大的空間，因此在與刀線接觸時(shí)各尖端能容易地產(chǎn)生彈性變形，能自動(dòng)調(diào)整，避免出現(xiàn)過(guò)緊的現(xiàn)象，由于在激光加工過(guò)程中有很多參數(shù)都能影響加工的尺寸，如脈沖激光的重復(fù)頻率、脈沖激光的占空比及脈沖的平均輸出功率，微調(diào)上述的參數(shù)就可以尋求到理想的縫寬尺寸。
在本方案中使用的主要參數(shù)為脈沖激光的占空比為45～95％；脈沖激光的重復(fù)頻率為5～60Hz；脈沖激光的平均輸出功率為700～1600W。
占空比的定義為在一個(gè)光脈沖的周期中，出光時(shí)間與光脈沖周期時(shí)間之比。在實(shí)驗(yàn)中取5組數(shù)據(jù)，即占空比為50、60、70、80、90％，由圖2可觀察到，隨占空比的提高其切縫寬度也在增加，原因是隨著占空比的提高輸出的平均功率也在提高，所以切縫的寬度也在增加。而且切口的上下口變化趨勢(shì)相同。圖中表明，占空比在70％左右是最佳值。對(duì)于脈沖激光來(lái)說(shuō)，脈沖的速率即重復(fù)頻率也是重要參數(shù)，取值不同切割效果相差很大，在實(shí)驗(yàn)中也取5組數(shù)據(jù)，即重復(fù)頻率為10、20、30、40、50Hz，由圖3中可以觀察到，隨著重復(fù)頻率的提高，切縫寬度逐漸變寬，其原因是隨著重復(fù)頻率的提高其平均功率也在提高，而且有一個(gè)顯著的特征是不管重復(fù)頻率的值是多少，切縫上下口的尺寸都一樣，這就是說(shuō)，改變重復(fù)頻率可以改變縫寬，但不會(huì)改變矩形縫的特征。當(dāng)重復(fù)頻率為20Hz時(shí)縫寬為1.5mm左右。綜上所述，通過(guò)調(diào)整上述的各參數(shù)可以取得較為理想的數(shù)值，能達(dá)到對(duì)刀線的夾緊力適中，以提高模切板的加工質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種用脈沖激光切割模切板的方法，它包括有用激光器加工模切板，其特征是它采用的是脈沖式激光來(lái)加工模切板上裝刀線的縫隙，其基本參數(shù)如下脈沖激光的占空比為45～95％；脈沖激光的重復(fù)頻率為5～60Hz；脈沖激光的平均輸出功率為700～1600W。
2.按照權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征是它所加工的模切板可以是平板型的，也可以是半圓筒型的。
全文摘要
本發(fā)明屬于激光加工工藝類。為克服已有的連續(xù)激光切割模切板存在的模切板與刀線刀體配合力的過(guò)緊過(guò)松不易掌握，出現(xiàn)模切板易變形影響加工質(zhì)量和使用壽命的問(wèn)題特提出本方案。它是采用脈沖激光的方式切制模切板，打出一串有一定重疊量的孔，去除中間的物質(zhì)后則留下多個(gè)突出的棱線，其包絡(luò)面形成與刀體配合的面，這些尖端容易產(chǎn)生彈性變形和自位調(diào)整，可以避免夾緊力過(guò)小或過(guò)大。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有多個(gè)參數(shù)都能影響加工的效果，本方案提出占空比取45～95％，重復(fù)頻率取5～60H
文檔編號(hào)B23K26/00GK1470354SQ02125608
公開(kāi)日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2002年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者溫勁葦, 張珊, 李萬(wàn)群 申請(qǐng)人:天津市激光技術(shù)研究所