凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制

任务书题 目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制题目来源 学生自拟学生姓名 学 号 专业班级指导教师 职 称 教 研 室毕业论文（设计）任务与要求凹 版 版 辊 印 刷 是 目 前 常 用 的 一 种 印 刷 工 艺 ， 其 印 刷 产 品 具 有 墨 层 厚 实 、色 彩 鲜 艳 明 亮 、 能 真 实 再 现 原 稿 效 果 等 优 点 ， 并 且 可 采 用 水 性 油 墨 和 醇 溶 性油 墨 等 较 为 环 保 的 油 墨 进 行 印 刷 ， 广 泛 适 应 塑 料 薄 膜 、 纸 张 、 复 合 材 料 等 多种 承 印 物 。 凹印制版的基石是凹印版辊，制作高质量凹印版辊能够保证印刷品质量。本论文按照特定设计要求，在拟定版辊毛坯加工路线和工艺过程基础上，得到符合技术要求的光版辊，然后使用电子雕刻法完成制版，最后提出凹印版辊的质量分析与控制措施。需要整个制版过程的技术文件和工程图样。毕业论文（设计）工作进程（1）2017.12.27-2017.1.28 调查研究、收集资料、确定总体方案 （2）2017.1.29-2018.2.28 拟定凹印版辊的加工工艺路线（3）2018.3.1-2018.3.31 完成凹印版辊的制版工艺过程及质量分析与控制（4）2018.4.1-2018.4.30 撰写设计说明书（5）2018.5.1-2018.5.25 整理资料，准备答辩 指导教师（签字） 毕业论文工作组组长（签字） 学生（签字） 毕业论文（设计）起止时间： 20XX 年 12 月 27 日 至 20XX 年 5 月 25 日 注：本表由指导教师填写，于每学年第 1 学期 18 周，经毕业论文工作组审批，随毕业论文装订由学院存档。开题报告论文（设计）题目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制学生姓名 学号 指导老师1. 课题的目的及意义在当今的市场环境下,产品质量是一个永恒的主题。 凹 印 版 辊 印 刷 是 目 前 常用 的 一 种 印 刷 工 艺 ， 在 我 国 印 刷 业 中 占 重 要 地 位 特 别 在 包 装 印 刷 上 有 着其 它 印 刷 方 式 不 可 替 代 的 独 特 优 势 。 其 印 刷 产 品 具 有 墨 层 厚 实 、 色 彩 鲜 艳明 亮 、 能 真 实 再 现 原 稿 效 果 等 优 点 ， 并 且 可 采 用 水 性 油 墨 和 醇 溶 性 油 墨 等 较为 环 保 的 油 墨 进 行 印 刷 ， 广 泛 适 应 塑 料 薄 膜 、 纸 张 、 复 合 材 料 等 多 种 承 印 物 。以其独有的特点已经占到整个印刷市场份额的 20%,并且随着包装印刷业的发展,这种比例每年都会逐步上升。凹 印 版 辊 的 质 量 是 决 定 印 刷 产 品 质 量 的 重 要 因 素 ， 由 于 凹 印 版 辊 的发 展 历 程 ， 它 的 制 作 方 法 有 多 种 多 样 ， 最 终 根 据 经 济 性 、 实 用 性 、 可 靠 性等 原 因 形 成 以 电 子 雕 刻 (包 括 普 通 电 子 雕 刻 和 超 精 细 电 子 雕 刻 )为 主 的 制 作方 法 。2. 国内外研究现状和发展趋势随着市场经济的不断发展，对凹版印刷品的需求越来越多，在质量要求越来越高的需求形势促进下，我国凹版印刷得到了迅猛的发展。我国各种印刷形式的市场份额已发生了明显的变化。凹印成为仅次于平版印刷的第二大分支，是包装印刷的主要印刷方式。大中型规模的包装凹印企业将占主流，由于环保与卫生方面的原因，凹印企业更加关注印刷车间的环境。环保型油墨和光油将会越来越广泛地受到欢迎，适应水性油墨的凹印机将被广泛地采用。未来各种用途的凹印机都将采用电子轴传动。目前，电子轴传动和套准系统主要来自日本和欧洲，但它们只能应用在少量国产凹印机上，国内凹印行业与国外发达国家（特别是欧洲）仍然有着很大的差距，主要体现在印刷设备应用技术方面，如：润滑系统、封闭刮刀系统、无轴传动系统、生产管理系统等。在以后的企业发展中，企业更加追求规模效益、高质量和高技术含量，所以大中型规模的包装凹印企业将占主流，而且随着科技的进步凹 印 版 辊 印 刷 机 独立驱动技术和以电子轴传动为技术平台，将实现凹 印 版 辊 印 刷 机的全面升级换代，各种用途的凹 印 版 辊 印 刷 机都将采用电子轴传动。综上所述我国未来的凹印 版 辊 印 刷 技 术 有 非 常 大 的 发展空间。3. 研究内容凹印版辊加工工艺及制版流程，主要有以下步骤：印版基体制作、印版辊筒镀铜处理、原稿（或设计）图像文件制作、印版图像电子雕刻制作、印版辊筒镀铬。其中，印版基体制作及印版镀铜辊筒处理是与原稿（或设计）图像文件制作是同步进行的，当印版镀铜辊筒处理与原稿（或设计）图像文件制作完成后，才可进行印版图像电子雕刻制作，印版镀铬，最后打样检测，至此完成凹印版辊的全部制作过程。我的主要研究内容有：完成凹印版辊加工工艺路线（基体加工及镀铜的工艺过程），用以保证符合凹印版辊的技术要求；使用电子雕刻法制版，研究电子雕刻机的工作原理和组成结构，根据印刷适性，确定正 确的网线、网角、网点值和通沟等基础数据，设置、调整符合各种印刷适性的电雕层次曲线，根据网点与线数、角度、雕针所对应的类系来看，做充分分析，考虑各颜色之间的关系，合理地选用各类参数。分析所选用工艺参数将会产生的结果，力争使生产出来的产品能达到完美的还原效果，分析调整电雕曲线和半轴瓦及机架轴承对凹印版辊质量的影响；研究影响电雕针的因素，保证凹印版辊质量的稳定和提高；通过实验研究，对比和分析实验数据，得出更优的凹印版辊电雕刻质量控制方法。4. 研究方法及步骤在工程实践中，通过印版基体制作和印版辊筒镀铜处理两部分得到可以符合使用电子雕刻机制做出符合技术要求的凹印版辊材料，然后使用电子雕刻法制版，最后通过以上的所有工作得到的信息提出凹印版辊质量分析与控制的措施。以达到本课题研究的目的。查阅资料，拟定凹印版辊的加工工艺路线使之符合国家规定的工艺参数范围及技术要求。然后研究电子雕刻机的工作原理和组织结构，然后使用电子雕刻法制定符合要求的版辊，分析电子雕刻机在制版过程中对凹印版辊质量的影响因素。之后实验得出调整各工艺参数大小对凹印版辊质量的影响。通过对比实验数据了解电雕层次曲线和半轴瓦及机架轴承还有影响电雕打针因素的参数调整对凹印版辊质量的影响。最后根据研究结果，改进凹印版辊制造工艺过程中的工艺参数，得出凹印版辊质量控制方法，从而减少版辊质量的不合格率，提高产品质量。5. 论文结构：绪论；拟定凹印版辊加工工艺路线；使用电子雕刻法制做版辊；影响凹印版辊质量因素分析；控制办法；指导教师意见及建议（从选题、理论与实证准备、研究（设计）方法、工作安排等方面给出评价，并提出指导意见）：同意开题指导教师签名：年 月 日毕业论文工作组意见及建议准予开题毕业论文工作组组长签字：年 月 日注：1.此表由学生填写后，交指导教师签署意见，经毕业论文（设计）工作组审批后，才能开题。2.此表随毕业论文装订并由学院存中期检查表论文（设计）题目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制学生姓名 学号 指导教师计划完成时间2017.12.52017.12.29 查（借）阅资料，学习相关基础理论和知识，选择合理的方案。2017.12.292018.02.28 拟定凹印版辊的加工工艺路线2018.03.012018.03.31 完成凹印版辊的制版工艺过程及质量分析与控制按照进度安排应完成的任务拟定凹印版辊的加工工艺路线,完成凹印版辊的制版工艺过程及质量分析与控制实际完成情况通过查阅资料和寻求指导老师的帮助，了解到课题的重点，具备了初步的设计思路。按时完成了开题报告。 通过在网上查阅相关的参考文献，深入了解相关情况，制定工作计划，完成加工工艺和两个影响凹印版辊质量的相关因素分析。目前有哪些问题和困难，拟采取的解决方法凹印版辊结构简单加工复杂很难画出理想的二维 CAD 图，目前想通过画出三维结构图形，以达到理想中的效果图。最终完成该结构设计的绘图工作。电雕层次曲线难以验证，计划通过走访专业人员寻求帮助，通过实验不同色块的电雕层次曲线分布，以验证其对凹印版辊质量的影响效果。检查中发现的问题与建议属实毕业论文工作组组长签名： 年 月 日注：1.最后一栏由指导教师填写。指导教师评分表学院：XXXX 专业班级：XXXX 学生姓名：XXX 学号：XXX 毕业论文题目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制评 价 项 目（参考） 分值 打分01 工作态度，工作作风工作态度 02 毕业论文完成情况20 18.003 查阅文献资料能力04 综合运用知识能力05 研究方案的设计能力06 研究方法和手段的运用能力能力水平07 外文应用能力40 30.008 文题相符程度09 写作水平10 写作规范程度11 篇幅，论文工作量论文质量12 论文的理论或实际价值40 34.0综合评定成绩 82.0评价意见针对凹印版辊毛坯，拟定了凹印版辊的机加工工艺流程和线路，实现了电子雕刻机进行制版工艺，完成版辊雕刻作业，分析了影响质量的因素，得出一种可作为版辊生产的质量标准。是否同意答辩 同意指导教师（签名）： 年 月 日注：此表随毕业论文装订并由学院存档。评阅教师评分表学院：XXXXX 专业班级：XXXXX 学生姓名：XXXX 学号：XXXX 毕业论文题目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制评 价 项 目（参考） 分值 打分01 查阅文献资料能力02 综合运用知识能力03 研究方案的设计能力04 研究方法和手段的运用能力能力水平05 外文应用能力50 42.006 文题相符程度07 写作水平08 写作规范程度09 篇幅，论文工作量论文质量10 论文的理论或实际价值50 41.0综合评定成绩 83.0评价意见本论文研究了凹印版辊的加工工艺路线，进一步对电子雕刻法制版的原理和工艺流程进行了分析，给出直接影响凹印版辊的三个主要因素电雕层次曲线、半轴瓦及机架轴承和电雕针，最后总结出一种制版质量控制标准。保证了凹印版辊的质量合格率。合理的应用了所学的机械原理和机械设计的知识。 论文观点正确、内容丰富、论证方法正确，能够做到理论联系实际，有较强的利用价值和现实意义。论文逻辑结构合理；叙述语言规范、流畅；分析方法正确，图文齐全规范。但论文格式存在问题，如：摘要首行未缩进，参考文献引用顺序混乱。 同意该生参加答辩。1是否同意答辩 同意评阅教师（签名）： 年 月 日注：此表随毕业论文装订并由学院存档。答辩记录学生姓名 学号 专业名称答辩时间 答辩地点 指导教师题 目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制答辩组组长 张艳丽 记录人 梁小明姓 名 职 称答辩小组成 员提问及回答情况记录（34 个主要问题）：1. 怎样实现雕刻功能？通过电子雕刻机内部的软件控制部分，操纵雕刻车的位置移动和版辊的转动速度，实现电雕针在版辊表面雕刻电子雕刻文件所要求的图文信息。2. 怎样实现检验，特性是什么？在雕刻车上有一个专门的 10 倍显微镜对准电雕针与版辊表面的接触界面，时刻监视雕刻网点的变化情况，这些画面会传输到电子雕刻机的显示屏上，随时被操作人员观看。当网点形状规整性好、上下左右对称、边缘清晰光洁、网墙整齐光滑、宽度均匀时表明雕刻正常，否则电子雕刻机出现故障，需要检修 记录人签字：年 月 日答辩成绩：80.0 答辩小组组长签名： 年 月 日注：此表随毕业论文装订并由学院存档，此表可附页。成绩评定表学生姓名 学号专业 班级毕业论文（设计）题目 凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制答辩小组评语：该生在答辩过程中，思路清晰，表达顺畅，回答问题比较准确，具备了一定知识的综合应用能力。指导教师成绩 82.040% =32.8评阅教师成绩 83.020% =16.6答辩成绩 80.040% =32毕业论文总评成绩81.4 论文等级 良好毕业论文工作组意见：毕业论文工作组组长签名： 年 月 日注：1、总评成绩=指导教师成绩40%评阅教师成绩20%答辩成绩40%。2、论文等级分优秀（90 分）、良好（80-89 分）、中等（70-79 分）、及格（60-69 分）、不及格（60 分）。3、此表随毕业论文装订并由学院存档。I摘要凹印版辊是凹版印刷机最核心的硬件设备，凹印版辊质量的好坏直接决定凹版印刷质量的优劣，进而影响企业的竞争力。为了减少制版对资源的浪费，本论文对凹印版辊加工工艺和电子雕刻法制版的质量进行了深入分析与研究。论文以包装领域的敞开式空心版辊为例，首先介绍了凹印版辊的机加工工艺，拟定凹印版辊的加工工艺路线；接下来对机加工过程中的凹印版辊进行分析，确定需要注意的技术要点和盲点；而后使用电子雕刻法制版，熟悉电子雕刻机的使用；最后对三种电子雕刻机影响凹印版辊质量的因素进行简单分析，并总结出与之对应的解决办法。保证凹印版辊质量合格率达到生产要求，且性能优良，能有效解决因凹印版辊质量引发的凹版印刷质量问题。关键词：凹印版辊；加工工艺；制版；质量分析IIIIIAbstractGravure roller is the core hardware equipment of gravure printing machine. The quality of gravure roller directly determines the quality of gravure printing and then affects the competitiveness of enterprises. In order to reduce the waste of plate making resources, this paper makes a thorough analysis and research on the processing technology of gravure roll and the quality of electronic engraving plate.Taking the open hollow plate roller in the packaging field as an example, the paper introduces the machining technology of gravure plate roller, and draws up the processing route of gravure plate roll, and then analyzes the gravure plate roll in the process of machining. Determine the technical points and blind spots to be paid attention to; then use the electronic engraving legal plate to be familiar with the use of the electronic engraving machine; finally, simply analyze the factors affecting the quality of the gravure roller of the three kinds of electronic engraving machines, And summed up the corresponding solutions. The quality of gravure roller can meet the requirement of production and the quality of intaglio roller can be solved effectively.Keywords: gravure roller, processing technology, plate making, quality analysisIV目录摘要 .IAbstract.II目录 .III第 1 章 绪论 .11.1 凹印版辊工艺设计及质量分析的目的和意义 .11.2 凹印版辊工艺设计及质量分析的研究现状 .21.3 本论文主要研究内容 .2第 2 章 拟定凹印版辊加工工艺路线 .52.1 凹印版辊的结构 .52.2 拟定凹印版辊筒体的加工工艺流程 .62.2.1 凹印版辊机加工工艺的流程 .62.2.2 凹印版辊加工过程的清洗工作 .62.3 钢辊表面粗加工 .62.3.1 粗加工质量要求 .72.4 凹印版辊筒体的精加工 .82.4.1 精加工过程 .92.4.2 精加工常见问题及处理方法 .102.4 电镀 .102.4.1 电镀的工艺流程 .102.4.2 镀镍 .112.4.3 镀铜 .12V2.5.4 镀铬 .13第 3 章 电子雕刻制版 .153.1 电子雕刻机工作原理 .153.1.1 电子雕刻机硬件部分 .153.1.2 电子雕刻机软件部分 .163.2 电子雕刻机雕刻工艺流程 .183.2.1 制定凹印版辊的雕刻工艺流程 .183.2.2 凹印版辊雕刻实例 .18第 4 章 制版质量分析与控制 .234.1 加工工艺对版辊质量的影响 .234.2 电子雕刻机对版辊质量的影响 .234.2.1 电雕层次曲线 .254.2.2 半轴瓦及机架轴承 .274.2.3 雕刻针 .284.3 凹印制版公司质量控制现状 .314.3.1 成品率低 .314.3.2 检验标准混乱 .314.3.3 返工成本高 .314.4 质量控制方法 .31参考文献 .33致谢 .34附录 .351第 1 章 绪论本章主要介绍了本文的核心目的是什么，为什么要进行凹印版辊工艺设计，它有什么意义以，又发挥了怎样的作用。分析了国内外对凹印版辊的研究现状，以及国内凹印制造企业与国际发达国家的差距，指明未来的发展方向。最后介绍了本文的整体框架。1.1 凹印版辊工艺设计及质量分析的目的和意义在如今的市场环境下,产品质量是一个无法回避的主题。凹印版辊的印刷技术是目前经常使用的一种印刷技术，在我国整个印刷行业中占有重要份额。特别是在印刷行业的包装领域有着其它印刷方式无法替代的性能、成本优势。使用凹版印刷术制造的印刷产品具有墨层厚实、颜色鲜艳且分布规整、能完美还原原稿效果等优点，并且可采用水性油墨和醇溶性油墨等较为环保的油墨进行印刷，承印物可以适应塑料薄膜、复合材料、纸张等多种，以其他印刷方式没有的特色已经据有了全部印刷市场总份额的 20%以上, 并且随着包装印刷业的发展, 这种比例每年都会有所上升 3。“工欲善其事，必先利其器”，要想使印刷的速度更快、质量更好，就必须使用质量更好、效率更高的印刷机械是必然的选择。但是只有印刷机器的质量保证还远远不够，其只是满足了一半的条件，另一半的条件是：印刷机必需装上高质量、匹配的的版辊。为什么必须要给高速印刷机匹配高质量的版辊呢？举例说明：如果版辊的同心度与印刷设备不匹配，当版辊转动的时侯，印刷品就会受力不均衡，导致油墨的凹印效果就会时好时坏，印刷品最终呈现的效果就是有的地方图案清晰、有的地方图案模糊。最后为了使版辊上的油墨能够均匀，操作人员就不得不降低印刷速度。从而导致印刷生产的速度过慢。目前市场上的印刷机的最高速度才能达到 200 米每分钟。这样的速度是完全不能满足印刷企业接收订单的速度，也难以满足日益增加的市场需求。现在已经有印刷设备的制造公司研制成功了最新的智能印刷机，性能达到了 400 米每分钟 19 米套准。所以制作出高精度高速的版辊是市场的需求，也是社会进步的要求。高精度高速的版辊的同心度最低的技术要求是小于等于 0.02mm，否则无2法与高速印刷机相匹配。然而现在的凹印制版厂的凹印版辊同心度在 0.02mm以内的，也就占所有版辊的 10%左右，其余所有的版辊同心度是超过 0.02mm的，也就是说大部分的产品是不合格的，无法满足市场需求的。因此改造凹印版辊的加工工艺路线，制造高精度高速的版辊是顺应时代发展，响应国家大力发展装备制造业的政策。1.2 凹印版辊工艺设计及质量分析的研究现状伴随着市场经济的长足发展，各个行业对使用的凹版印刷品的要求越来越高，在质量与数量要求越来越高的市场形势的促进下，我国凹版印刷行业有了充足的发展动力。导致我国各个印刷形式的市场份额发生了明显的变化。凹版印刷成为了在整个印刷行业中仅次于平版印刷的印刷形式，成为了包装领域印刷的主要方式。大中型的包装凹版印刷企业将占社会主流，这是基于环保及卫生等方面的考量，凹版印刷企业更加关注印刷车间的环境污染问题。所以环保型油墨与光油将会受到大多数企业地欢迎，适应水性油墨的凹版印刷机将被广泛地应用。未来电子轴传动的模式将使用在各种用途的凹版印刷机械上。目前，主要是欧洲和日本在用电子轴传动和套准系统，只有少部分国产的凹版印刷机应用这套系统，国内凹印行业与国外发达国家（主要是欧洲）依然有着巨大的代差，这主要体现在印刷设备应用技术方面，如：润滑系统、封闭刮刀系统、无轴传动系统、生产管理系统等 12。从企业以后的发展趋势来看，追求高质量、高效益还有高技术含量，是所有国内金字塔顶端的包装凹印企业的主流发展方向，而且随着科技的进步凹版印刷机独立驱动技术和以电子轴传动作为发展平台，将实现凹版印刷机的全面更新换代，比如各种用途的凹版印刷机都将采用电子轴传动。综上所述我国未来的凹印版辊印刷技术有非常大的发展空间，也因此凹版印刷技术发展有着良好的发展前景：1) 精细雕刻技术对文字和图像使用了不同的分辨率，使文字和线条的再现达到了非常高的精度。2) 电雕机速度的提升以及在滚筒制作、工艺流程和数码打样等方面稳定的控制，大大缩减了电雕制版的周期，使凹印印刷更具有竞争力。3) 凹印环保型水基油墨以及联机在线处理（模切、烫金等）使凹印印刷在包3装印刷中具备了较强的竞争力。4) 随着科学技术的发展，凹版印刷今后将向四个化方向发展，分别是：数字化、多元化、全自动化（一键完成）、全球化。1.3 本论文主要研究内容凹印版辊的质量关乎印刷产品的优劣，只有在充分了解凹印版辊在使用过程中出现的问题，研究它的加工工艺后，才能根据已有的资料，排除故障，制作出符合高速印刷机要求的凹印版辊。基于本论文的要求，本文在对凹印版辊的加工工艺制定合格的加工路线的基础上，进一步对使用电子雕刻法制版的电子雕刻机原理和工艺流程进行分析，研究电子雕刻机可以直接影响凹印版辊质量的三种因素：电雕层次曲线、半轴瓦及机架轴承、电雕针，并加以分析。最后总结出一种可实际应用的质量控制标准。45第 2 章 拟定凹印版辊加工工艺路线本章将介绍凹印版辊的结构以及它的机加工过程，包括粗加工、电镀、精加工。分析可能存在的工艺漏洞或缺陷，最后拟定新的符合要求的凹印版辊加工工艺路线。2.1 凹印版辊的结构凹印版辊有敞开式的空心版辊和封闭式的实心版辊两种，凹印版辊的加工尺寸即轴向长度和周长要根据使用的凹版印刷机尺寸大小来设计加工。本论文研究的是包装领域的敞开式空心滚筒即长 0.31.2m.图 2.1 凹印版辊截面结构图凹印版辊主要有以下几个部分组成:1) 滚筒体 又称滚芯，是凹印版辊的支撑体，它是由铁质或者铝制的空心滚筒制成;2) 镍层 镍层的主要作用是为了能牢固地将铜壳结合在滚筒体表面;3) 底层铜壳 又称保护铜层，这部分铜层的作用是为了延长凹印版辊的使用寿命和提高凹印版辊的使用性能;64) 分离层 分离层的主要作用是为了在印刷结束后能顺利地从滚筒上剥离制版铜层;5) 外层铜壳 又称制版铜层，主要是供制版形成网穴和印刷使用。只能供一次使用，制新版时必将旧的剥离，重新电镀;6) 铬层 由于金属铜材质柔软，而凹印版辊在印刷时要求能经受住不锈钢刮刀的刮磨，因此在完成制版后镀层铬 6。2.2 拟定凹印版辊筒体的加工工艺流程在凹版制版过程中,凹印版辊筒体的机加工是一个非常重要的环节 ,它对凹印版辊的制版质量以及印版耐印力的保证有重要影响;同时在凹印版辊的机加工过程中, 由于工序多、工艺较为复杂,特别是目前国内使用的设备精度相对较低,可变因素较多,工艺稳定性较差。由于凹印版辊筒体的加工质量对制版质量及印版耐印力有较大影响,所以必须控制好凹印版辊制备的整个工艺过程。2.2.1 凹印版辊机加工工艺的流程为了制作出符合高速印刷机要求的高精度、高质量的凹印版辊。重新拟定更好的凹印版辊机加工工艺流程。下述流程为新拟定的机加工工艺流程：钢辊毛坯（无缝钢管）粗加工脱脂清洗活化镀镍清洗亠活化镀铜车磨联合机或磨床- 抛光机清洁辊筒电子雕刻机雕刻电解除油清洗镀铬清洗打样质检成品。72.2.2 凹印版辊加工过程的清洗工作在凹印版辊机加工过程中多道工序开始前都要进行清洗工作，以此来保证加工精度和减少因清洗不彻底造成的不必要的损失。1) 机加工后的清洗通常采用 400#水砂缓慢匀速摩擦钢辊。2) 电镀工艺后的清洗通常采用 800#水砂缓慢匀速摩擦钢辊。3) 抛光后的滚筒清洗就采用丙酮。4) 活化处理通常使用 5%的硫酸进行清洗。2.3 钢辊表面粗加工目前国内凹印版辊筒体所用材料主要有两种：无缝钢管和卷板钢管。（我使用的是无缝钢管，优点是表面光滑，电镀难度更小，相较于卷板钢管减少次品率）本文采用的是基体材料为 1200mm 长，直径 300mm，壁厚为 15-20mm，管壁粗糙度为 Ra=3.2 的 20#无缝钢管.材质为 20#钢。粗加工主要是车、磨两个加工过程。需要注意的是：1) 车 车床加工的主要目的是抹除钢辊表面沾染的杂质，保证版辊的几何尺寸初步达到精加工的尺寸要求（长度 12003mm 直径 3000.02mm）。还有就是调节钢辊的松紧程度，使用小切削量，多次切削的方法加工，注意倒角（45）。2) 磨 因为车床加工后铜辊的表面粗糙度是达不到工艺要求的，还需要进行二次加工磨削(标准 Ra=3.2）。82.3.1 粗加工质量要求1) 钢辊的表面清洁度和表面精度、质量（如粗糙度、无凹痕和锈斑），版辊表面质量各项技术指标符合加工精度要求。2) 钢辊的同轴度和平行度皆符合技术要求；钢辊筒体沿轴线标的目的各部分直径要符合尺寸公差等要求。3) 钢辊筒体要有足够的厚度，必要时进行动平衡处理。4) 加工完成后的钢辊筒体满足长度和周长的要求。加工过程选择选择国标 GB/T21389-2008 的 0.01 规格带表卡尺，以及千分尺。图 2.2 凹印版辊毛坯9表 2.1 辊筒粗加工工艺规程卡工序号工序名称 工序简图 加工设备1 备料 圆柱形无缝钢管长1200mm,300mm2 车左端面，倒角02R2020 45端面车刀数控车床CSK61633 车右端面，倒角02R2020 45端面车刀数控车床CSK61634 车外圆 01R161610外圆车刀数控车床CSK61635 粗磨外圆102.4 凹印版辊筒体的精加工经过镀铜后的版辊，在正式版之前还需要进行精加工处理，以达到国家标准 CY/T994 和电子雕刻对版辊的要求 7。表 2.2 凹印版辊标准参数表直径允差 0.02mm 版辊静平衡允差 100g长度允差 3mm 版辊径向跳动允差 0.03mm直线度允差 0.04mm 端面粗糙度 Ra6.4筒壁厚度版辊直径在200mm 以内7mm200mm 以上10mm倒角版辊两端倒角 R7-10mm版辊两端倒角表面粗糙度 Ra3.2铜层厚度 0.12mm 铬层厚度 0.0070.01mm铜层维氏硬度 180210 铬层维氏硬度 8001000铜层不起皮 铬层表面粗糙度 Ra0.42.4.1 精加工过程加工过程使用车、磨、抛三种工艺一次完成，这种方式是对圆柱形辊体进行精确及高速处理。（精度可达 1m）表 2.3 辊筒精加工工艺过程11工序号 工序名称 工序简图 加工设备5 精车外圆及两端面数控车床CSK61636 精磨外圆及两端面联合磨床7 抛光 两顶尖装夹工件，抛光 3000.02mm 外圆 抛光机2.4.2 精加工常见问题及处理方法加工后，检验结果可能达不到工艺所要求的技术标准，下面是我收集整理、查阅资料后得到的常见故障分析及处理方式。表 2.4 车磨加工故障及处理方式常见故障 处理方式表面粗糙度达不到要求 可以考虑增加磨石研磨的压力及次数。表面光洁度达不到要求 需要检查车刀的磨损情况，安装角度是否达到要求表面锥度达不到要求 需要检查渡头的安装是否正确，以及表面磨损情况 同时可以通过调整设备内部参数来解决。表面同轴度达不到要求 需要检查颈椎本身的精度是否达到要求，然后通过调整及更换来解决。122.4 电镀使用电化学方式控制金属或者合金沉淀在工件表面形成一层致密、均匀、结合力良好的金属层，这样的电化学反应过程被称为电镀。2.4.1 电镀的工艺流程凹版印刷所使用的凹印版辊电镀工艺主要包括：镀镍、镀铜和镀铬三种电镀工艺凹印版辊钢辊的工艺流程如下：清洗冲洗镀镍镀铜镀铬注意：在三个电镀工艺之间都需要进行清洗和活化处理。图 2.3 版辊精加工后表 2.5 凹印版辊电镀工艺规程卡工序号 工序 加工设备 主要内容 尺寸1 脱脂 清洗机 去除油污、锈斑 长1200直径299.982 清洗 清洗机 清洗工件表面 长1200直径299.98133 镀镍 电镀生产线 在工件表面镀一层均匀的镍长1200直径299.994 清洗 清洗机 清洗工件表面 长1200直径299.995 镀铜 电镀生产线 在工件表面镀一层均匀的铜层，长1200直径3006 镀分离层 电镀生产线 镀一层分离层 长1200直径300.017 镀铜 电镀生产线 在工件表面镀一层均匀的铜层长1200直径300.0228 清洗 清洗机 清洗工件表面 长1200直径299.999 磨 联磨机床 打磨工件表面，管壁粗糙度在（R a=3.2）以内长1200直径300.02010 镀铬 电镀生产线 在工件表面镀一层均匀的铬层长1200直径300.0322.4.2 镀镍电镀工艺加工的过程是在零件和镀液彼此接触的界面上产生了电极反应的电化过程。1) 脱脂粗加工完成后的钢管表面有大量油污、锈斑需要处理干净才能进行电镀加工，所以要进行脱脂处理，脱脂时温度保持在 3040，电流密度为14510A/dm2 钢辊回转速度为 2575m/min。2) 正式镀镍(厚度 10m)：镍镀液成分及作用 镍镀液主要由硫酸镍、氯化纳、硼酸等组成，在电镀工艺中钢辊是以半浸的方式，并控制电镀过程中电流密度 46A/dm2 、电压12V、钢辊回转速度 2575m/min 以及温度 3545以上因素在范围内才能保证电镀质量。3) 水洗水洗是电镀工艺中必不可少的工序之一，水洗的质量结果对电镀工艺的耐蚀性、稳定性、产品外观等重要指标有很大影响，所用水必须是纯水。2.4.3 镀铜在凹印版辊钢辊的加工过程中 铜层电镀有两次基础铜层(厚度 90m) 和外层铜层(厚度 15m)的电镀，二者工艺基本相同，流程如下：镀镍后的钢辊打磨清洗镀铜卸钢辊交车磨。镀铜原理：镀铜是利用直流电通过电镀槽而引起化学反应，不断补充溶液中消耗的铜离子阴极镀件上就会渡上一层金属铜。镀铜的作用：不但能掩盖铜辊的部分缺陷，还能对接下来的工序产生有利效果雕刻展示最好的工作面。而且由于铜的原因，铜层的厚度还可以随着印刷品材质的变化而变化，通常情况下铜层表面的硬度是内层铜层的 2 倍，以便表面雕刻时铜层可以具有适宜的切割特性，其中表面铜层的硬度在维氏硬度HV200 左右。电镀铜时的镀液主要成分是：硫酸铜和硫酸。以半浸的方式镀铜时温度为2834，钢辊回转速度 70110m/min，电导率10 （纯水配置）表 2.6 镀铜完成后的参数要求后工序对铜层质量要求铜层的硬度 HV 必须在 190230，铜的硬度控制在规定范围内可以保证制版15网点清晰，又能保证电雕头的正常工作镀铜的厚度 铜层的厚度通常控制在 0.120.15mm 之间，在扣除车磨联合机或抛光研磨机的消耗后能满足线雕操作的要求即可铜层表面的质量 镀铜层必须保证无针孔、无沙眼表面粗糙度合格等如果铜层表面存在针眼或沙眼，会造成雕刻针爆裂；如果针孔和沙眼如果恰好落在空白部分，在印刷品出现脏点成为废品。由于工艺或检查不谨慎等原因造成制得的铜层偶尔会出现砂眼、划痕等无法避免的缺陷.表 2.7 镀铜故障及处理方法常见故障 处理方法铜层与镍之间结合力差 发生这种情况的原因大多是因为镀前处理不合格，在空气中停留时间过长。可通过提高镀前处理质量，用 5%稀硫酸活化争减少空气中停留时加以解决之。镀层粗糙 主要原因就是因为电流过大导致的，应通过降低电流来解决硫酸不足也会造成镀层粗糙，通过化验确认，将其调整到工艺范围即可阳极出现绿色层 由镀液内氯化钠含量过高引起，可通过清洗阳极或电解处理镀层硬度偏低 可能是因为温度过高，又或者是硫酸和硬度添加剂太少造成的，可以通过降低温度或者化验调整溶液和补充硬度添加剂这三种手段解决阳极及槽壁上有结晶 溶液中硫酸太浓所致，可通过稀释溶液域分析溶液做相应补充的同时适当的提高温度等方法解决162.5.4 镀铬在完成凹印版辊制版之后，凹印版辊还需要重新回到电镀车间进行镀铬，镀铬的目的是为了增强表面硬度和提高耐用性。镀铬工艺流程：雕刻好的版辊前处理装配清洗镀铬抛光初检交质检。前处理：电雕之后的版辊表面带有各种油污如雕刻过程中起润滑作用的雕刻油等，若是不将所有的油污清洁干净，镀铬之后就必然会导致各种各样很严重的问题比如镀好的铬层脱落。因此在镀铬前必须对辊筒进行处理。电流密度 4050A/dm2 ，温度 5055，电压 12V，辊筒回转速度 60100m/min，铬层要求厚度 1012m。表 2.8 镀铬故障及处理方法常见故障 处理方法金属杂质使深镀能力下降,光亮区变窄如铜、锌等金属杂质可以用强酸性阳离子交换树脂进行处理,缺点是不方便。常用的方法是釆取防止金属杂质积沉的方法氯根过多会使深镀能力下降,造成镀层发花、粗糙或发灰为防止氯根积累,配制溶液和补充水最好用纯水,镀前最好用稀硫酸进行弱腐蚀。在 60条件下电解可除去部分氯根硝酸根会使铬层表面暗淡,变黑,还会加速铅衬里的腐蚀在 6070条件下电解可除去硝酸根,若在溶液中先加少量碳酸钡则效果更佳在电镀工艺操作中溶液的浓度、温度、电流密度和电镀的时间,是工艺规范诸多因素中最重要的四个要素;为实现产品的质量保证,一定要严格掌握这四个要17素之间的协调和配合。要在实践中不断地摸索和积累,总结出一套切合实际、切实可行的操作数据。图 2.4 凹印版辊电镀后18第 3 章 电子雕刻制版从凹印版辊的发展历程来看，它的制作方法有多种多样，最终根据经济性、实用性、可靠性等原因形成以电子雕刻(包括普通电子雕刻和超精细电子雕刻)为主的制作方法。本章主要介绍了电子雕刻机的工作原理以及制版的工艺流程。3.1 电子雕刻机 工作原理电子雕刻凹版是利用电子回路的雕刻机在版辊表面直接雕刻出网点，最终制成凹版。依照原稿颜色的深浅层次，电子雕刻机将稿件转换为大小不同的电信号，通过雕刻针振动的力量大小，在版辊表面雕刻出相应的不同深度网点。从结果来看对应稿件的光亮部分，它的网点又小又浅，着墨少，与之想反的是稿件的深色部分，网点既深又大，着墨多。由于图像的层次再现是通过网点的大小和深浅的变化来达到的；所以电子雕刻凹版能够真实地反映原稿的层次，运用这种方式制出的印版印刷，图文非常清晰 3。3.1.1 电子雕刻机硬件部分图 3.1 高速电子雕刻机191版辊 2右顶尖 3雕刻头 4操作小车5机体 6左顶尖 7右尾座 8保护壳1 在 2 和 6 的控制下进行匀速转动，同时在 4 控制系统的操纵下 3 在 X 和 Y轴上进行前后左右移动（误差小于 0.001mm）。开始雕刻时，3 在 4 的控制下接近 1 并根据稿件的相关要求在 1 上留下深浅不同的网点，最终汇聚成稿件所要求的图案。表 3.1 高速电子雕刻机参数高速电子雕刻机参数电子雕刻机重量 5200KG型 号 DYEG1315控制系统 DYM81*电源要求 三相五线，接地良好（接地电阻2）。供电部分带稳压器，或者 UPS电源电压 3 x 380V 2% 50Hz总 功 率 3KW尺 寸 3.8 1.51 m转 速 周长 250mm 785r/min 60 线 2 3600HZ周长 1500mm62r/min 70 线 4 4000HZ周长 2000mm46r/min 70 线 4 4000HZ噪 音 7279 dB（A）20注 意 实际要根据堵孔和离边距离确定雕刻版辊长度 小于 1250mm3.1.2 电子雕刻机软件部分对电雕机的所有操作基本上都是从“东运电子雕刻系统”DTG 控制软件操作。稿件由 Word 文档写成，最终保存时选择 TIF黑白传真。打印机选择“Microsoft Office Document Im age Writer”，具体步骤：属性高级输入格式为“TIFF-黑白传真”确认1) 预置菜单：包括洗版，卸版，零线雕刻，最大电流，最小电流。图 3.2 控制系统预置菜单2) 试雕菜单：包括周向试雕，横向试雕，雕刻高光，雕刻 100%网点，雕刻任意网点。21图 3.3 控制系统试雕菜单3) 雕刻菜单：主要是雕刻图像文件的。雕刻的同时可以中途暂停，和完全中断雕刻。图 3.4 控制系统雕刻菜单223.2 电子雕刻机雕刻工艺流程电子雕刻机是凹印制版时不可或缺的机械设备，其中雕刻辊筒质量是保证印刷产品质量的根本。依据各种印刷物的适应性，得出标准的网线、网角、网点值和通沟等基础数据，设置、调整合格的各种印刷材料可以适应的电雕层次曲线，这是保证雕刻辊筒质量合格率的重要手段。根据网点与线数、角度、雕刻针等所对应的类系比对结果，稿件在电子雕刻之前，还是需要做充足的分析，考虑各变量之间的关系，合理地选用参数。模拟最终选用的工艺参数将会造成的结果，之后修改、确认争取生产出来的产品能达到客户所接受的还原效果。3.2.1 制定凹印版辊的雕刻工艺流程在将凹印版辊送上电子雕刻机之前要先进行电子雕刻文件的制作和检查，雕刻前要进行版面的工艺处理之后才能进行雕刻。具体流程如下：审稿RIPPing 文件制作电子雕刻文件 检查下传文件 上凹版辊筒雕前版面处理工艺试雕雕刻雕刻后检验工艺卸版3.2.2 凹印版辊雕刻实例以下述随机生成的文字为例：“四川省成都市金堂县栖贤乡工业制造商福建福马食品集团有限公司控油保湿露吸收不油腻质地卫生净含量醋酸三乙醇胺第号还需注意旅途饮食温馨提示卫食健进字乐赛牌益生菌胶囊”将其作为稿件完成雕刻工艺流程。1) 审核稿件内容审核版面的制作要求；比如要雕刻文字则要审核文字排列数量和排列方向。2) 制作时，文件在电脑上要文字方向向上，且制作文件时全部用正版。如：23图 3.5 电子雕刻文件3) 依照“电雕工艺单”的技术要求，运用 1600dpi 分辨率的 RIPPing 传递图文信息文件。其中要注意输入的各个参数值大小及范围.图 3.6 创建任务4) 雕前版面处理工艺在正式雕刻前，用干净的纸巾沾取适量的酒精将版面擦拭一遍。然后再用脱脂棉沾取白油将版面均匀涂抹。待白油凉干后，就可以进行试雕刻。5) 试雕试雕在整个电雕制版的过程中有着无法取代的作用，比如它可以尝试不同的高光、暗调，测试其对网点的大小影响。雕刻结果误差范围 13 个。24表 3.2 试雕测试值网型网角 网变 实地网变值针角度：120短试雕值 暗雕 通沟 前 中 后70 线 0 网 165/37/30 3 2 163/35 164/37 162/3770 线 2 网 135/215/29 3 2 138/215 138/217 138/21770 线 4 网 118/18/24 1 1 117/19 118/18 117/1860 线 0 网 196/38/45 1 1 195/37 196/37 197/3960 线 2 网 160/250/40 2 1 160/251 162/251 162/25060 线 4 网 135/25/40 2 2 137/26 136/27 136/26研究后得出结论：高光范围内试雕值越大，则雕刻的高光范围内网穴就越大越深；暗调范围内的试雕值越大，则暗调范围内的网穴越大越深。图 3.7 干涉图6) 雕刻网点试雕合格以后，参考电子雕刻机实际雕刻时的变化特征，将调节暗调值或正电流的大小，使之尽量靠近标准值，再之后开始正式雕刻。257) 检验检查有无漏雕的图案、打刀的现象、观察行距的变化情况、看铜辊表面有无划伤现象等，并作相应的处理。对网点的要求：规整性好，上下左右对称；点形好，边缘清晰光洁，网墙整齐光滑，宽度均匀；通沟要清晰；网穴深度适宜；网穴内壁光洁，无毛刺；网穴的几何形状保持一致.如下图所示：图 3.8 显微镜下观测网点形状下述表格为不同排版格式下网格的变化情况。表 3.3 网变网变70 线 0 网 70 线 2 网 70 线 4 网 60 线 0网60 线 2 网 60 线 4网短试雕值 165/37 135/215 118/18 196/38 160/250 135/25三列一排 155 126 114 192 160 123四列一排 101 75 68 133 104 77