專利名稱：凸模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸模的制作方法，特別是一種印刷包裝行業(yè)壓凹凸或壓凹凸連帶燙金一次成型加工工序中所使用的凸模的制作方法。
背景技術(shù)：
凸模的用途是安裝在燙金機工作臺面的底板上，并與安裝在燙金機蜂窩板上的對應(yīng)的凹模配對使用，使用中要求凹模與凸模套準(zhǔn)，通過燙金機的運轉(zhuǎn)使印刷后的產(chǎn)品表面產(chǎn)生具有凹凸感的三維視覺效果，或與燙金材料配合使用在產(chǎn)品表面產(chǎn)生各種顏色及光澤的三維視覺效果，即將電化鋁薄膜材料本身附著的物質(zhì)經(jīng)過凹凸連帶燙金工序轉(zhuǎn)移到印品表面上，使?fàn)C金部位具有各種顏色及閃光的效果，達到使印刷后的產(chǎn)品更加精致美觀的裝飾目的。
目前，制作凸模的方法普遍采用在樹脂底板上壓鑄出立體圖案的方法，壓鑄立體圖案的材料為樹脂油和固化劑等多種化工原料的混合物，在高溫的作用下將半液態(tài)呈糊狀的樹脂油混合物壓鑄在樹脂底板上以后，隨著溫度的逐步降低與樹脂底板自然熔合而固定成為一體，這種方法存在的不足是樹脂底板與樹脂油混合物材料的化學(xué)成分不完全相同，各種化工原料與樹脂油混合的配方比例不可能每次配料完全一致，在樹脂油混合物被壓鑄在樹脂底板上時，有可能出現(xiàn)二者無法完全熔合固定成為一體的情況，因此可能在使用的過程中受到溫度、壓力等條件的影響而產(chǎn)生爆裂、分離、變形，發(fā)生這種情況時，需要重新更換凸模，重新套準(zhǔn)定位。另外壓鑄過程還必須要確保樹脂油混合物完全充滿壓鑄凹模型腔，否則壓鑄凹模和樹脂油混合物之間若產(chǎn)生微小氣泡則會造成壓鑄出來的凸出立體圖案表面出現(xiàn)凹坑，這樣的凸模投入使用就會使產(chǎn)品燙金部位出現(xiàn)疵點，尤其是壓凹凸連帶燙金工序，產(chǎn)品表面的燙金圖案就殘缺不全。此外，壓鑄好的凸模底板要裁切到與凹模一致規(guī)格，目前采用手工用剪刀剪裁的方法，然后依照壓鑄時在樹脂底板上留下的定位銷孔位置的痕跡用小型立式鉆床打定位銷孔，不能保證凸模與凹模的重合精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種凸模的制作方法，要解決的技術(shù)問題是提高凸模加工精度和使用壽命，提高凸模與凹模配合使用的對位套準(zhǔn)精度。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種凸模的制作方法，包括以下步驟一、將樹脂板粘在平板夾具上并壓實，將平板夾具連同其上的樹脂板一起裝夾在數(shù)控雕刻機或加工中心的工作臺面上；二、測量裝夾后的樹脂板上表面平面度應(yīng)符合凸模底板平面度偏差要求；三、定位，確定X、Y、Z坐標(biāo)軸零點位置；四、輸入加工程序；五、進行機械加工。
本發(fā)明的方法在確定X、Y、Z坐標(biāo)軸零點位置時，選擇材料預(yù)加工區(qū)域的上表面中心為零點。
本發(fā)明的機械加工按以下加工順序進行加工粗加工、半精加工、精加工、鉆定位銷孔、切割出最終尺寸。
本發(fā)明的粗加工包括以下步驟一、采用φ12-φ3直身平底刀，主軸轉(zhuǎn)速8000-15000rpm，走刀量200-3000mm/min，一次到位的進給深度對非圖案處進行切削加工；二、采用φ1-φ0.3，斜度15°-18°錐身平底刀，對圖案邊緣部位切削加工；三、采用φ0.2-φ0.06，斜度18°-20°錐身平底刀，對圖案邊緣部位進一步切削加工。
本發(fā)明的半精加工包括以下步驟一、主軸轉(zhuǎn)速12000-15000rpm，水平走刀速度400-3000mm/min，下刀深度一次到位加工立體凸出圖案大概輪廓，二、采用R0.5-0.15，斜度15°-25°的錐度球頭刀，加工立體凸出圖案輪廓；三、采用R0.1-0.06，斜度15°-25°的錐度球頭刀，加工立體凸出圖案細致部分。
本發(fā)明的精加工包括以下步驟一、主軸轉(zhuǎn)速12000-15000rpm，水平走刀速度80-250mm/min，下刀深度一次到位精加工，二、采用球頭小于R0.01的錐度尖刀進行精加工，加工出立體凸出圖案每一處細微部位。
本發(fā)明鉆定位銷孔為按照所配合使用的定位銷直徑大小選擇相等直徑的鉆頭，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速6000rpm，水平走刀速度400mm/min，下刀深度一次到位，按加工程序加工銷孔。
本發(fā)明切割出最終尺寸采用粗加工所使用的平底刀，按加工程序切割加工出凸模底板。
本發(fā)明的機械加工完成后，將切割成型的凸模底板與平板夾具分離，采用煤油清洗樹脂板貼膠面的粘膠。
本發(fā)明的加工程序為采用與凹模完全相同的圖形數(shù)據(jù)資料編寫的電腦加工程。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用機加工方法，將粘在銅板上的樹脂板一起裝夾在數(shù)控雕刻機或加工中心的工作臺面上，由數(shù)控雕刻機或加工中心完成雕刻圖案和定位銷孔的制作，提高了圖案精度，定位銷孔與圖案的相對位置得到保證，立體圖案的材料與凸模底板本身為一體，避免了采用壓鑄方法產(chǎn)生爆裂、分離的可能，免除操作者經(jīng)常更換使用中的受損凸模和重新套準(zhǔn)定位的不必要的工作，降低勞動強度，保障操作者安全，提高了工作效率。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明的凸模的制作方法包括以下步驟一、將樹脂板(厚度1mm，加工后凸?？偤穸葹?.8mm，凸?；鶎拥装搴穸?.3mm，即凸模雕刻圖案高度為0.5mm)用雙面膠粘在平板夾具上并壓實，將平板夾具連同樹脂板一起裝夾在日本制造的MDX500數(shù)控雕刻機的工作臺面。
二、測量裝夾后的樹脂板上表面平面度，應(yīng)符合凸模底板厚度偏差，不大于±0.02的要求。
三、粗加工工步1去除非圖案部分的材料，確定樹脂板預(yù)加工范圍中點為X/Y/Z坐標(biāo)軸零點位置，用φ3直身平底刀，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速12000rpm，水平走刀速度600mm/min，下刀深度0.7mm，對非圖案處進行大面積切削加工，輸入并執(zhí)行粗加工工步1的程序；工步2、對圖案邊緣部位切削加工，換用φ0.67平底刀，用已加工的非圖案表面對刀，將Z軸提升0.5mm作為Z軸零點，X/Y軸坐標(biāo)零點保持不變，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速12000rpm，水平走刀速度600mm/min，下刀深度0.5mm，輸入并執(zhí)行粗加工工步2程序；工步3、對圖案邊緣部位進一步切削加工，換用φ0.14平底刀，用已加工的非圖案表面對刀，將Z軸提升0.5mm作為Z軸零點，X/Y軸坐標(biāo)零點保持不變，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速12000rpm，水平走刀速度200mm/min，下刀深度0.5mm，輸入并執(zhí)行粗加工工步3程序。
四、半精加工工步1、加工立體凸出圖案大概輪廓，用R0.3的錐度球頭刀，用已加工的非圖案表面對刀，將Z軸提升0.5mm作為Z軸零點，X/Y軸坐標(biāo)零點保持不變，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速12000rpm，水平走刀速度600mm/min，下刀深度0.5mm，輸入并執(zhí)行半精加工工步1程序；工步2、進一步加工圖案使立體凸出圖案更加明顯細致，換用R0.08的錐度球頭刀加工圖案，用已加工的非圖案表面對刀，將Z軸提升0.5mm作為Z軸零點，X/Y軸坐標(biāo)零點保持不變，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速12000rpm，水平走刀速度200mm/min，以已加工的非圖案表面為Z軸零點，下刀深度0.5mm，輸入并執(zhí)行半精加工工步2程序。
五、精加工采用R0.01的錐度尖刀精加工，加工出立體凸出圖案每一處細微部位，用已加工的非圖案表面對刀，將Z軸提升0.5mm作為Z軸零點，X/Y軸坐標(biāo)零點保持不變，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速15000rpm，水平走刀速度80mm/min，下刀深度0.5mm，輸入并執(zhí)行精加工程序。
六、鉆定位銷孔，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速6000rpm，水平走刀速度400mm/min，按銷孔大小(按配套使用的定位銷直徑確定)選擇等直徑鉆頭，按加工程序加工銷孔；七、切割出最終外形尺寸，用φ3平底刀，按加工程序切割加工出凸模底板外輪廓，設(shè)備參數(shù)同粗加工。
八、拆卸，先將外周廢料取出，再取下雕刻好的凸模，如阻力大，可在貼膠位置刷煤油，用刀片翹起。
九、清理凸模的黏膠面清理干凈。
本發(fā)明采用一定厚度的材料，厚度包括凸?；鶎拥装宓暮穸取⒘Ⅲw圖案厚度和預(yù)留加工余量，將其裝夾在數(shù)控雕刻機工作臺面上，也可采用加工中心等具有此類功能的設(shè)備。本實施例采用不帶有自動換刀功能的雕刻機完成，如果采用自動換刀的設(shè)備，只需要一次對刀，可以省去其它加工步驟手動換刀和對刀設(shè)置零點的步驟；還可以將所要制作的圖案編程一次性輸入全部加工程序，由設(shè)備自動加工完成，并且加工精度更好。雕刻圖案各工步完成后繼續(xù)完成加工定位銷孔的工步，可保證定位銷孔與圖案的相對位置精度。
另外，應(yīng)根據(jù)設(shè)備情況、刀具的選擇、被加工材料的不同等實際情況來確定例如設(shè)備功率大，剛性好，精度高，可以適當(dāng)加大的切削量，加快切削速度，但這時需要考慮被加工材料是否耐熱，因為加工過程會產(chǎn)生切削熱，樹脂板材料耐熱較金屬低，其設(shè)置的參數(shù)應(yīng)適合與樹脂板；如雕刻凸模的材料采用鋁或鋁合金材料，那么其加工參數(shù)應(yīng)按照材料的性能來確定，如轉(zhuǎn)速可以再提高，也不會因切削熱而對被加工材料造成損傷等；如果采用的刀具直徑較大，每轉(zhuǎn)動一周其切削量必然較大，對于同一設(shè)備，就應(yīng)適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，考慮是否影響加工精度，是否會發(fā)生損壞設(shè)備的情況等。
上述內(nèi)容應(yīng)根據(jù)實際情況來指定工藝和編制程序，屬于一般加工工藝常識，可能發(fā)生的情況類型非常多，再此不做一一舉例。
雕刻凸模方法是將壓鑄凸模的制作方法改變?yōu)闄C加工的制作方法，其優(yōu)點是1、強度耐用度提高立體圖案的材料與凸模底板本身即為一體，不存在爆裂、分離的可能，避免壓鑄方法制作的凸模易出現(xiàn)的不足之處，免除操作者經(jīng)常更換使用中的受損凸模和重新套準(zhǔn)定位的不必要的工作，降低勞動強度，保障操作者人身安全，提高工作效率。2、凹模與凸模配合精度高凹模也是采用與凸模相同的資料和加工方法、設(shè)備雕刻而成，因此凹模與凸模的配合精度極高；3、拓寬加工凸模的材料范圍，可以不再局限于使用樹脂板、樹脂油，其它具有類似性能的材料都可以采用此種方法加工。
現(xiàn)有技術(shù)壓鑄方法制作凸模的步驟1、依照所需制作凸模數(shù)量，按比例調(diào)配樹脂油；2、裁切樹脂底板，使之大于配用的凹模，擦拭干凈，備用；3、凹模擦拭干凈，放于油壓機操作墊板上，備用；4、每次在凹模上涂抹樹脂油前，在樹脂油中滴入固化劑，攪拌均勻；5、用小毛刷將步驟4中混合好的糊狀半液態(tài)樹脂油涂抹在凹模上，注意涂抹要充分，在凹模的凹陷部位要涂滿并要涂抹均勻，使樹脂油充滿型腔，并布滿凹模表面大約0.3mm厚；6、將樹脂板蓋住凹模并壓緊在一起；7、將墊板連同上面的凹模和樹脂板送入油壓機工作臺上；8、按照凸模立體圖案厚度給定壓力60～100kgf/cm2和溫度240℃，啟動油壓機；9、約10分鐘可以結(jié)束油壓機定型步驟；10、取出墊板及凹模與凸模，此時凹模與凸模貼合在一起，待其適當(dāng)冷卻用手將二者分開；11、凸模的圖案已經(jīng)成型，由于凹模上帶有定位銷孔，在油壓機壓鑄過程中的多余樹脂油會聚集在孔內(nèi)，即在凸模樹脂板上形成痕跡，另外多余的樹脂油會溢出到凹模表面以外形成痕跡，操作者按照這兩處痕跡，用剪刀將凸模剪切至與凹模同等大小，按照定位銷孔痕跡采用立式臺鉆加工定位銷孔。
兩種不同加工方法制作的凸模性能的對比壓鑄方法制作的凸模，凹模底板與壓鑄圖案不同深淺，分別為樹脂板和樹脂油，材料成分略有不同。壓鑄圖案的樹脂油材料與樹脂板經(jīng)過在設(shè)備中加熱使其互相熔合，從而固定在一起。使用中可能因為個別部位熔合不完全而導(dǎo)致凸模在使用中圖案與樹脂底板之間分離、爆裂，繼而剝落，導(dǎo)致圖案缺損，這種狀況特別容易出現(xiàn)在用于圓壓圓設(shè)備中的凸模。眾所周知，燙金需要在加熱至100～180℃的條件下作業(yè)，才能使?fàn)C金材料電化鋁的薄膜表面物質(zhì)轉(zhuǎn)移到印刷品上，而加熱至這一溫度時，將影響到壓鑄凸模的形狀，漸漸地產(chǎn)生移位、變形等。壓鑄方法制作定位銷孔的位置是靠壓鑄時留在凸模底板上的痕跡，銷孔位置的精度要靠操作者的水平控制，那么凸模與凹模的定位套準(zhǔn)精度就不可避免地出現(xiàn)偏差。
本發(fā)明凸模的制作方法，采用耐熱并含有纖維的樹脂板材料，采用與加工凹模的同一圖形數(shù)據(jù)資料編程，由機數(shù)控雕刻機加工而成，圖案與底板為整體結(jié)構(gòu)，在使用中不會產(chǎn)生裂紋、變形及圖案脫落等意外事故。另外，圖案的雕刻和定位銷孔的制作是在同一個工序完成，定位銷孔與圖案的相對位置得到保證。雕刻凸模與雕刻凹模采用同一圖形數(shù)據(jù)資料編程加工，無論凹凸圖案或是凹模與凸模的定位銷孔都可以精確地對正。這一優(yōu)點是壓鑄方法難以做到的。用雕刻方法制作的凸模圖案精致，沒有色差和氣泡，其加工精度完全由數(shù)控機床及刀具精度保證。
本發(fā)明直接將凸模板材料裝夾于數(shù)控雕刻機或加工中心的工作臺面，在一次裝夾凸模板材料的條件下，通過電腦加工程序和數(shù)控雕刻機或加工中心的數(shù)字化工控完成直接在凸模板材料表面雕刻出凸出的立體圖案并制作出凹模與凸?；ハ喽ㄎ惶诇?zhǔn)的銷孔。凹模與凸模之間配合使用時套位轉(zhuǎn)移的定位銷孔的加工與雕刻凸模的立體圖案為同一個工序，可采用樹脂板或多種化工原料制成的復(fù)合板材以及薄金屬板材等作為加工雕刻凸模的材料，而不再局限于樹脂板材。
本發(fā)明從用戶和操作者的角度出發(fā)，解決了以往壓鑄凸模常見的圖案爆裂、破損和誤差大等問題，也解決了凹模與凸模套準(zhǔn)精度偏差大的問題。這種凸模不僅自身精度得到提高，還大大提高了凹模與凸模的配合精度，進而提高凸模的耐用度，完全可以代替壓鑄方法制作的凸模，生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種凸模的制作方法，包括以下步驟一、將樹脂板粘在平板夾具上并壓實，將平板夾具連同其上的樹脂板一起裝夾在數(shù)控雕刻機或加工中心的工作臺面上；二、測量裝夾后的樹脂板上表面平面度應(yīng)符合凸模底板平面度偏差要求；三、定位，確定X、Y、Z坐標(biāo)軸零點位置；四、輸入加工程序；五、進行機械加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸模的制作方法，其特征在于所述確定X、Y、Z坐標(biāo)軸零點位置時，選擇材料預(yù)加工區(qū)域的上表面中心為零點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凸模的制作方法，其特征在于所述機械加工按以下加工順序進行加工粗加工、半精加工、精加工、鉆定位銷孔、切割出最終尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凸模的制作方法，其特征在于所述粗加工包括以下步驟一、采用φ12-φ3直身平底刀，主軸轉(zhuǎn)速8000-15000rpm，走刀量200-3000mm/min，一次到位的進給深度對非圖案處進行切削加工；二、采用φ1-φ0.3，斜度15°-18°錐身平底刀，對圖案邊緣部位切削加工；三、采用φ0.2-φ0.06，斜度18°-20°錐身平底刀，對圖案邊緣部位進一步切削加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凸模的制作方法，其特征在于所述半精加工包括以下步驟一、主軸轉(zhuǎn)速12000-15000rpm，水平走刀速度400-3000mm/min，下刀深度一次到位加工立體凸出圖案大概輪廓，二、采用R0.5-0.15，斜度15°-25°的錐度球頭刀，加工立體凸出圖案輪廓；三、采用R0.1-0.06，斜度15°-25°的錐度球頭刀，加工立體凸出圖案細致部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凸模的制作方法，其特征在于所述精加工包括以下步驟一、主軸轉(zhuǎn)速12000-15000rpm，水平走刀速度80-250mm/min，下刀深度一次到位精加工，二、采用球頭小于R0.01的錐度尖刀進行精加工，加工出立體凸出圖案每一處細微部位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凸模的制作方法，其特征在于所述鉆定位銷孔為按照所配合使用的定位銷直徑大小選擇相等直徑的鉆頭，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速6000rpm，水平走刀速度400mm/min，下刀深度一次到位，按加工程序加工銷孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凸模的制作方法，其特征在于所述切割出最終尺寸采用粗加工所使用的平底刀，按加工程序切割加工出凸模底板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸模的制作方法，其特征在于所述機械加工完成后，將切割成型的凸模底板與平板夾具分離，采用煤油清洗樹脂板貼膠面的粘膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的凸模的制作方法，其特征在于所述加工程序為采用與凹模完全相同的圖形數(shù)據(jù)資料編寫的電腦加工程序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凸模的制作方法，要解決的技術(shù)問題是提高凸模加工精度和使用壽命，本發(fā)明包括以下步驟一、將樹脂板粘在平板夾具上，裝夾在數(shù)控雕刻機或加工中心的工作臺面上；二、測量裝夾后的樹脂板上表面平面度應(yīng)符合凸模底板平面度偏差要求；三、定位；四、輸入加工程序；五、進行機械加工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用機加工方法，由數(shù)控雕刻機或加工中心完成雕刻圖案和定位銷孔的制作，提高了圖案精度，定位銷孔與圖案的相對位置得到保證，立體圖案的材料與凸模底板本身為一體，避免了采用壓鑄方法產(chǎn)生爆裂、分離的可能，免除操作者經(jīng)常更換使用中的受損凸模和重新套準(zhǔn)定位的不必要的工作，降低勞動強度，提高了工作效率。
文檔編號B23P13/00GK1631606SQ200410091848
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者蔣和健 申請人:蔣和健