專利名稱：激光裁斷工程胎橡膠鋼絲簾布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光裁斷領(lǐng)域，它具體涉及一種使用激光技術(shù)裁斷子 午線工程胎橡膠鋼絲簾布的方法。
背景技術(shù)：
子午線輪胎是由米其林公司首次于1946年發(fā)明，其名因結(jié)構(gòu)而 得名，胎體材料(簾子線層)呈徑向排列，垂直于輪胎行駛方向，類似 于經(jīng)緯線，因此形象的將其稱為子午線輪胎。子午線輪胎胎冠結(jié)構(gòu)和 胎體結(jié)構(gòu)是不同的，胎體具有良好的減震、散熱、操控等性能；胎冠 的結(jié)構(gòu)比較強(qiáng)壯，抗沖擊能力、穩(wěn)定性能等比較好。由于子午線輪胎 的各種優(yōu)勢(shì)，隨之帶來(lái)的是大型工程胎子午化在我國(guó)的快速發(fā)展。工 程胎橡膠鋼絲簾布切割是橡膠工業(yè)中非常重要的一環(huán)，15度至75度 帶束層橡膠鋼絲簾布裁斷是輪胎制作流水線中關(guān)鍵技術(shù)，用于輪胎中 各種規(guī)格帶束層半制品的生產(chǎn)，裁斷系統(tǒng)用來(lái)連續(xù)的將橡膠鋼絲簾布 裁斷成一定寬度和角度的帶束層條，經(jīng)拼接后，然后包邊膠、巻曲成 料，供下道工序。這就對(duì)輪胎生產(chǎn)中橡膠鋼絲簾布的裁斷技術(shù)提出了 新的要求。目前國(guó)內(nèi)用于裁切橡膠鋼絲簾布的裁斷方式主要沿用機(jī)械 剪刀式裁斷方式。但現(xiàn)有的裁斷機(jī)的機(jī)械剪刀式裁切厚度《4mm，而 且受到剪刀式裁切的技術(shù)限制，裁切邊緣非常不平整，對(duì)橡膠材料損 耗較大，當(dāng)簾布厚度超過(guò)4mm則不能實(shí)現(xiàn)裁切，極大的限制了高規(guī)
格橡膠產(chǎn)品的發(fā)展。長(zhǎng)期停留在機(jī)械剪刀式裁切的技術(shù)工藝上已明顯 不能適應(yīng)現(xiàn)代橡膠工業(yè)的現(xiàn)狀。
如何設(shè)計(jì)一種可以利用現(xiàn)有先進(jìn)的裁斷技術(shù)的裁斷工程胎橡膠 鋼絲簾布的方法是擺在科技技術(shù)人員面前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種激光裁斷工程胎橡膠鋼 絲簾布的方法，旨在解決上述的問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在 現(xiàn)有的橡膠鋼絲簾布的流水線基礎(chǔ)上，合理使用激光切割的特性，對(duì) 橡膠鋼絲簾布料進(jìn)行裁斷切割。激光切割是利用高功率密度的激光束 掃描過(guò)材料表面，在極短時(shí)間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬(wàn)攝氏度，使 材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達(dá) 到切割材料的目的。特點(diǎn)速度快，切口光滑平整， 一般無(wú)需后續(xù)加
工；切割熱影響區(qū)小，切割后板材變形小，切縫窄(0.1mm 0.3mm); 切口沒(méi)有機(jī)械應(yīng)力，無(wú)剪切毛刺；加工精度高，重復(fù)性好，不損傷材 料表面；數(shù)控編程，操作非常簡(jiǎn)易，可以對(duì)幅面很大的整板切割，經(jīng) 濟(jì)省時(shí)。激光可切割的材料很多，包括有機(jī)玻璃、木板、塑料等非金 屬板材，以及不銹鋼、碳鋼、合金鋼、鋁板等多種金屬材料。脈沖激 光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料，后者是激光切割裁 斷技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。目前應(yīng)用激光裁切非常廣泛，但用于裁切橡 膠或橡膠與鋼絲復(fù)合料則尚無(wú)先例。鑒于激光裁切的成熟性和廣泛 性，為彌補(bǔ)厚的橡膠鋼絲簾布用機(jī)械裁刀不能裁切的現(xiàn)狀，本發(fā)明利
用激光裁斷的優(yōu)越性，結(jié)合現(xiàn)有的鋼絲簾布裁斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)使用激光 束對(duì)橡膠鋼絲簾布進(jìn)行裁斷。激光束及透鏡選擇的基本參數(shù)如下
激光束波長(zhǎng)為10.6um;
激光束功率0.03—3kW;
激光裁斷選擇透鏡直徑為1.5",焦長(zhǎng)為5.0"。
在本方法中，釆用氮?dú)庾鳛檩o助氣體，高壓對(duì)激光束切割后的 斷面風(fēng)干，將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達(dá)到切割材料的目的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是可以裁斷供料簾布厚度
突破原有不能超過(guò)4mm的局限，能實(shí)現(xiàn)裁斷4-10mm的鋼絲簾布橡 膠料，而且裁切角度為15° —90° ，裁切速度最高可到4米/分鐘， 裁斷斷面平整且實(shí)現(xiàn)了快速、精度高的裁斷加工。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是對(duì)現(xiàn)有比較成熟的激光裁斷技術(shù)在橡膠鋼絲簾布裁斷 領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)使用激光束進(jìn)行裁斷。本發(fā)明使用的激光器為 基模的軸快流二氧化碳激光器，輔助氣體選用氮?dú)?，輔助氣體壓力為 500 kPa以上來(lái)防止殘?jiān)罢承晕镔|(zhì)留回切割邊緣，當(dāng)材料的厚度增 加或切割速度降低，則氣體的壓力相對(duì)減小。
激光束及透鏡選擇的基本參數(shù)如下
激光束波長(zhǎng)為10.6
激光束功率0.03—3kW;
激光裁斷選擇透鏡直徑為1.5"，焦長(zhǎng)為5.0"。
本發(fā)明的工作操作程序如下輔助氣體選擇及壓力設(shè)定； 開(kāi)啟切割輔助氣體氣瓶閥；
開(kāi)啟激光氣體，打開(kāi)激光器裝氣瓶的控制閥，并確保控制閥 的壓力設(shè)置正確； 啟動(dòng)水冷卻器；
檢査壓縮機(jī)，確保管中的濕氣己經(jīng)抽干并且供給壓力正確的設(shè) 置為700 kPa;
啟動(dòng)激光器；
清理激光的安全系統(tǒng)確保激光安全系統(tǒng)上沒(méi)有任何東西； 啟動(dòng)激光裁斷工作數(shù)控機(jī)床，同時(shí)打開(kāi)激光安全系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)控 制系統(tǒng)；
激光裁斷工作數(shù)控機(jī)床復(fù)位； 激光裁斷工作數(shù)控機(jī)床回零；
切割頭定位，利用移動(dòng)鍵將切割頭移動(dòng)到所需的啟動(dòng)位置； 裝載鋼絲簾布橡膠材料； 開(kāi)啟激光器，進(jìn)行對(duì)裝載的材料裁斷； 切割輔助氣體吹洗裁斷斷面。
在進(jìn)行完本發(fā)明上述操作過(guò)程后，完成了對(duì)橡膠鋼絲簾布的首次 裁斷。首次裁斷后可根據(jù)具體裁斷的結(jié)果和不同裝載材料厚度、鋼絲 直徑等規(guī)格，利用切割裁斷電位器調(diào)節(jié)切割的實(shí)際速度，或者利用噴 嘴高度電位器節(jié)噴嘴(和透鏡)到裁斷材料的高度，并調(diào)節(jié)輔助氣體 的氣壓級(jí)別和激光的功率，確定針對(duì)所裝載的材料所設(shè)定最優(yōu)的參數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的裁斷效果。
下面舉例具體說(shuō)明對(duì)厚度為8mm的橡膠鋼絲簾布進(jìn)行裁斷， 帶束層鋼絲的直徑為小6mm，裁斷角度為45° ，切割速度為 2.4m/min，輔助氣壓為1.3MPa。裁斷后橡膠材料斷面處平整無(wú)毛刺， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝載橡膠材料快速、準(zhǔn)確的激光裁斷。
權(quán)利要求
1、一種激光裁斷工程胎橡膠鋼絲簾布的方法，工作操作程序如下輔助氣體選擇及壓力設(shè)定；開(kāi)啟切割輔助氣體氣瓶閥；開(kāi)啟激光氣體，打開(kāi)激光器裝氣瓶的控制閥，并確?？刂崎y的壓力設(shè)置正確；啟動(dòng)水冷卻器；檢查壓縮機(jī)，確保管中的濕氣已經(jīng)抽干并且供給壓力正確的設(shè)置為700kPa；啟動(dòng)激光器；清理激光的安全系統(tǒng)確保激光安全系統(tǒng)上沒(méi)有任何東西；啟動(dòng)激光裁斷工作數(shù)控機(jī)床，同時(shí)打開(kāi)激光安全系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)；激光裁斷工作數(shù)控機(jī)床復(fù)位；激光裁斷工作數(shù)控機(jī)床回零；切割頭定位，利用移動(dòng)鍵將切割頭移動(dòng)到所需的啟動(dòng)位置；裝載鋼絲簾布橡膠材料；開(kāi)啟激光器，進(jìn)行對(duì)裝載的材料裁斷；切割輔助氣體吹洗裁斷斷面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光裁斷工程胎橡膠鋼絲簾布的方法， 其特征在于激光束波長(zhǎng)為10.6um ，激光束功率0.03—3kW， 激光裁斷選擇透鏡直徑為1.5"，焦長(zhǎng)為5.0"。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光裁斷工程胎橡膠鋼絲簾布的方法， 其特征在于選用為輔助氣體為氮?dú)?，輔助氣體壓力為500kPa以上。
全文摘要
本發(fā)明屬于激光裁斷領(lǐng)域，它具體涉及一種使用激光技術(shù)裁斷子午線工程胎橡膠鋼絲簾布的方法。現(xiàn)有的裁斷機(jī)的機(jī)械剪刀式裁切厚度≤4mm，裁切邊緣非常不平整，對(duì)橡膠材料損耗較大，簾布厚度超過(guò)4mm則不能實(shí)現(xiàn)裁切。激光束及透鏡選擇的基本參數(shù)如下激光束波長(zhǎng)為10.6μm；激光束功率0.03-3kW；激光裁斷選擇透鏡直徑為1.5″，焦長(zhǎng)為5.0″。在本方法中，采用氮?dú)庾鳛檩o助氣體，高壓對(duì)激光束切割后的斷面風(fēng)干，將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，能實(shí)現(xiàn)裁斷4-10mm的鋼絲簾布橡膠料，而且裁切角度為15°-90°，裁切速度最高可到4米/分鐘，裁斷斷面平整且實(shí)現(xiàn)了快速、精度高的裁斷加工。
文檔編號(hào)A47H23/00GK101375765SQ20071004547
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者任克斌, 李新春, 楊家春, 謝化順, 謝赤元, 黃立正 申請(qǐng)人:上海橡膠機(jī)械一廠有限公司