数控机床在铁路货车车轴加工中的应用

第一篇：数控机床在铁路货车车轴加工中的应用

CNC机床在铁路货车车轴加工中的应用

刘胜勇

（济南机车车辆厂转向架）

摘要：文章指出了CNC机床在铁路货车车轴加工中的广泛应用，通过细致地工艺过程分析，介绍了RD2型车轴的程序编制、校核，并就在实际加工中遇到的问题提出了一些行之有效的解决办法。可供有关技术人员参考。

关键词：CNC机床；车轴；加工工艺；

LIU Shengyong

Abstract：This article is indicated that CNC machine tool is applied to the axle machining of the railway truck andintroducedtheprogrammeand proof ofRD2axle by the technologic process’s analyzing detailedly and is put forward the practicable solution to the question oftheaxle machining.It may be refered by the technicians in this field

Key words：CNC machine tool；axle； machining technics

CNC machine tool’s application to the axle machining of the railway truck

一引言

车轴是铁路货车上的重要部件，其加工质量尤其是圆弧成型质量，直接影响了车辆的运行安全，严重者导致切轴事故发生。传统加工工艺是在仿型机床上利用成型靠模加工RD2、RE2车轴，此方法加工精度差，常出现圆弧半径扩大、轴向尺寸及引入部长度不稳定、形状和位置公差超差，生产效率较低，且靠模制作费用较高，不适应中小批量、频繁改型、精度要求高、形状又较复杂工件加工的需要。围绕“装备保工艺、工艺保质量”这一主题，结合CNC机床的加工性能和广泛适应性，我厂自1999年以来，耗资2000万余元购置了4台FANUC—0TD系统CNC机床投入到车轴的成型加工中。经过消化吸收，我们已成功得完成了RD2车轴转型、RE2A车轴的试制及长度为2320~2875mm的重载冶金车轴的加工。

二加工过程分析

CNC机床加工是用系统允许的数字化指令信号，来控制设备运行和刀具运动轨迹，从而完成图1工件的外颈、两处圆弧的加工。为了获得高精度的工件，加工前，要做好准备工作。图1RD2型车轴成品图（GB12814-2002-07)

图2A型轴

图3B型轴

1分析零件图样，确定加工工艺

1.1根据工件特点，合理安排工艺路线

图1在加工前的直径尺寸和两处圆弧的预留量均为4~5mm。考虑到机床的利用率，达到缩短生产周期的目的，在实际中分为半精车、精车两道工序，半精车预留1~1.5mm，精车预留0.3~0.4mm，最终磨削成型。

1.2工件装夹方式确定

半精车为单端加工，采用两顶一夹的装夹方式，主轴端为三爪卡盘夹紧。精车为双端加工，采用两顶一摩擦装夹方式，主轴端为树脂合成摩擦片。

1.3最佳切削参数选择

结合50

1.4切削液选择

为降低切削温度，提高加工精度和刀具的耐用度，并考虑环境保护，采用高压风进行冷却。

1.5坐标系原点确定

以车轴的设计基准为试切对刀点，轴线为X轴，端面为Z轴，点Qp即工件坐标系原点（编程原点）。通过工件试切，测得△X=X—D、△Z=Z，分别输入到offest界面的几何形状X、Z值里，即完成了工件零点偏置。

1.6刀尖的切入切出

落刀时，选择G00快速接近车轴加工表面，G01直线进给切入工件，避免扎刀或折断刀具。抬刀时，使刀具沿工件的直线延长线切出，防止零件表面产生切痕，影响加工质量。

1.7循环指令的使用

半精车分两刀切削完成。为提高加工效率，减少程序编辑和存储量，采用G73固定成型车削循环指令。

1.8刀具补偿的设定

根据走刀路线，选择G41半径补偿，并将补偿值在CRT/MDI面板上用offset功能键置入刀具补偿寄存器内，然后在程序中用T0101指令进行调用。

2运动轨迹点的坐标计算

考虑到车轴圆弧相切性，为保证加工的精确度，采取CAD绘图取点的方式，来确定各基点的坐标值。3加工程序的编制

做完了上述工作，接下来是程序编制阶段。根据点的坐标值，依据CNC机床许可指令方式，完成程序的编辑，并通过CRT/LCD面板上功能键或RS-232C通信口输入加工程序。鉴于篇幅所限，在此紧列出了RD2车轴A型的半精车加工程序O0001，供参考。

O0001；

N010T0101；

N020M03S350；

N030G90G41G00X310.Z5.；

N040M08；

N050G73U1.W1.R2；

N060G73P070Q200U2.W1.；

N070G00X130.425；

N080G01X132.425Z-9.5F140；

N090Z-193.25；

N100G02X133.361Z-205.161R35.F80；

N110X155.419Z-219.059R20.；

N120X157.125Z-219.250R2.；

N130G01X165.025F140；

N140X167.425Z-220.45；

N150Z-241.55；

N160G02X178.603Z-265.554R35.F80；

N170X193.560Z-272.226R20.；

N180G03X194.858Z-273.242R1.2；

N190G01X196.200Z-289.050F140；

N200Z-465.00 ；

N210M09；

N220G40G00X310.Z5.；

N230T0100；

N240M05；

N250M30；仿真绘图和首件试切

在AUTO方式下，选择GRPHA功能键，进行仿真绘图，验证程序的正确性。为了掌握工件的加工精度和准确度，还需进行首件试切。

三常见问题及解决办法

1机床不能正常返回基准，且产生+X、+Z过行程报警

从工作原理可得出脉冲编码器的每转信号未输入，有可能是下面几种原因造成：a.脉冲编码器、连接电缆、抽头是否断线；b.脉冲编码器；c.返回基准点的起动点离基准点太近。根据上述原因，我们对脉冲编码器及电缆进行检查，没有发现任何问题。随用手摇脉冲发生器移动工作台远离基准点，按Reset键复位结果过行程报警消除了，然后选择正确模式进行回零操作，没有再出现类似情况。由此断定返回基准点的起动点与基准点距离不能太近。回零前，先把工作台X、Z向远离基准点50mm，再进行返回基准操作。2机床报警，并在CRT/LCD面板上显示报警号

在日常加工中出现一些报警，我们结合《FANUC Series维修说明书》等资料，进行参数正确调整，运行机器故障消失。明确机床工作原理，使用好机床手册，对CNC机床诊断性维修是很方便的。3精切削立面时，出现颤纹

分析认为：a..切削振动大；b.工件预留量大；c.切削参数不当；d..刀具角度不合适。我们在工艺允许范围内降低主轴转速，调整上工序工件圆弧出预留量，修整切削参数，调整刀具角度，试切削问题得以解决。4机床尾座发热

分析认为有以下几种原因：a.尾座轴承预紧力过大；b.轴承研伤；c.润滑不及时或油脂脏。我们拆卸尾座后发现轴承滚子有坑点，研伤，更换同型号轴承，进行适当预紧保证正常游隙，并用干净润滑油及时进行润滑，经过一段时间使用，未出现发热现象。

在数控机床的维修中，我们应注意不断总结积累经验。遇到故障，应从其工作原理入手，根据实际情况，认真分析查找故障现象，才能准确判定故障原因，并加以解决。

四结束语

通过近几年的使用，CNC机床的高质量、高性能优势已经在铁路货车车轴加工中发挥地淋漓尽致。即提高了加工效率，降低了劳动强度；又提升了产品质量，大大增加了行车的安全性。

[参考文献]

1． 孟少农主编．《机械加工工艺手册》．北京：机械工业出版社，1998

2． 郑晓峰主编．《数控技术及应用》．北京：机械工业出版社，2004

3． RD2型车轴．GB/T12814-2002-07

4． RD2型车轴（半精加工）．GB/T12814-2002-23

5． 《FANUC Series 操作说明书》

6． 《FANUC Series维修说明书》

第二篇：计算机在材料加工中的应用

计算机在材料加工中的应用

摘 要：本文介绍了计算机模拟在材料加工过程中的发展趋势，它将为企业参与激烈的市场竞争并取得成功提供重要手段，计算机模拟技术必将在未来材料加工技术中起到举足轻重的作用。

关键词：材料加工；计算机模拟；虚拟制造；

Abstract：This paper has reviewed the developmental history and the important role of computer simulation of materials processing in manufacturing industry for current and proposed materials process applications as well as typical variables interrelate with specific process elements and the capability and payoff of process simulation for these same applications.Keywords：material process，computer simulation，virtual manufacture 1 前言

随着时代的发展，世界制造业面临市场开拓和技术发展两大挑战。高质量、低成本、短周期的先进制造技术是制造业的发展方向，它的科学性、先进性、正确性和敏捷性对于国民经济的发展非常重要。虚拟制造技术的出现是先进制造技术的重要标志之一[1-2]。虚拟制造与实际制造有本质区别，它是在计算机防真与虚拟现实技术的支持下，在计算机上进行产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验等，是在计算机上实现将原材料变成产品的虚拟现实过程，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，进入全方位预测，力争一次成功的新阶段，从而缩短产品周期，减少费用，提高质量。材料加工是先进制造技术中重要的组成，它的应用涉及航空航天、汽车、石化、军事等事关国民经济的重要产业。在我国加入世贸组织之后，我国的制造业面临更多更大的机遇与挑战。材料加工与以切削为主体的冷加工相比，其特点是: 从质量评价标准上，在保证零件尺寸形状精度和表面质量的同时，更注重保证零件和结构内部组织性能和完整性;在产品和零件设计上，更强调针对复杂型腔和曲面的能力;在工艺过程中，除了运动和外力作用等因素，还涉及温度场、流场、应力应变场及内部组织的变化;生产环境恶劣，控制因素多样。以上特点反映了材料加工过程对综合自动化和信息集成的需求和复杂性，因此，充分了解材料加工计算机模拟的重要性及其发展趋势，对于推动我国制造业的科技进步，缩短产品的开发和加工周期，快速响应市场，提高竞争能力，真正体现高速、高效、高质的制造优势，具有重要的意义。2计算机模拟技术的发展

计算机模拟是制造业发展的产物。以有限元方法为基础的计算机模拟技术是20 世纪技术发展的巨大成果，在工程物理科学的各个分支领域都起着十分重要的作用。新材料、新工艺、新产品、高要求、高精度、低成本的现代制造模式要求深入了解和掌握材料成形机理、过程变化，在计算机上实现过程显现，开拓科学的工艺和设计方法，实现最优设计与制造。因此，计算机数值模拟技术以及以此为基础的优化设计方法研究成为当今和今后国内研究的热点。

2.1宏观模拟向微观模拟深入

我们知道在工程中使用的金属材料大多数为多晶材料，材料的微观组织形态直接影响零件的机械性能和物理性能，所以选择合理的加工工艺参数十分重要。材料加工过程微观组织的计算机模拟由于具有描述分子级尺寸水平的能力，这将对控制材料晶粒大小及分布，进一步了解位错的产生和运动、晶界结构、防止内部空洞和微裂纹的萌生和扩展等问题提供了新的方法[3-4]，将大大推动材料微观结构研究的进展，并对确定优化材料加工的工步数和顺序、热处理方案十分有益。此外，在金属成形过程中，适用的优化准则对材料最终的力学性能和微观组织性能具有重要的影响，通过优化坯料形状或预成形模具形状、模具速度使最终锻件具有良好的尺寸精度、少无飞边和所期望的微观组织。为此，一方面要要研究合适的优化设计变量的选择，包括影响终锻件力学组织性能的状态变量和过程变量，即形状设计变量和速度设计变量。另一方面要研究和建立微观组织优化设计的目标函数，该目标函数考虑晶粒尺寸大小及分布，再结晶晶粒尺寸、再结晶程度和无再结晶部分的晶粒尺寸及其体积分数。

2.2高精度、高效三维有限元模拟

近二十年间，以有限元法为核心的数值模拟技术在金属塑性成形领域中应用，所采用的理论体系从小变形弹塑性有限元理论、刚-(粘)塑性有限元理论，到现在的大变形弹-(粘)塑性有限元理论，分析技术发展迅速，逐渐趋于成熟。采用大变形弹-(粘)塑性有限元法分析金属成形问题，不仅能按照变形路径得到塑性区的发展情况，工件中的应力、应变的分布规律，以及几何形状的变化，而且能有效地处理卸载，计算残余应力、残余应变，从而可以分析和防止产品的缺陷等问题，符合金属成形对于精密化模拟分析的要求。目前，二维大变形弹-(粘)塑性有限元法模拟技术已日趋成熟，并已在工程中得到成功的应用。但大变形弹-(粘)塑性有限元法是建立在有限变形理论基础上的，需要对变形梯度进行多次分解，从分析金属成形过程的角度出发，计算工作量大，而金属成形过程通常是在高温下进行的，工件在发生变形的同时伴随有温度的变化，因此，在分析金属成形过程模拟中，还必须考虑温度的影响，即进行温度场与变形场的耦合计算，特别是工程中可以简化为二维分析的问题并不多，三维模拟是必然趋势，三维问题分析在数学模型和图形处理上的复杂程度大大增加，由此引起的计算量猛增，比二维问题的计算量高出几十倍甚至上百倍，这对于计算机存储量的要求也随之增加。近年来，由于计算机软硬件技术的迅速发展和数值计算方法的不断完善，使三维问题的分析成为可能。一方面，人们在研究提高计算速度的方法，开发了大规模计算问题的并行计算方法(Parallel Computation)，利用并行处理机中多CPU 可同时工作的特点，配以软件编程中的并行处理方法，使计算速度大为加快，目前国际上许多商业软件都推出了并行版，如ANSYS、MARC、LS-DYNA3D 等;另一方面人们在研究改善计算方法，众所周知，金属成形过程中，坯料的变形特别大，若采用更新的拉格朗日法(Updated Lag rang ian Method)进行计算时[10]，初始划分的单元网格逐渐畸变，若将已经畸变的网格形状作为增量计算的参考构形，将导致计算精度降低，甚至引起不收敛，为克服上述问题，通常当网格畸变到一定程度后，必须停止计算，重新划分适合于计算的网格，通过新旧网格间信息场量的插值传递，再继续进行计算，要完成一个成形问题的模拟，通常需要多次重划网格，这将导致计算量的增加和由于多次插值带来的计算精度的降低，因此，许多研究开发人员正致力于改进三维网格重划的自适应能力和自动化程度，改进新旧网格间信息传递的插值方法，取得了可喜的进展。同时，开发了ALE法(Arbitrary Lagrangian Eulerian Method)和显式解法(Explicit Solution)[11]，而ALE 法不再象Lagrangian公式中将网格固定在材料上，而是不依赖于材料的运动而移动，因此可控制网格的几何形态，ALE 通过利用高阶的技术不断进行网格重划，从而避免上述问题，提高计算速度和精度，这对于为提高计算精度和效率而进行的网格细划十分有利，该方法已在MSC/ DYTRAN、Press Form 等软件中得到成功的应用，而显式解法主要是为解决非线性问题隐式求解时为保证求解精度需反复迭代，使计算量猛增的问题，目前该方法已成功地应用于LS-DYNA3D 中[12]。另外，随着计算机软硬件的迅速发展，计算速度问题也将逐步得到解决。

到目前为止，二维大体积金属成形过程有限元模拟技术已趋成熟，国内外先后开发了许多商品软件，这些软件多适用于二维问题、伪三维问题及简单三维问题的分析。通过使用弹-塑性-实时响应模型，可确定完整的应力、应变和挠曲变化状况，残余应力也容易被计算。近年来，金属成形工业对三维过程模拟提出了更高更精确的要求。对于处理复杂三维金属塑性成形问题，虽然存在模具型腔几何形状描述、动态边界条件及网格重划等技术难点[5]，随着计算方法的完善和计算机技术的进步，开发出使用便捷且适用范围广的三维有限元程序已成必然。一方面研究提高计算速度的方法，通过计算机技术中多个CPU 可同时运行的并行处理技术和软件编程中的并行处理方法，开发大规模计算问题的并行计算方法，从而大大提高计算效率;另一方面不断完善计算方法，对于影响三维模拟精度的若干技术问题，如初始速度场的生成、摩擦边界条件的处理、刚性区和塑性区的区分、缩减因子的确定、收敛准则的选择和热力耦合等问题，在保证求解精度和效率的前提下，均可采用二维有限元模拟中相关的算法和处理技术。而模具型腔几何形状描述、动态边界条件及网格生成和重划等技术难点与二维模拟相比有较大的区别，这些问题处理的正确与否将直接关系到模拟分析的可靠性和求解效率。因此，人们在不断地寻求解决的方法。Cho等[6]为了解决复杂三维问题，采用考虑热传导的三维热黏塑性有限元模型，将一个无法用解析式描述的任意复杂形状的模具表面，通过Ferguson分片，用一个分片连续的形式给出，将被网格重构的变形体分为表面自适应层和中心区两部分，提出一种基于体适应映射法的三维网格重构技术。所提出的网格重构方法是以产生线性八节点六面体单元为基础的。在表面自适应层上自动产生网格后，中心区通过体适应映射法自动生成网格，并对万向节的热锻过程进行了完整的模拟。此外，在计算机上处理三维金属成形，还需进一步提高模拟的可视化水平，拥有良好的用户界面是非常重要的。随着计算机装载了三维图形处理程序及计算速度和硬件水平的提高，可在前后处理中大量应用可视化技术，用户在二维屏幕上可直接观看物体的三维图形和数据。在金属成形过程模拟中，可通过采用切片技术和镜像显示技术观测物体某一横截面或整个结构的变化情况，点跟踪技术可使用户了解在成形过程中原始材料上任意点的流动情况，同时绘制这些点的过程参数变化曲线图。

2.3单目标优化设计到多目标优化设计渗透 金属材料的成形通常在高温下进行，工件塑性成形是一个复杂的热力学过程，受到应力应变分布不均匀、硬化和再结晶等因素的影响，而工件的形状和尺寸精度及其内部质量和性能决定着产品质量。热处理过程作为材料加工中不可缺少的环节，是一个包含温度、相变、应力/应变相互作用的复杂过程，是一个多机制综合作用的过程。对其进行组织性能预测的数值模拟，首先必须通过大量实验，使模拟技术建立在可靠的试验数据基础上，建立准确的数学模型，将组织场-变形场-温度场三者进行耦合计算，将成形过程与热处理工艺的模拟与质量控制相结合，使模拟结果更准确。由此可作为参考对影响成形过程和热处理工艺的各种工艺参数进行综合优化设计，以适应先进制造技术的要求(高精度、高质量、高效率)。

2.4虚拟制造系统的开发

现代化制造加工业的目的应是适应全球市场需求，目标应是应用CAD/CAE/CAM技术来实现优质、高效、低费用产品生产。为适应现代化制造业中要求柔性化、快捷、低成本及高质量的要求，在生产设计中互相借助彼此硬件和软件技术，把最先进的技术集中起来不失为一种好的解决方法。但这种集成与常规的集成技术不同，它是虚拟的，是一种并行工程思想与先进制造技术的综合体现。它主要包括:

1、敏捷制造(AM):利用“竞争—合作/合同”机制，发挥局部特长;

2、并行工程(CE):实现同步设计、加工、核算和管理;

3、专家系统(ES):实现领域知识和复杂问题的评价和求解;

4、网络技术及先进的管理系统(NT-MS):实现先进集成技术的最快捷的手段。图1 为虚拟系统的结构图。基于虚拟系统的制造业，将是21 世纪市场上一种较好较快实现产品的运营方针，可大大减低新产品开发风险，提高经济效益，最终使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

图 1 虚拟系统的结构图

2.5反向设计技术与专家系统

在某一给定的成形工艺中，最终产品的材料状态和几何形状取决于诸多工艺参数(加载条件、模腔形状、模具润滑条件、初始坯料几何尺寸等)，若考虑某些工艺参数固定不变，则通过对另一些工艺参数的反复模拟和修改，以得到所希望得到的最终产品的材料状态和几何尺寸，成形工艺的设计可认为是对于初始坯料和随后的各预成形坯及模具的设计，但这种反复迭代的方法需要花费大量的计算时间是极不经济的。八十年代中，S.Kobayashi 等系统研究了这一问题，提出了反向模拟技术(Backward Tracing Technique)，即从一给定的最终形态，沿着相反的加载路径，反向模拟实际的工艺过程，该方法为工艺设计开辟了新途径。近十年来，反向模拟技术得到了一定的进展和应用，但始终没取得突破性进展，其主要原因是从最终形态反向模拟时，无法给定初始场量，因此获得的初始毛坯设计在理论上存在缺陷，无法估计设计所带来的误差。近年来，工艺设计与优化的技术取得了新的进展，提出了敏感性分析(Sensitivity Analysis)的反向设计方法(Inverse Method)，该方法将预成形设计和模具设计问题处理为优化问题，用严密的数学公式进行描述，将优化问题的目标函数定义为一组给定设计变量中所希望的最终状态和数值计算状态之间的误差的某种度量，敏感性分析是一种广泛用于计算目标函数梯度的方法，由于所求解的问题高度非线性并具有历史依赖性，因此，最适合应用直接差分法(Direct Differentiation Method)，控制方程直接由敏感性场的场量公式差分得到。该方法已成功地应用于坯料和模具形状的优化设计中。另外，在材料加工领域中，许多设备和工艺问题主要还是利用已经总结出来的经验公式和参数，加上仍存在于专家头脑中的经验知识来解决。在实际生产中，经验知识的运用往往多于数学分析运算，且很有效，因此，如何充分发挥这些知识的作用，充分利用这一资源，具有非常重要的意义。专家系统就是很好的解决方法，它利用知识的显式表示、事实和推理技术，以解决通常需要专家才能解决的问题。一个典型的专家系统包括: 知识获取的装置，收集专家们在该领域的规则和知识，这一装置也包括规则编辑器，允许用户改进现有规则和增加新的规则;存储事实和规则的数据库，该数据库通常可与其它数据库系统结合；一个推理机，以确定如何应用知识规则来解决问题：一个用户界面，以允许非专家的用户使用该系统来解决特殊问题。该方法正广泛应用于材料加工的工艺设计中。

2.6新模拟技术开发

数值分析的巨大成果是有限元方法。但是，当网格高度畸变时，这种以单元作为基本概念的方法却有许多难以处理的问题，主要原因是网格的存在妨碍了处理与原始网格线不一致的不连续性和大变形。在处理这类问题时，有限元法通常采用网格重构，但这样不仅计算费用昂贵，而且会使计算精度受损[13]。为解决上述问题，近年来，一种新的无网格数值方法正在迅速发展。无网格方法将连续体离散为有限数目的质点，位移场函数在没有明显网格的情况下通过这些质点的插值得到，该方法仅采用基于点的近似，而不需要节点的连续信息，不仅避免了繁琐的单元网格生成，而且提供了连续性好、形式灵活的场函数，具有前后处理简单、精度高等方面的优点。在处理弹塑性、裂纹扩展、移动界面、高速碰撞以及具有大变形特征的工业成形问题时具有重要的研究价值和广阔的应用前景。无网格方法以其在场函数近似、局部特征描述等方面特有的优点，越来越受到国内外学者的关注，呈现出强劲的发展势头，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。

3结语

先进制造技术是制造业赖以生存、国民经济得以发展的主体技术，以制造技术为焦点的技术竞争已在全球展开。计算机模拟技术使制造技术走出从前主要依赖于经验的狭小天地，进入全方位预测，力争一次成功的新阶段，从而实现有效的现代工程设计和迅速的新产品开发。随着计算机模拟技术的不断完善发展，它将继网络技术和数据库技术后成为21 世纪材料加工技术的又一技术支撑环境。

参考文献: [1]Aliheimer W E，Shahinpoor M，Stanton S L.Virtual Manufacturing [R].Al bupuerpue，New Mexico.USA，1995.[2]Hatamura Y，Nagao TMitsuishi.A fundamental structure for IM.[J].Procision Engin.，1993，15(4):26662.[4]董湘怀.金属塑性变形中织构演化的计算机模拟[J].塑性工程学报，1998，5(3):8dimensional finite element simulation of a spider hot forging process using a new remeshing scheme [J].Jounal of Materials Processing Technology，2000(99):21919.[7] Shen Shan-fu，Dawason Paul R.(Eds.)Simulation of Materials Processing: Theory，Methods and Applications.Proceedings of the Fifth International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes.New York，1995 [8]胡忠.塑性有限元模拟技术的最新进展.塑性工程学报，1994，1(3): 3～13 [9]胡忠，王志诚，陈国学等.塑性有限元数值模拟的二维及三维网格重划技术.清华大学学报，1996，36(3): 78～83 [10]Dutt weller R E，Griffith W M and Jain S C.Process Modeling-It's History，Current Status，and Future.SAE Technical Paper Series.1991(No : 911138): 357～369 [11]Benedict D K.The Computer Integrated Manufacturing(CIM)of Net Shape Forged Bev el Gears，Journal.of Material Shaping Technology，1989，7: 7～11 [12]Suzuki T.Recent Development of Forging in Japan.International Journal of Machine and Tools Manufacturing，1989，29(1): 5～27 [13]Ar senault R J，Beeler J R Jr.and Ester ling D M.Computer Simulation in Materials Science.ASM International，USA，1988 [14]王建国.基于快速原型技术的快速反馈设计系统研究(博士学位论文)北京.清华大学.1996

第三篇：数控机床应用中CADCAM软件技术分析

【摘要】分析CAD/CAM技术在数控加工过程中的作用，数控机床在现代工业生产中的地位，介绍CAD/CAM技术与数控机床加工结合对传统生产过程的改变及对生产效率提升的意义，以及CAD/CAM软件在数控NC程序生成中前处理和后处理的方法。

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【关键词】数控机床；CAD；CAM；数据转换

1.引言

随着计算机技术的普及，计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）技术已经越来越多地应用在数控加工领域，手工编程以不能满足复杂的曲面零件的程序编制，通过CAD软件进行实体建模、曲面建模，再通过CAM软件进行刀具轨迹处理，完成NC程序编制。

2.数控机床与CAD/CAM

数控技术是机械加工技术，微电子技术、监控检测技术、计算机技术、自动控制技术等多种学科的集成，是一门新兴而又发展十分迅速的高新技术，对机电行业及国民经济的发展具有十分重要的作用。同时，数控技术也是发展自动化技术的基础。以数控技术为核心的数控机床、加工中心是具有代表性的、高水平的机电一体化产品，代表了当今世界自动化技术发展的前沿。

CAD（Computer Aided Design），即计算机辅助设计，在数控加工过程中是一种生产辅助工具。它将计算机高速而精确的运算功能、大容量存储和处理数据的能力，丰富而灵活的图形、文字处理功能与设计者的创造性思维能力、综合分析及逻辑判断能力结合起来，形成一个设计者思想与计算机处理能力紧密配合的系统，大大加快了设计进程。CAD技术包括下列功能：几何建模、参数建模，计算分析、模拟装配，强度分析，仿真与实验、绘图及技术文档生成、工程数据库的管理和共享。

CAM（Computer Aided Manufac

-turing），即计算机辅助制造。CAM概念是指从产品的设计到加工制造的中的一切生产准备活动。应用于数控机床加工中指的是数控程序的编制，包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC程序的生成等。

目前较为主流的CAD/CAM软件主要分为以下几类：

（1）设计软件

近年来随着一些制图软件在工业方面的应用与普及，机械设计过程也发生了革命性的改变，如现在的徒手绘图只出现在前期的轮廓勾勒中，而在产品的设计过程中，尺规作图全部被CAD软件代替。CAD软件也由传统的点、线2D制图发展成为线、面、体的3D制图。传统的设计过程是，设计师根据产品的性能和要求，在人脑中生成空间立体模型，再由设计师徒手绘制成平面图形，准确的表达出零件的结构，出现了以AutoCAD为代表的2D制图软件。而实际设计过程中根据产品的总体性能，修改某一个零件的局部结构和尺寸是常有的事，2D软件就需要重新绘制图形。包括零件的图样，该零件在其他装配图中的图样全部人工修改，工作量很大。2D制图软件只能表达出点、线信息，对零件的面、体信息不能表达，进而要分析零件的面、体信息就要靠其他的计算手段获得，设计师对某一产品的体信息，如质心、惯性矩等不得不需通过计算得到，3D设计软件的出现使得这一计算过程变得非常容易，只需要通过软件分析即可得到，大大提升了设计效率。3D软件最大的优点在于首先将人脑中的立体模型通过实体信息出现在显示器中，直观性非常高，再由用户根据实体模型自动成产不同视角的2D图形，3D软件普遍具有全参数建模功能，在修改设计时3D实体图形与2D工程图形时时关联，使得设计过程的效率发生了质的改变。3D绘图的代表软件有UG、PRO/E、Cimatron、CAXA等。

（2）制造软件

宜城 iyd

通常指CAM软件，是以已有的CAD图形来生成执行语言。执行语言分为ATL语言和NC语言，ATL语言由CAM产生，用来说明刀具轨迹的一种描述性语言，并且可以在CAM软件里逐行进行加工仿真模拟。NC语言是由后处理器产生，是实际输入机床的加工语言。大部分的制造软件也具有建模绘图功能。根据制造对象不同分为二维（点、线信息），二维半（线、面信息）和三维（实体信息）的CAM软件。如：北航海尔的CAXA制造工程师以及MasterCAM，Cimatron，UG、PRO/E等。由制造软件生成标准的NC执行程序，这个过程主要包括设置加工环境，加工工序，生成轨迹文件，及后置处理等。然后将NC执行程序送入机床，机床按照指令自动加工出来。

（3）执行软件

采用不同数控系统的机床在加工时要求的NC执行程序的语言结构不同。比如国产广数系统、华中系统、进口的FANUC系统、SIEMENS系统，其NC语言的指令含义、指令格式不尽相同，这就使得同一零件在不同系统的机床上加工时，其指令程序不同。CAD图形相同、刀具路径相同、ATL程序描述内容相同、NC程序不同，那么要得到不同数控系统的指令程序，就要求有不同的后处理程序来得到适合不同数控系统加工的NC程序。通过R232数据接口或闪存等方式传送到机床存储器上来完成加工。

3.不同软件数据间的文件转换

CAD/CAM软件较多，其应用范围各有不同，所以不同软件间的图形交互也是必须进行的。以常用的设计软件AutoCAD和常用的辅助制造软Master-

CAM软件为例，AutoCAD和MasterCAM两款软件隶属不同的公司，其内核数据库，数据存储类型都不相同，要想用MasterCAM软件直接打开AutoCAD图形来制作NC程序是不行的。那么怎样完成AutoCAD和MasterCAM之间的数据转换，图形共享，优势互补，达到软件间的互相兼容呢？

AutoCAD软件以ACIS（数据格式：*.sat）为开发平台，而Master

-CAM以Parasolid（数据格式：*.X-T）为开发平台，要完成两者之间的数据转换，就必须将图像格式输出成各自能被识别的形式，各软件公司制作设计制造软件时已经考虑到了这个问题，每个软件几乎都有与其他软件的数据转换接口，这些接口就体现在可以进行文件格式转换。这些软件都支持多种文件格式，这样就可以在一种软件中将文件保存或者导出成其他相关软件也支持的文件格式，然后再在相关软件中打开或者导入这个文件中，完成文件共享。然而，这种转换过程也同样按情况的不同要作适当的调整。比如：很多CAM软件都接受dxf文件，但是CAD实体文件若以dxf格式转化到CAM中，CAD实体图形会由实体信息分解成点线信息。在转化过程中可能会有数据的丢失。

4.后置处理文件

后置处理文件是CAM软件特有的一种在NC程序语言生成之前的ATL（刀位运动轨迹信息）文件。因为没有针对某种数控机床的特定的CAM软件，而每个数控机床对指令代码即NC程序语言的格式要求不同，对生成NC程序起决定作用的是CAM软件的后置文件，所以要对不同的数控系统进行不同的后置文件选择，并且根据不同的数控机床的参数对后置处理程序进行适当的调整，以使进入机床的NC程序能够被识别。后置处理实际上是一个文本编辑处理过程，其作用就是将计算出的刀轨（刀位运动轨迹）以规定的标准格式转化为NC程序并输出，此代码再通过接口传输到数控机床的控制器上，由控制器按程序语句驱动机床加工。

5.CAD/CAM的集成软件

不同的CAD软件和CAM软件在进行数据转换时存在数据丢失、参数失效等问题。随着CAD/CAM技术和计算机技术的发展，人们不再满足于这两者的独立发展，从而出现了CAM和CAD的组合，即将两者集成（一体化），这样以适应设计与制造自动化的要求。这种一体化的结合可使在CAD中设计生成的零件信息自动转换成CAM所需要的输入信息，防止了信息数据的丢失。在同一软件中即可实现产品设计、工艺规程设计和产品加工制造的全过程，提高了生产效率，出现了产品生命周期全过程控制工程。因此，在数控加工应用中开发CAD/CAM集成软件可省去中间繁琐的数据转换过程。CAD/CAM集成的关键是信息的交换和共享，如UG、Pro/E等，在集成软件内部是以统一的数据格式直接从CAD系统获取产品几何模型。目前许多三维CAD/CAM软件提供实体设计模块和软件包。我们利用的是UG和Pro/E的实体建模功能，包括零件的几何形状，尺寸和技术要求；然后利用UG或Pro/E特有的CAM软件包，建立起刀具库，完成对产品的工艺参数设定；最后通过软件包的翻译文件将刀具轨迹文件翻译成NC程序。

6.结束语

计算机的发展及软件业的发展，推动着计算机辅助设计软件的不断改进。CAD/CAM技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展，在数控机床上的运用越来越广泛，以PC技术为基础的DNC开放式系统成为软件的发展方向，另外，CAD/CAM技术也在朝着网络化发展，借助PC技术可以方便的实现网络化通讯，可以高效地满足生产的需求。比如在学校的实验室，实验设备的网络共享是极为迫切的，利用网络技术与CAD/CAM技术的结合，建立CAD/CAM设计―代码传输―机床执行―网络监控整条流程的共享，可实现全部师生共用几台甚至一台数控机床，充分利用设备，大大节省了资金和时间。

参考文献

[1]沈建峰.CAD/CAM应用技术[M].中国劳动出版社,2009.[2]古育红.数控铣削加工技术[M].北京理工大学出版社,2007.[3]朱维克,张延.Mastercam应用教程[M].机械工业出版社,2006.转载请注明来源。原文地址：

第四篇：酶处理在果蔬汁加工中的应用

1.豆奶的主要质量问题是什么？如何控制？ 2.酶处理在果蔬汁加工中的应用

3.举例说明稳定剂的作用原理及在果蔬汁饮料中的应用 4.举例说明乳化剂的乳化原理及在豆乳饮料中的应用 2.酶处理在果蔬汁加工中的应用

摘要：多酚氧化酶带来的酶促褐变是水果、蔬菜加工成果蔬汁过程中引起营养价值、外观品质等降低的主要原因之一，直接导致巨大的经济损失。就酶促褐变的机理、条件以及抑制方法作一综述，通过物理、化学以及生物的处理方法可以有效地抑制果蔬汁加工过程中的酶促褐变。

褐变在果蔬汁加工、储藏过程中会经常发生，严重影响商品的外观和营养品质。褐变一般可以分为两类：一类是有酶参与催化多酚类物质氧化的酶促褐变；一类是如美拉德反应、焦糖化作用产生的褐变，称为非酶褐变。果蔬汁加工过程中的褐变主要是由酶引起的酶促褐变，而且以多酚氧化酶引起的酶促褐变最为明显。本文就酶促褐变的机理、条件以及抑制方法作一综述，旨在为果蔬汁加工、储藏过程中酶促褐变的控制提供依据。酶促褐变的机理酶促褐变是果蔬中的多酚类物质在多酚氧化酶的作用下被氧化形成醌及其聚合物的反应过程。一般认为，果蔬的酶促褐变主要是由于果蔬中富含的多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，简称PPO）催化酚类物质的氧化反应引起的。PPO 能催化果蔬中游离酚酸的羟基化反应以及羟基酚到醌的脱氢反应，醌在果蔬体内自身缩合或与细胞内的蛋白质反应，产生褐色色素或黑色素。在果蔬体内，PPO 主要存在于完整的细胞质体和微体中，而PPO 的底物主要存在于液泡中，处于潜伏状态，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚-醌之间保持着动态平衡，不发生酶促褐变。当新鲜的果蔬在加工过程中组织被损伤，氧大量侵入，酶原被激活，酚类物质经酶的催化作用氧化为醌类物质，从而引起褐变反应[1]。酶促褐变的控制2.1 酶促褐变的条件

从酶促褐变的反应机理中可以看出，酶促褐变必须具备4 个条件：①氧的存在；②酶的作用；③含Cu2+辅基的参与；④酶与底物的结合[2]。因此对酶促褐变的抑制就是通过采用物理的、化学的以及生化手段等方法来切断或控制其任何一个环节。

2.2 褐变的控制方法 2.2.1 二氧化硫及亚硫酸盐

二氧化硫及亚硫酸盐对果蔬的酶促褐变的抑制效果很好，而且持续时间长。它们既可以直接作用于酶本身，降低对单酚和二酚类的催化反应活性，又可与反应中生成的醌类物质结合形成无色物质。同时，亚硫酸还有漂白和抑制微生物生长的作用[3]。虽然二氧化硫和亚硫酸盐对果蔬中的褐变有高效的抑制作用，但是亚硫酸盐用于食品中会对人的健康产生影响，已经被限制使用，所以人们都致力于研究亚硫酸盐的替代品。2.2.2 抗坏血酸

抗坏血酸是近年来食品工业中应用最多的褐变抑制剂，它在酶反应体系中的作用是相当复杂的。它既是还原剂可以还原醌类物质，而且还可以作为铜离子的螯合剂，通过-OH 与多酚氧化酶的辅基Cu2+螯和，也可以直接被多酚氧化酶氧化，起到竞争性抑制作用。抗坏血酸的添加量十分关键，添加量过少，不仅不能抑制褐变，反而易与

氨基酸反应促进羰氨反应造成非酶褐变；添加量过多，成品在贮存期间，特别是在较高温度下，由于氧化后所形成的酮化合物与氨化合物发生非酶促褐变反应，从而加剧成品的变色[4]。近年来对抗坏血酸和其他抑制剂联合使用效果的研究比较多。2.2.3 L-半胱氨酸

L-半胱氨酸也是一种强效抑制剂，其抑制褐变的机制归纳起来为：一是醌类物质能与半胱氨酸形成无色的复合物，阻止了醌类物质聚合而不能形成的色素物质；二是半胱氨酸可通过与PPO活性位点的铜离子不可逆结合而抑制酶活性，或者替代PPO 活性位点的组氨酸残基；三是半胱氨酸并非阻止PPO 氧化酚类，而是阻止酚类的聚合[5]。但是L-半胱氨酸会产生令人不愉快的气味，破坏产品风味，所以近年来致力于研究L-半胱氨酸与其他抑制剂联合使用的效果。2.2.4 曲酸

曲酸及其衍生物对酪氨酸酶（或称多酚氧化酶PPO）有强烈抑制作用，20μg/ml 浓度的曲酸就可抑制不同来源的酪氨酸酶的70%~80%的活力。另外曲酸具有抗氧化性，它的酚羟基可以被还原；它还可与Fe、Cu、Mn 等金属离子发生螯合反应。刘波[6]发现曲酸在苹果汁褐变中的抑制率可以达到70%~80%。2.2.5 酸化剂

引起酶促褐变最适宜的pH 范围在4~7 之间。降低介质中的pH，可以控制酚酶的活性，抑制其催化作用。一般通过添加酸控制pH 在3 以下，酚酶的活性就几乎可以完全丧失。常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸及其它有机酸混合溶液。2.2.6 4-乙基间苯二酚（4-HR）

4-己基间苯二酚（4-HR）是一种新型抗氧化剂，是酪氨酸酶的有效抑制剂，其化学稳定性相当好，安全性高，对酚酶抑制力强，已被推荐用于防治果蔬产品的酶促褐变，具有良好的应用前景。Luo等报道，0.005% 4-己基间苯二酚（4-HR）对苹果片的褐变已有明显的抑制作用[7]。谢绍萍等报道，当4HR 添加量≥0.1%时，对香蕉浆液的护色有较好的效果[8]。4-己基间苯二酚也被证实能够有效地抑制蘑菇、鲜切梨、马铃薯的酶促褐变。2.2.7 复合抑制剂

近年来研究最多的就是各种褐变抑制剂的联合作用，许多报导都显示了复合抑制剂的效果远好于单一抑制剂。H.Ozoglu 等报道了0.49mM 的抗坏血酸、0.42mM 的L-半胱氨酸和0.05mM 的肉桂酸的抑制剂组合在苹果汁中的褐变抑制效果远好于单一抑制剂的效果[9]。2.2.8 杜仲叶提取物

杜仲作为一味中药，在我国应用很广泛。杜仲叶也有很好的保健效果，如镇静、镇痛、降压、抗炎等作用。Min-Kyung Lee 等报导了杜仲叶提取物在许多果蔬汁中都有很好的抑制褐变的效果，而且耐酸耐碱，是一种很好的褐变抑制剂[10]。杜仲 叶提取物抑制褐变的机理还未明确，实验中杜仲叶提取物经过透析以后褐变抑制效果大大降低，表明其中抑制褐变的主要成分应该是一些小分子物质。2.2.9 洋葱提取物

洋葱作为一种蔬菜在我国食用也很广泛，具有抗氧化、降血糖、杀菌、抗癌等保健效果。Mi-Jeong Kim 等报导了洋葱提取液在梨果汁中具有不错的抑制效果[11]。但是洋葱的褐变抑制机理还不明确。洋葱中含有微量元素硒，是一种很强的抗氧化剂，除此外还含有L-半胱氨酸和类黄酮物质，洋葱提取物中的这些成分可能是褐变抑制效果的主要成分。但是洋葱提取物有强烈的刺激气味，用于果汁中会对风味造成很大的影响。2.2.10 桑树皮和桑树枝提取物

中药中的桑白皮具有降血糖、利尿、抗人艾滋病毒、降血压、抗菌等作用。李海涛等报导了桑白皮和桑树枝条提取物在浑浊苹果汁中具有很好的抑制效果[12]。从桑白皮中分离提取的桑皮苷A和氧化白藜芦醇也具有很好的抑制褐变效果，很可能是桑白皮和桑树枝条提取物抑制褐变的主要成分。但是桑白皮和桑树枝条提取物的褐变抑制 机理还不明确。展望

控制果蔬汁在加工、储藏过程中的酶促褐变，提高果蔬汁产品的营养价值和外观品质是人们长期关注的问题。目前，人们已经从原料选择、酶活性和酶促反应的抑制、反应产物的改变、氧气的控制等多方面入手，找到了多种控制果蔬汁中酶促褐变的有效方法。但是因为果蔬中的PPO 具有特异性，根据果蔬品种的不同，各种褐变抑制剂的抑制效果也不尽相同，都存在着一定的局限性。同时，由于过氧化物也会引起酶促褐变，还应结合过氧化物引起的酶促褐变以及非酶褐变一同加以研究，才能找到控制果蔬汁褐变的理想方法。

第五篇：特种印刷技术在包装加工中的应用

特种印刷技术在包装加工中的应用

2009-7-8 特种印刷技术在包装加工中的应用—

一、烫印技术全息烫印技术是目前在世界范围内被认证了的较为安全和成功的防伪手段之一，全息烫印工艺大批量应用全息图，烫印在承印物上的全息图非常薄，与承印物融为一体，与其上的印刷图案和色彩交相辉映，可以获得很好的视觉效果。根据烫印工艺的不同，全息烫印大致可分为3种类型，即低速全息烫印、快速乱版全息烫印和高速定位全息烫印。其中高速定位全息烫印技术要求最高、防伪力度最大，需要保证在较高的生产效率下，将全息图完整、准确地烫印在指定的位置上，定位精度不低于±0.25mm。全息定位烫印采用相应的防伪图案，工艺特殊，其通过使用全息定位探头，对电化铝进行精确控制，烫金质量高，已在世界范围内得到共识。由于全息电化铝制造比较困难，生产厂家较少，工艺复杂，所以成本较高。

冷烫金技术是一种全新的烫金工艺，不需要使用加热后的金属银版，而是将粘合剂直接涂在装饰的图文上，使电化铝附着在印刷品表面上。冷烫金通常采用圆压圆的方式加工形成，烫金速度快，但烫金表面效果和牢固度差，所以印刷品还需要上光或覆膜加工。冷烫金工艺成本低，节省能源，生产效率高。目前市场上有的烟厂取消了烟包条盒的纸包装，改用彩膜替代条盒包烟以降低包装成本。使用冷烫金技术，可以在纸张和薄膜上做出类似热烫金的效果，增加烟包的吸引力。

先烫后印是 和烟标设计的新创意。先烫后印是先在白卡纸上烫印银箔，再在烫印银箔的表面上印刷图文，是一种大面积的烫印技术。这种加工方法通常采用圆压平或圆压圆烫金机，烫印时压力为线接触方式，在大面积烫印时，不像平压平烫印时会出现气泡，烫印表面非常平整，同时，满版烫印不会增加机器的负荷。

立体烫金是利用腐蚀或雕刻技术将烫金和凹凸的图文制作一个上下配合的阴模和阳模，实现烫金和压凹凸一次完成的工艺过程。这种工艺同时完成烫金和压凹凸，减少了加工工序套印不准所产生的废品，提高了生产效率和产品质量。立体烫金常采用分辨率很高的烫金压凸材料，在不同的角度观看图文可呈现出不同的颜色，实现了理想的防复制和防伪造的功能。将图文细微层次进行遮盖，避免了文件被篡改和伪造。立体烫金可以采用平压平、圆压平和圆压圆烫金模切机，烫金使用腐蚀紫铜版或雕刻黄铜版。腐蚀紫铜版用于平面烫金，使用寿命短，一般为10万次，而雕刻黄铜版的使用寿命可以达到100万次，适用于长版活，而且烫金质量好。

二、雕刻凹版技术

先进的雕刻凹版制版和印刷技术印制完成的印刷品，纹线墨层厚实，颜色厚重，在纸面上凸出的线纹有一定的光泽，部分图案特别凸起的效果，使用触觉这种传统的感觉方式是很容易鉴别凸起的凹印图纹的，简单地用指尖触摸图纹即可确认其手感。同时，它的明显的凸起、厚重鲜明的颜色以及精细的连续线纹，都会给人的视觉造成一种与众不同的感觉。

就是这些普通胶印无法复制的外观效果体现了其防伪价值之所在。雕刻凹印不仅是安全防卫的一种传统技术，还是如磁性、红外吸收等机读特征有效的、可靠的载体。

三、新型 技术

具有墨层厚、图文层次丰富、立体感强、承印材料广等特点，在高档烟酒，食品包装纸盒方面的应用逐步增加。使用UV丝网油墨，在烟盒上印刷磨砂、折光、冰花、皱纹等效果，极大地刺激了消费者的购买欲望。但由于平压平方式印刷速度低、油墨固化速度慢、印刷质量难以控制、印刷材料消耗大，无法满足香烟纸盒规模、批量生产的需要。采用高速轮转 生产线，印刷速度快、生产率高、印品质量稳定、消耗低，改变了传统平压平手动供纸、供墨方式，适合高速自动、大规模批量生产精美折叠纸盒。

卷筒纸轮转 使用镍金属圆丝网印版、内置刮墨刀和自动供墨系统，刮墨刀将印刷油墨从圆丝网版上转移到由压印滚筒支撑的承印物表面。整个印刷过程从进纸、供墨、印色套准，UV干燥等均由电脑全自动控制。圆形丝网印版电铸成型，其网孔呈六角形丝形孔，整个网面平整匀薄，确保印迹的稳定性和精密性。因此，卷筒纸轮转 既能满足印刷磨砂、冰花等特殊效果的要求，又能联机烫印全息防伪标识、压凸、模切成型，易于实现高速自动印刷纸盒。由于圆压圆烫印、模切是线接触，模切时线压力要比平压平的面接触压力小得多，从而设备功率小，平稳性好。由于是连续滚动模切，生产效率高，最大模切速度可达350米/分钟，圆压圆模切机配有高精度的套准装置及模切相位调整装置，可获得相当高的模切精度。

四、特种光泽印刷

特种光泽印刷是近年来包装印刷界较流行的新型印刷技术。特种光泽印刷工艺目前主要有金属光泽印刷、珠光印刷、珍珠光泽印刷、折光印刷、可变光泽印刷、激光全息虹膜印刷、结晶体光泽印刷、仿金属蚀刻印刷和哑光印刷等。其中金属光泽印刷是采用铝箔类金属复合纸，着以较透明的油墨，在印品上形成特殊金属光泽效果。珠光印刷是在印品表面首先着以银浆，再着以极透明的油墨，银光闪光体透过墨层折射出一种珠光效果。珍珠光泽印刷是采用掺入云母颗粒的油墨印刷，使印品产生一种类似珍珠、贝类的光泽效果。折光印刷是采用折光版通过一定压力将图文压印在印品上产生光折射的独特效果。哑光印刷是采用哑光油墨印刷或普通油墨印后再覆以消光膜，可产出朦胧的弱光泽特色，因此也有较安全的防伪作用。

五、防伪油墨印刷

防伪油墨印刷是防伪技术最为重要的技术分支之一，这类防伪技术的特点是实施简单、成本低、隐蔽性好、色彩鲜艳、检验方便（甚至手温可改变颜色）、重现性强，是各国纸币、票证和商标的首选防伪技术。但使用油墨技术合理地应于防伪包装并取得理想的防伪效果需要考虑的因素很多，包括印刷方式的选择、印刷机的选用、被印件的加工处理、油墨基料的使用等，对企业技术水平要求很高。

六、多色串印

多色串印也称串色印刷，一般多采用凸版印刷机印刷，根据印品要求，在墨槽里放置隔板后，再在不同隔版里分别放入多种色相的油墨。在串墨辊的串动作用下，使相邻部份的油墨混合后再传至印版上。采用这种印刷工艺，可以一次印上多种色彩，并且中间过渡柔和。由于从印品上很难看出墨槽隔板的放置距离，故也能起到一定的防伪作用。在大面积的底纹印刷上采用这种工艺时，其防伪作用更为突出。

七、磁性模切滚筒技术

传统烟包的圆压圆模切方式使用的是一体式模切刀，当活件的模切尺寸或图案改变后，印刷厂需要重新定制整个模切滚筒。

工厂不仅要投入大量的资金去购买各种刀辊，而且刀辊存储也要占用不少的场地空间及人力物力。而采用新的磁性模切滚筒技术，则避免了上述情况的发生。磁性模切滚筒技术，底辊为带磁性的钢辊，能重复使用，模切钢刀皮安装很方便，可以像贴胶带一样被吸附在磁性底辊上。若两批活件的模切重复周长相同，换活时只需要重新更换模切刀皮即可，不用更换模切底辊，而模切刀皮比模切滚筒便宜得多，使用这种技术，企业可以节约相当的成本。

特种印刷技术在包装产品印后加工中的发展趋势，除了各种特种印刷工艺组合之外，也包括机器设备等硬件条件的改善，总体而言，当前特种印刷技术在包装产品印后加工中的应用具有如下的特点，而这些特点也是未来的发展趋势。

八、多工艺组合

柔印、凹印、各有不同的印刷适用范围，在层次表现、实地印刷和特种效果的油墨使用等方面各有千秋。一些包装印刷企业将多种印刷方式灵活的结合在一起，并根据不同产品形成了独特的工艺方法。

丝网的网滚筒制版材料分编织网和电镀金属网两种。编织网的网滚筒适用于对品质要求不高，生产批量不是特别大的产品，也可用于打白底等工艺。金属网采用整体式电镀镍网焊接而成，传墨性能比较好，印刷速度比编织网快50％左右，但制版成本相对较高。这种方式适用于对品质要求高，生产批量大的产品。凹印的上墨量大，在印刷如大实地等墨色要求厚实的印品时效果非常好，在印刷有颗粒的金属油墨方面也强于柔印、胶印。另外，如灵活应用全息烫印技术，可以做到先烫、后印、再烫，使用连线全息（定位）转移，配合全息定位烫，组成定位转移＋定位印刷＋定位烫＋定位印等工艺，极大地提高了防伪特性，形成新的防伪工艺。

九、生产联机自动化

目前，由于包装产品的印后工艺较为复杂，特别是在采用某些组合工艺，如联机切大张、联机烫印、上光、模切压痕、压凸、清废、联机复合、分切时，加工步骤更是繁琐。为了解决这种问题，印刷设备供应商也在不断的改进，目前，最新型的设备都具有联机自动化生产的特点，这也是未来包装印刷及印后加工设备的发展趋势之一。如博士特公司生产的柔性版/凹版印刷机可以实现联线或独立压凹凸、压痕和模切、清废多种功能，一次完成印刷、模切、压痕等工序，模切精度高，机器性能稳定，具有高效率、高质量、高产量、低成本的优点。而欧米特十色无齿传动Varyflex520柔印生产线，在采用了组合工艺方面，可以配置可互换位置的丝印和凹印单元。凹印单元完全由电机直接驱动，模块式的设计使其可以与其它柔印单元互换位置。丝网单元，既可以使用编织网，也可以使用镍网滚筒，并且既可以配合UV油墨的大功率热风干燥系统，同时也可以使用溶剂型油墨。此外，在欧米特无轴传动机型上，可实现置于任意位置的全息定位烫，速度可达70-90米/分钟，这样联机速度可以满足工业生产的要求。