[发明专利]激光裁断工程胎橡胶钢丝帘布的方法

说明书

技术领域

本发明属于激光裁断领域，它具体涉及一种使用激光技术裁断子午线工程胎橡胶钢丝帘布的方法。

背景技术

子午线轮胎是由米其林公司首次于1946年发明，其名因结构而得名，胎体材料(帘子线层)呈径向排列，垂直于轮胎行驶方向，类似于经纬线，因此形象的将其称为子午线轮胎。子午线轮胎胎冠结构和胎体结构是不同的，胎体具有良好的减震、散热、操控等性能；胎冠的结构比较强壮，抗冲击能力、稳定性能等比较好。由于子午线轮胎的各种优势，随之带来的是大型工程胎子午化在我国的快速发展。工程胎橡胶钢丝帘布切割是橡胶工业中非常重要的一环，15度至75度带束层橡胶钢丝帘布裁断是轮胎制作流水线中关键技术，用于轮胎中各种规格带束层半制品的生产，裁断系统用来连续的将橡胶钢丝帘布裁断成一定宽度和角度的带束层条，经拼接后，然后包边胶、卷曲成料，供下道工序。这就对轮胎生产中橡胶钢丝帘布的裁断技术提出了新的要求。目前国内用于裁切橡胶钢丝帘布的裁断方式主要沿用机械剪刀式裁断方式。但现有的裁断机的机械剪刀式裁切厚度≤4mm，而且受到剪刀式裁切的技术限制，裁切边缘非常不平整，对橡胶材料损耗较大，当帘布厚度超过4mm则不能实现裁切，极大的限制了高规格橡胶产品的发展。长期停留在机械剪刀式裁切的技术工艺上已明显不能适应现代橡胶工业的现状。

如何设计一种可以利用现有先进的裁断技术的裁断工程胎橡胶钢丝帘布的方法是摆在科技技术人员面前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种激光裁断工程胎橡胶钢丝帘布的方法，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：在现有的橡胶钢丝帘布的流水线基础上，合理使用激光切割的特性，对橡胶钢丝帘布料进行裁断切割。激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或气化，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。特点：速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，切割后板材变形小，切缝窄(0.1mm～0.3mm)；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，操作非常简易，可以对幅面很大的整板切割，经济省时。激光可切割的材料很多，包括有机玻璃、木板、塑料等非金属板材，以及不锈钢、碳钢、合金钢、铝板等多种金属材料。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割裁断技术的重要应用领域。目前应用激光裁切非常广泛，但用于裁切橡胶或橡胶与钢丝复合料则尚无先例。鉴于激光裁切的成熟性和广泛性，为弥补厚的橡胶钢丝帘布用机械裁刀不能裁切的现状，本发明利用激光裁断的优越性，结合现有的钢丝帘布裁断技术，实现使用激光束对橡胶钢丝帘布进行裁断。激光束及透镜选择的基本参数如下：

激光束波长为10.6μm；

激光束功率：0.03—3kW；

激光裁断选择透镜直径为1.5＂，焦长为5.0＂。

在本方法中，采用氮气作为辅助气体，高压对激光束切割后的断面风干，将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以裁断供料帘布厚度突破原有不能超过4mm的局限，能实现裁断4-10mm的钢丝帘布橡胶料，而且裁切角度为15°—90°，裁切速度最高可到4米/分钟，裁断断面平整且实现了快速、精度高的裁断加工。

具体实施方式

本发明是对现有比较成熟的激光裁断技术在橡胶钢丝帘布裁断领域的创新应用，实现使用激光束进行裁断。本发明使用的激光器为基模的轴快流二氧化碳激光器，辅助气体选用氮气，辅助气体压力为500kPa以上来防止残渣及粘性物质留回切割边缘，当材料的厚度增加或切割速度降低，则气体的压力相对减小。

激光束及透镜选择的基本参数如下：

激光束波长为10.6μm；

激光束功率：0.03—3kW；

激光裁断选择透镜直径为1.5＂，焦长为5.0＂。

本发明的工作操作程序如下：

辅助气体选择及压力设定；

开启切割辅助气体气瓶阀；

开启激光气体，打开激光器装气瓶的控制阀，并确保控制阀的压力设置正确；

启动水冷却器；

检查压缩机，确保管中的湿气已经抽干并且供给压力正确的设置为700kPa；

启动激光器；

清理激光的安全系统确保激光安全系统上没有任何东西；