Теоретические основы резания материалов

 

Резание материалов используется на различных участках швейного производства, однако наиболее распространен этот вид работ в раскройном производстве (рис. 156).

.

 

Рис. 156. Классификация способов резания текстильных материалов

 

Большинство традиционных способов являются универсальными, т.е. приемлемыми для вырезания деталей различной конфигурации и размеров из различных по волокнистому составу материалов без смены режущего инструмента. Однако технология раскроя, основанная на этих способах, включает ряд дополнительных операций (изготовление лекал, выполнение раскладок, обмеловка, настилание и т.п.), использует много ручного труда и не обеспечивает высокой точности кроя. Автоматизация процесса раскроя в таком случае затруднена. Нетрадиционные методы дают возможность автоматизировать процесс раскроя, но при смене материала, раскладки и т.п. необходимо менять настройку или сам инструмент.

Основными факторами, определяющими характер и результаты механического способа резания, являются:

- физико-механические свойства материала;

- форма режущего инструмента;

- характер взаимного перемещения ножа и инструмента.

Наиболее распространено резание материалов ножом, т.е. стальной пластиной, заточенной в форме клина. Чем меньше угол заточки ножа, тем больше чистота реза. Однако при малом угле заточки нож быстро тупится, деформируется. Оптимальный угол заточки – 15÷20°.

Разрушение материала происходит под определенным углом резания, который может быть равен углу заточки ножа или меньше его. Наименьший угол резания, который можно получить на определенном оборудовании, определяет качество кроя (среза), надежность и производительность оборудования.

Резание материалов ножницами

При резании материалов ножницами материал зажимается между двумя режущими лезвиями (рис. 157)

.

Рис. 157. Схема резания материалов методом ножниц

 

Угол раствора ножниц зависит от толщины материала, так как

,	(3.26)
.	(3.27)

Усилие Р, прикладываемое к одному из лезвий ножниц, можно разложить на составляющие: Р _сд – сила, вызывающая сдвиг материалов, и Р _р – усилие резания материала.

.

(3.28)

При увеличении Н возрастает Р _сд и качество резания ухудшается.

Электрические ножницы имеют один неподвижный нож, а второй – совершающий вращательные движения. Высота настила – 3÷5 полотен. Выпускают их фирмы «Паннония» Венгрия, «Бульмер» Германия и др.

 

Резание материалов ножом

Резание происходит при движении только режущего инструмента (ножа), материал при этом остается неподвижным.

Нож входит в материал перпендикулярно линии резания (рис. 158).

Рис. 158. Схема резания материалов методом ножа: R – сила сопротивления смятию материала; N – сопротивление раздвиганию разрезаемого материала; fR и fN – силы трения

 

Следовательно, усилие резания Р зависит от состояния режущего инструмента и свойств материала.

Для уменьшения угла резания подачу ножа на материал можно осуществлять под углом к линии разрезания. Тогда

(3.29)

Угол не превышает 30÷40°, так как дальнейшее увеличение его вызывает появление силы сдвига, смещающей материал относительно лезвия ножа и искажение размеров вырезаемых деталей.

Резание материалов методом ножа применяют для прорубания отверстий петель, входа в карман при обработке его на полуавтомате, обрезания концов полотен в настиле.

 

Вырубание

Вырубание – разновидность метода ножа, когда режущий инструмент движется перпендикулярно материалу. Способ последовательно-параллельный. Вырубание осуществляется резаком сразу по контуру одной или нескольких деталей (рис. 159).

Сопротивление материала разрубу, а следовательно, и усилие резания (разруба) зависит от физико-механических свойств материалов, конфигурации и площади деталей, состояния режущих граней инструментов, скорости разруба и других факторов.

 

Настил сначала сжимается, причем утонение может дости-гать 70 % высоты настила, а за-тем уже происходит разрушение материала. Поскольку при сжатии материал деформируется по обе стороны от резака, то верхние де-тали имеют несколько большие размеры, чем нижние.

Значительная величина уси-лия вырубания вызывает также потерю прочности материала, по-этому важно найти оптимальные условия вырубания: высоту настила, угол заточки ножа, усилие Р.

Способ эффективен при больших выпусках изделий стабильной фор-мы и размеров при стабильной ширине материалов (корсетные изделия, рукавицы, головные уборы и т.д.).

Разновидности этого способа – катковый и валичный. Отпадает необходимость выполнения настилов: материал в один слой прижимается валиками к плите с закрепленными на ней резаками или же пропускается между двумя вращающимися валами – ножевым и прижимным.

 

Резание материалов пилением

Основной признак способа – одновременное движение ножа в двух чаще всего взаимно перпендикулярных направлениях или же одновременное движение ножа и материала (рис. 160).

Угол резания при этом всегда меньше угла заточки ножа.

Если нож движется одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях, то общая скорость

. (3.30)

Если, двигаясь только горизонтально, за какое-то время t точка А, расположенная на лезвии ножа, прошла путь АА₁ , то

 

(3.31)

 

Из прямоугольного треугольника АА₁В

(3.32)

Если же, кроме горизонтального движения со скоростью V_г, нож совершает вертикальное движение со скоростью V_B, то при разрезании материала за то же время t точка А пройдет путь

.

(3.33)

Из равнобедренного треугольника АВ₂В₃ следует, что угол резания определится из соотношения

.

(3.34)

Из подобия треугольников АА₁В₁ и АА₂ В₃ следует, что

А 1 В 1 = А 2 В 3.

(3.35)

Тогда

.

(3.36)

Поскольку всегда меньше 1, то < .

Работа, совершаемая при разрезании пилением

(3.37)

Если бы нож двигался только горизонтально, то

.

(3.38)

Так как работа одинакова, то

(3.39)

Усилие резания при пилении Р _п всегда меньше, чем при разрезании ножом Р _г.

Раскройные машины, основанные на методе пиления, бывают двух типов

- передвижные (с прямым и дисковым ножом);

- стационарные (с ленточным ножом).

В передвижных машинах с прямым (вертикальным) ножом нож совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости с амплитудой 25÷30 мм. Такие машины целесообразно использовать при раскрое пальтовых и костюмных тканей, которые обладают высокими коэффициентами трения и сцепления, поэтому не происходит разрыхления настила при движении ножа вверх.

В передвижных машинах с дисковым ножом он вращается с постоянной окружной скоростью 9÷10 м/с против часовой стрелки, что обеспечивает сжатие полотен и препятствует их сдвигу. Высокая скорость движения ножа обеспечивает небольшой угол резания и чистоту срезов деталей. Они используются для разрезания материалов, имеющих низкие коэффициенты трения и сцепления.

Основной недостаток машин с дисковым ножом – неточность размеров деталей. На рисунке 161 представлена схема резания материалов дисковым ножом.

Рис. 161. Схема резания материалов дисковым ножом

При разрезании рабочий может следить только за правильностью перемещения ножа по линиям, нанесенным на верхнем полотне настила. Если линия прямая, то нижнее полотно будет разрезаться с некоторым отставанием по времени по сравнению с верхним (l). Величина l зависит от высоты настила h. Если резание происходит по криволинейному контуру или нужно сделать поворот ножа, то размеры верхних и нижних деталей будут отличаться. Поэтому важно знать оптимальную высоту настила, при которой размеры деталей будут иметь допустимые по техническим условиям отклонения. Из треугольника БОС

(3.40)

где z – глубина погружения ножа в платформу машины, мм.

Величины r и k для определенного типа машин постоянны.

При резании материала по кривой линии радиусом R движение точек А и Б будет происходить по разным траекториям. Величина отклонения зависит от l и l¹.

(3.41)

Значение l зависит от положения точки А, т.е. от h:

,	(3.42)
,	(3.43)
,	(3.44)
,	(3.45)
l,	(3.46)
	(3.47)
.	(3.48)

Таким образом, зная параметры инструмента Z, r, α, можно рассчитать каждый из трех параметров , , , предварительно задаваясь двумя из них.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Савостицкий, А.В. Технология швейных изделий [Текст]: учебник для вузов / А.В. Савостицкий, Е.Х. Мелихов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 440 с.

2. Лабораторный практикум по технологии швейных изделий [Текст]: учеб. пособие для вузов / под ред. Е.Х. Меликова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Легпромбытиздат, 1988. – 272 с.

3. Кокеткин, П.П. Промышленная технология одежды [Текст]: справочник / П.П. Кокеткин, Т.Н. Кочегура, В.И. Барышникова. – М.: Легпромбытиздат, 1988. – 640 с.

4. Кокеткин, П.П. Одежда: технология – техника, процессы – качество [Текст]: справочник / П.П. Кокеткин. – М.: Изд-во МГУДТ, 2001. –560 с.

 

Дополнительная литература

5. Серова, Т.М. Современные формы и методы проектирования швейного производства [Текст]: учеб. пособие для вузов и сузов / Т.М. Серова, А.И. Афанасьева [и др.]. – М.: МГУДТ, 2004. – 288 с.: ил.

6. Мурыгин, В.Е. Основы функционирования технологических процессов швейного производства [Текст]: учеб. пособие для вузов / В.Е. Мурыгин, Е.А. Чаленко. – М.: Компания спутник +, 2001. – 299 с.

7. Назарова, А.И. Технология швейных изделий по индивидуальным заказам [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.И. Назарова, И.А. Куликова, А.В. Савостицкий. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Легпромбытиздат, 1986. – 336 с.

8. Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93 [Текст]: Классы 83–98 / Госстандарт России. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 472 с.

9. ГОСТ 22977-89. Детали швейных изделий. Термины и определения [Текст]. – Введ. 1991 – 01. – 01. – М.: Изд-во стандартов, 1900. – 18 с.

10. ГОСТ 17037-85. Изделия швейные и трикотажные. Термины и определения [Текст] / Швейные изделия бытового назначения: сб. – Введ. 1987 – 01. – 07. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – С. 9–21.

11. ГОСТ 20521-75. Технология швейного производства. Термины и определения [Текст]. – Введ. 1976 – 01. – 01. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 10 с.

12. ГОСТ 12807-2003. Изделия швейные. Классификация стежков, строчек и швов [Текст]. – Введ. 2006 – 01-01. – М.: Стандартинформ, 2005. – 114 с.

13. Ганулич, А.А. Роботизированная технология швейных изделий [Текст] / А.А. Ганулич. – М.: Легпромбытиздат, 1990. – 185 с.

14. Кузьмичёв, В.Е. Промышленные швейные машины [Текст]: справочник / В.Е. Кузьмичёв, Н.Т. Панина. – М.: В зеркале, 2001. – 252 с.

15. Франц, В.Я. Оборудование швейного производства [Текст]: учебник / В.Я. Франц. – М.: Академия, 2002. – 448 с.

16. Мотейл, В. Машины и оборудование в швейном производстве: Машины для технической подготовки производства, раскроя, соединения, тепловой обработки [Текст] / В. Мотейл; пер. с чешского. – М.: Легпромбытиздат, 1988. – 168 с.

17. Кокеткин, П.П. Пооперационная машинно-автоматизированная тех-нология одежды [Текст] / П.П. Кокеткин.– М.: Изд-во МГУДТ, 2003. – 232 с.

18. Основы технологии изготовления швейных изделий [Текст]: курс лекций / МГУДТ. – М., 2001. – 76 с.

19. Козлов, В.П. Основы интенсификации швейных процессов [Текст] / В.П. Козлов. – М.: Легпромбытиздат, 1988. – 168 с.

20. Методы обработки швейных изделий [Текст]: курс лекций. Ч. 1 / М-во образования РФ; Моск. гос. ун-т дизайна и технологии. – М.: [Б. и.], 2002. – 52 с.

21. Методы обработки швейных изделий [Текст]: курс лекций. Ч. 2 / М-во образования РФ; Моск. гос. ун-т дизайна и технологии. – М.: [Б. и.], 2002. – 127 с.

22. Третьякова, Л.И. Методы обработки швейных изделий [Текст]: практикум / Л.И. Третьякова, Е.П. Турчинская. – Киев, 1988. – 185 с.

23. Основы промышленной технологии поузловой обработки верхней одежды [Текст] / Т.И. Куликова, А.А. Досова, К.Г. Гущина [и др]. –М.: Легкая индустрия, 1976. – 560 с.

24. Гуров, В.Э. Организация производства высококачественных мужских костюмов (Опыт работы МПТШО «Большевичка») [Текст] / В.Э. Гуров, О.В. Исаева, Б.С. Сакулин. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 176 с.

25. ГОСТ Р ИСО 3635-99. Одежда: размеры. Определения, обозначения и требования к измерению [Электронный ресурс]. Госстандарт РФ. – Введ. 2001 – 01. – 01. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 1,38 Мб.

26. ГОСТ 25294-2003. Одежда верхняя пальтово-костюмного ассортимента [Текст]: Общие технические условия: Межгос. стандарт. Межгос. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС). – Введ. 2006 – 01. – 01. – М.: Стандартинформ, 2005. – 8 с.

27. ГОСТ 25295-2003. Одежда верхняя платьево-блузочного ассортимента [Текст]: Общие технические условия: Межгос. стандарт. Межгос. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС). – Введ. 2006 – 01. – 01. – М.: Стандартинформ, 2005. – 6 с.

28. ГОСТ 25296-91. Изделия швейные бельевые [Текст]: Общие технические условия. Госстандарт России. – Введ. 2001 – 01. – 01. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 24 с.

29. Терская, Л.А. Технология раскроя и пошива меховой одежды [Текст]: учеб. пособие для вузов / Л.А. Терская. – М.: Академия, 2004. – 272 с.

30. Бекмурзаев, Л.А. Технология одежды из кожи [Текст]: учеб. пособие для вузов / Л.А. Бекмурзаев, В.Ф. Водорезова, Е.И. Шайкевич. – М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2004. – 144 с.

31. ГОСТ 12566-88. Изделия швейные бытового назначения [Текст]: Определение сортности: Межгос. стандарт. – Введ. 1990 – 01. – 01. – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 14 с.

32. ГОСТ 10581-91. Изделия швейные [Текст]: маркировка, упаковка, транспортирование и хранение: Межгос. стандарт. – Введ. 1993 – 01. –01. – М.: Стандартинформ, 2005. – 16 с.

33. ГОСТ 23948-80. Изделия швейные [Электронный ресурс]: Правила приемки: Межгос. стандарт. – Введ. 1981 – 01. – 01. – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 102 Кб.

34. Подготовительное и раскройное производство [Текст]: учеб. пособие для вузов / М-во образования РФ; Моск. гос. ун-т дизайна и технологии. – М.: [Б.и.], 2002. – 60 с.

35. Скатерной, В.А. Оптимизация раскроя материалов в легкой промышленности [Текст] / В.А. Скатерной. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 144 с.

36. Попандопуло, В.Н. Анализ экономичности моделей одежды [Текст] / В.Н. Попандопуло. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 96 с.

37. Подолякин, В.И. Автоматизированный комплекс рационального использования материалов на швейном предприятии [Текст] / В.И. Подолякин. – М.: Легпромбытиздат, 1987. – 152 с.

Конспект лекций обсужден и рекомендован к внутривузовскому изданию на заседании кафедры «Технология швейных изделий и материаловедение», протокол № 9 от 01.06.07. Согласовано на заседании НМСС 260901, протокол № 6 от 23.06.07.

 

Ответственный за выпуск Н.В. Ковбасюк

Редакторы: М.И. Товпинец

Технический редактор Е.Г. Воротникова

 

 

ИД № 06457 от 19.12.01 г. Издательство ЮРГУЭС.

Подписано в печать 23.01.2008 г.

Формат бумаги 60х84/16. Усл. печ. л. 10,6. Тираж 166 экз. Заказ № 15.

 

ПЛД № 65-175 от 05.11.99 г.

Типография Издательства ЮРГУЭС.

346500, г. Шахты, Ростовская обл., ул. Шевченко, 147