Способы раскроя натуральных и искусственных кож.

Раскрой материалов может осуществляться следующими способами.

Механическими: вырубание, штамповка, катковый, резания подвижным ножом, валковый, гидроструей высокого давления.

Термофизическими: лучом лазера, высокотемпературной плазмой; электроискровой.

Термомеханическими: электротермический, ТВЧ, ультразвуковой, газопламенный.

 

В обувной и кожгалантерейной промышленности для раскроя деталей широко применяют прессы отечествен­ного и иностранного производства. На предприятиях от­расли эксплуатируются следующие электромеханические и электрогидравлические прессы отечественного произ­водства: ПВ-10, ПВГ-8, ПВГ-8-1-0, ПВГ-8-2-0, ПКП-10, ПКП-16 — для вырубания деталей верха; для вырубания деталей низа— НПЕ, ПВ-38, ПВГ-18-2-0, ПВГ-1300-0, ПВГ-18-1600; для вырубания деталей из многослойных настилов ткани и искусственных обувных материалов -ПТГ-12-О, ПОТГ-20, ПОТГ-40, ПТК-25 и др.

Известные прессы иностранного производства:

Германия— модели 2071, 2072, 6011, 6020 фирмы Schon, модели 555, 556, 559, 562, 564, 572 фирмы Sandt, моде­ли 199-110 фирмы Albeco.

США — модели F-63H, G-59H, F-63M фирмы Hudson, модели DVRS-R6 фирмы USMC.

Англия — модели С фирмы BUSMC.

Италия — модели G-888, G-999S.

 

Классификация вырубочных прессов осуществляется по следующим признакам:

- по компановке:

прессы консольного типа с поворотным ударником;

траверсные прессы, с вертикальным перемещением траверсы;

траверсные прессы с отводным ударником;

траверсные прессы с отводной траверсой.

- по усилию вырубания:

легкие (усилие вырубаниея до 8 т);

средние (усилие вырубания до 18 т);

тяжелые (усилие вырубания более 18 т).

- по виду привода:

с электромеханическим приводом;

с гидравлическим приводом.

- по степени автоматизации:

неавтоматизированные с ручным управление и подачей заготовки вручную;

прессы-автоматы.

Ниже рассмотрены по конструктивному устройству и принципу действия два пресса, как наиболее характер­ные для вырубания деталей верха и низа обуви, так и наиболее употребительные в отечественном обувном про­изводстве.

 

Детали верха обуви вырубают на электрогидравлических прессах ПВГ-8, ПВГ-8-1-0, ПВГ-8-2-0, ПКП-10, ПКП-16. В качестве рабочего органа все прессы имеют консольно закрепленный поворотный ударник.

Пресс ПВГ-8 более прост по конструкции, но необходимость поворота ударника вручную при каждом цикле вырубания делает условия работы более тяжелыми и снижает его производительность. В прессах ПВГ-8-1-0, ПВГ-8-2-0, ПКП-10, ПКП-16 ударник поворачивается автоматически. Положение ударника пресса ПВГ-8 по высоте изменяется вручную, в то время как в прессах ПВГ-8-1-0, ПВГ-8-2-0, ПКП-10, ПКП-16 этот процесс автоматизирован.

Пресс ПКП-16 имеет аналогичную с прессом ПКП-16 конструкцию, но отличается большими габаритами и усилием прорубания. Пресс ПКП-16 предназначен для вырубания крупногабаритных деталей верха обуви из кожи.

Основными узлами и механизмами пресса являются (см. рис.): станина, механизм вырубания, механизм поворота ударника, механизм регулировки положения ударника по высоте, гидропривод и электроаппаратура.

Пресс ПВГ-18-2-О. Предназначен для вырубания де­талей низа обуви из натуральной кожи, резины, текстиль­ных и искусственных материалов острыми резаками на алюминиевой плите с изолирующей пленкой; на неметал­лической плите и колоде. При вырубке на стальной пли­те лезвие резака затупляется до 0,2-0,3 мм.

Пресс (рис.) состоит из станины, механизма верх­ней траверсы, гидропривода, электрооборудования и блока защиты рук человека. Отечественные прессы ПВГ-18-0, ПВГ-18-1-0, ПВГ-18-2-0 и другие различаются между со­бой только шириной рабочего прохода, ходом траверсы и габаритными размерами, а также некоторыми другими элементами не принципиального характера.

 

Прессы ПОТГ-2О и ПОТГ-40 с отводной траверсой предназначены для вырубания деталей из многослойных настилов текстильных и ис­кусственных материалов с применением одиночных, комбинированных или набора резаков. Прессы используются на обувных и кожгалантерейных фабриках.

Детали из многослойных настилов текстильных и искусственных материалов вырубают одиночными, ком­бинированными и наборными резаками. Прессы комп­лектуют устройствами, подающими настил в зону выру­бания.

Конструктивно прессы типа ПОТГ выполнены по еди­ной схеме и имеют ряд унифицированных сборочных еди­ниц и деталей. Прессы — электрогидравлические, с руч­ным включением, отводной траверсой, одноударного дей­ствия.

Работа на прессах осуществляется в следующей после­довательности. После подачи (автоматически) настила в зону вырубания на него устанавливают резак. Нажатием обеими руками одновременно на две кнопки, располо­женные на панели пресса, включают траверсу на рабо­чий ход. При нажатии на одну из кнопок пресс не вклю­чается. Рабочий цикл происходит автоматически. Сна­чала траверса перемещается в зону вырубания, затем быстро опускается, прорубает материал, после чего под­нимается и возвращается в исходное положение. Руки рабочего остаются на кнопках включения до момента прорубания материала. При освобождении одной из кно­пок рабочий цикл прерывается и траверса возвращается в исходное положение. Вырубленные детали убирают, резак вновь устанавливают на материал, и цикл повто­ряется.

 

Резаки и вырубочные плиты …

Силовые факторы и нагрузочные кривые процесса вырубания.

Определим силы, действующие на резак с одинарной внешней заточкой режущей кромки (рис. 3.6, а). Сила вырубания Рв уравновешивается силой Q сопротивления материала разрушению лезвием резака, слагаемыми нормальных реакций N1 и N2 ма­териала на грани резака и сил трения F1 и F2 материала о грани:

(4.6)

где µ₁ и µ₂ — коэффициенты трения материала о грани резака.

Для силы q, действующей на 1 см режущей кромки резака, получим σ_В = q/b, где σ_В — временное сопротивление материала разрушению лезвием резака, b —величина затупления режущей кромки. Следовательно, Q = qL = ЬL σ_В, где L — периметр ре­жущей кромки резака.

 

 

Рис. 3.6. Силовые факторы процесса вырубания.

a) схемы сил, действующих на резак; б) схемы зон деформации материала; в) эпюра силы Р_в.

 

 

 

На практике для приближенного определения усилия выруба­ния пресса пользуются выражением

P_в = q L k₁ k₂ k₃, (4.7)

где q — удельная погонная нагрузка; k ₁ — коэффициент, учиты­вающий степень затупления резака (k ₁ = 1,1 … 1,8 при α = 10° … 30°); k ₂ — коэффициент, учитывающий радиус закругления режущей кромки (k ₂ = 1,0 … 3,5 при b = 0,1 … 0,5 мм); k ₃ – коэффициент, учитывающий скорость нарастания нагрузки (k ₃ = 1 + µ v, где µ = 0,1 … 0,4, v – скорость перемещения резака).

 

На рис. 3.7. показаны нагрузочные кривые процесса вырубания применительно к процессу раскроя на плитах малой жесткости (рис. 3.7. а) и высокой жесткости (рис. 3.7. б).

3.7. Нагрузочные кривые процесса вырубания

К вырубочным плитам малой жесткости относятся пластмас­совые и деревянные плиты, а также колоды из спецкартона. В этом случае под вырубочную плиту или под плиту ударника (траверсы) упругие амортизаторы обычно не устанавливают. Нагрузочная кривая Р = f (х) при вырубании на плитах малой жесткости приведена на рис. 3.7, а. В соответствии с графиком Р = f (x) имеем

где Δ_х1 —сумма зазоров в кинематических парах механизма вырубания (до 1,5 мм); Х_хх — холостой ход вниз; h — -толщина вырубаемой детали; х₃ = х₃’ + x₃’’+ х₃’’’ — ход на заглубление режущей кромки резака в вырубочную плиту (здесь х'₃ — заглуб­ление в вырубочную плиту для полученя чистого среза (от 0,5 до 0,8 мм); х"₃ — заглубление из-за непараллельности рабочих плоскостей ударника и вырубочной плиты (до 1,5 мм); х₃’’’ — заглубление из-за разной высоты резака; Δх₂ —упругая дефор­мация звеньев механизма вырубания.

При правильной настройке пресса P_d1 < P_b1.

При вырубании на плитах большой жесткости (металличе­ские - чугунные, чугунные со стальными накладками или алю­миниевые с изолирующей пленкой) под вырубочную плиту или под плиту ударника (траверсы) устанавливают упругие аморти­заторы, обычно резиновые прокладки. Нагрузочная кривая Р = f(х) в этом случае показана на рис. 3.7, б, для которой Н₂ = Δ_x1 + Х_хх’ + ΔX_з’ + h + ΔX_з + ΔX₂’’, где ΔX₃’ + Δ_З’’ — деформация амортизатора.

Вырубание на плитах большой жесткости рекомендуется при повышенных требованиях к точности деталей и чистоте среза. Процесс такого вырубания характеризуется увеличенным ходом ударника (траверсы), так как H₂ > H₁ и большими нагрузками на пресс. При любой настройке пресса Р_d2 > Р_b2- Увеличение жесткости амортизатора приводит к возрастанию максимального усилия вырубания.

Обеспечение безопасности работы на прессах.

Схема зашиты рук рабочего представлена на рис.3.8.

Рис. 3.8. Электрическая схема защиты рук рабочего на прессе ПВГ-8-2-О

При работе рабочий 7 стоит на подставке 8 (внешнем электроде; и держит резак 3 за изолированную часть 2. Резак 3 снабжен гибкими контактами 4 (пружинками), которые касаются верхней плиты 1. На внешний элект­род 8 через ограничительное сопротивление 6 подается напряжение с регулятора чувствительности 5, расположенного на прессе. Ограничитель­ное сопротивление 5,1 мОм обеспечивает безопасную работу при случайном поврежде­нии изоляции подставки. Внешний электрод последовательно связан с педалью 9 для увеличения надежности работы схемы защи­ты. Когда рабочий касается опасных (оголенных) частей резака, возникает небольшой безопасный емкостный ток по це­пи: внешний электрод - ограничительное сопротивление руки человека-резак-гиб­кий контакт-верхняя плита-вход прибора. При этом контактами реле прибора ППЗР разрывается электрическая цепь в схеме управления прессом. Пресс отключается, верхняя траверса поднимается.

Правильность работы системы защиты рук проверяется следующим образом:

включить пресс - горит сигнальная лампочка ПС;

повернуть ручку регулятора чувствительности 5 (см. рис. 3.8), рас­положенного в блоке настройки пресса, против часовой стрелки до упора;

стоя на подставке, левой рукой прикоснуться к плите верхней тра­версы, а правой плавно повернуть ручку регулятора чувствительности до отключения сигнальной лампочки. После этого, касаясь несколько раз плиты, следует убедиться в четкости срабатывания системы защи­ты рук.

 

Современные конструктивные модификации производственных машин и агрегатов для раскроя материалов.

Автоматизированная установка «Джет-100»для рас­кроя материалов струей воды. Выпускается совмест­ным предприятием фирм «Балкан» (США) и «Сераль» (Франция).

Принцип раскроя заключается в образовании высоко­скоростной струи воды, которая производит эрозионное отделение частей материала. Вода подается под давлени­ем до 400 МПа через небольшое отверстие, при этом об­разуется тонкая (с диаметром до 0,1 мм) режущая струя воды. Ее скорость до 1000 м/с.

Основными преимуществами установки перед уста­новками для традиционных методов раскроя являются сокращение потерь материала, ликвидация дорогосто­ящего инструмента и отходов, увеличение скорости ре­зания, совершенствование организации труда и конт­роля качества.

Установка предназначена для раскроя текстильных, искусственных, синтетических и пенистых материалов, поливинилхлорида (ПВХ), синтетического каучука и др. С помощью дополнительной системы FOCOM можно рас­краивать и натуральные кожи.

Установка состоит из стола для водоструйного рас­кроя размером 1,5x1,5 м, системы подачи струи воды, управляющего компьютера и программного обеспечения.

Стол для раскроя представляет собой ленточный кон­вейер с пролетным краном. На кране смонтирован рабо­чий блок для раскроя струей воды. Управление его дви­жением в трех плоскостях осуществляется компьютером.

Пролетный кран перемещается по оси X (в горизон­тальной плоскости) по двум рельсам, жестко прикреп­ленным к верхней части суппорта. Режущий блок пере­мещается по направляющим пролетного крана по оси Y (в той же плоскости) с помощью сервоприводов. При пе­ремещении по оси Z (ровно 100 мм) устанавливают по высоте режущий блок, если необходимо обеспечить одно­временный раскрой нескольких слоев материала. Стол оборудован конвейером для загрузки материала и раз­грузки деталей. Разгрузка деталей производится одно­временно с раскроем следующего листа материала, сводя к минимуму время простоя.

Система подачи струи воды имеет следующие основ­ные компоненты: усилитель для создания предельно вы­сокого давления, сопло для формирования тонкой высо­коскоростной струи, приемный резервуар для воды.

Усилитель представляет собой плунжерный насос с воз­вратно-поступательным ходом поршня и гидравлическим приводом. Масло поочередно подается с каждой стороны большого поршня 2 (рис.3.9), обеспечивая его возвратно-поступательное движение. Масло подается насосом 8 пере­менного объема с компенсацией давления. Возвратно-по­ступательное движение поршня обеспечивается системой золотников 7. Перемещение большого поршня приводит в действие высоконапорные плунжеры 1 небольшого диа­метра, которые, в свою очередь, воздействуют на воду в малых напорных цилиндрах. Путем изменения давления масла в большом поршне имеется возможность регулиро­вать высоконапорный выход воды от минимального значе­ния до максимального, на которое рассчитана вся систе­ма. Через фильтр 6 подается вода на усилитель с входным давлением 0,8—1,2 МПа. Фильтр препятствует проника­нию небольших примесей и инородных частиц, которые могут повредить или сократить срок действия сальников насоса, обратных клапанов 5 и других элементов усилите­ля. Второй фильтр 4 в технологической линии находится после накопителя 3 и предназначен для защиты от засоре­ния сопла. Этот фильтр улавливает любые частицы, про­шедшие через усилитель или образовавшиеся в самом уси­лителе в результате повреждения или износа сальников.

Сопло, как правило, изготовляют из сапфира. Оно имеет отверстие диаметром от 0,1 до 0,35 мм. Сапфир запрес­сован в мягкую латунь, которая удерживается во вкла­дыше из нержавеющей стали. Срок работы клапана со­пла составляет до 200 ч, а замену ее производят менее чем за 1 мин.

С помощью программного обеспечения производится оптимизация скорости раскроя по отношению к задан­ным параметрам.

 

Рис. 3.9. Принципиальная схема установки "Джет-100"

Установка ЛУРМ-1600 для раскроя материалов. Предназначена для раскроя лучом лазера искусствен­ных кож и пленочных материалов, подаваемых из руло­нов, на детали обуви. Раскрой программируется на пер­фоленте.

Установка состоит из лазера непрерывного действия, раскройной машины, устройства числового программно­го управления (ЧПУ), пневмо- и электрооборудования.