Проект упаковки для пищевой промышленности (стр. 8 из 13)
· отсутствие запаха;
· отсутствие пожелтения;
· высокая скорость обработки;
· высокая гладкость поверхности;
· возможность разбавления и смывки водой.
4.4 Штанцевание
Выберем тип и марку штанцевальной машины: выбираем автоматический плоскоштанцевальный пресс фирмы BOBST SA – SP 104-ER [3]:
· формат листа: мин. – 400х350 мм, макс. – 1040х740 мм;
· бумага/картон: 80 – 2400 г/м2;
· высота гофрированного слоя: до 4 мм;
· усилие высечки макс.: 250 т.;
· производительность: 8000 лист./час.
4.5 Раскладка на лист
Теперь необходимо выбрать формат листов картона. При выборе нужно руководствоваться следующими требованиями [2]:
· размеры и конструктивные особенности развёртки упаковки;
· размер форматов листов картона, перерабатываемых основным технологическим оборудованием;
· максимальное значение функции КИМ.
Обычно при выборе формата главным показателем является КИМ, но в данном случае развёртка упаковки не является экономичной и КИМ равен 82 %.
КИМ=ΣSрз/Sф
ΣSрз – суммарная площадь раскроев индивидуальных заготовок упаковки, размещённых на оптимизируемом формате листа;
Sф – общая площадь формата листа.
КИМ=609*335/720*1040=81,7 %
Позиционирование является сложной технической задачей. Позиционирование определяет качество выполнения основных технологических процессов: печати и штанцевания. При позиционировании следует предусматривать возможность равномерного распределения давления по площади листа в процессах печати и штанцевания. От позиционирования зависят механические свойства упаковки. Развёртки упаковки необходимо ориентировать относительно машинного направления картона. Оно определяет ось максимальной жёсткости [2].
Раскладка на лист представлена на рис. 4. 4. При раскладке на лист мы учли машинное направление листа картона. Расположив развёртку таким образом, чтобы максимальная жёсткость была оправдана конструкцией. Также мы учли особенности основного технологического оборудования по передней кромке листа, по боковым и задней кромкам – область захвата оставлено достаточно места.
Рис. 4.4 Раскладка на лист
4.6 Расчёт необходимого количества картона
По заданию необходимо выпустить 3500 штук новогодней упаковки. Для этого мы должны знать количество картона необходимого для выпуска заданного количества продукции. Расход материала удобнее выражать в единицах веса [2]:
Р=S*q
S – площадь листов картона заданного формата, необходимого для производства заданного количества упаковок;
q – масса 1 м2 картона.
К=N/n
К – количество листов картона заданного формата, необходимого для производства заданного количества упаковок;
N – общее количество упаковки;
n – количество раскроев на 1 листе.
К=3500/3=1167 листов
S=1167*720*1040=873849600 мм2=873,8496 м2
Р=873,8496*240=209723,904 г =209,72 кг
Таким образом, для производства 3500 штук упаковки необходимо 209,72 кг картона форматом 720х1040 мм.
4.7 Проектирование и расчёт оснастки
4.7.1 Расчёт необходимого количества печатных форм
Тиражестойкость монометаллических офсетных печатных форм – 120-150 тыс. оттисков. По заданию нужно получить 1167 оттисков. То есть, нужна одна форма, так как красочность равна 4, то по 1 форме на каждую краску. Общее количество форм равно 4.
Также необходима 1 форма для выборочного лакирования. Используем форму высокой печати или формную пластину со снятым копировальным слоем для нанесения лака на отдельные участки оттиска.
4.7.2 Проектирование штанцевального штампа
Штанцевание является комбинированным совмещённым технологическим процессом. Он включает комплекс операций, определяющих форму, геометрические размеры и конструктивные особенности упаковки из картона: высечку контура развёртки, биговку линий сгиба на развёртке, нанесение перфорации, надрезку и рицовку. В зависимости от конструкции получаемой упаковки в штанцевание могут входить не все перечисленные операции, а лишь необходимые. Различные операции оказывают взаимное влияние друг на друга, а конструктивные особенности комбинированных штанцевальных форм определяют технологические возможности изготовления того или иного вида упаковки, а также технико-экономические показатели. Для изготовления штанц-форм необходима следующая информация:
· Комплект графических материалов: технологический чертеж развертки упаковки в плоскости с указанием типов линий (рез, биговка, перфорация и т.п.);
· файлы в требуемых форматах векторной графики (желательно в масштабе 1:1). Необходимо указать, что изображено в файле - вид на печатный лист («лицо печати») или на рабочую сторону штампа («лицо штампа»);
· тип (бумага, картон, гофрокартон и т.п.) и толщина материала упаковки (для подбора высоты и толщины биговальных линеек);
· тип и особенности контрштампа;
· габариты штампа (основы) и/или величин отступа от краёв фанеры до ближайших линеек;
· тип и марку штанцевальной машины,
· комплектность поставки:
- штанцевальный штамп;
- контрштамп;
- оснастка для удаления отходов;
- оснастка для разделения заготовок.
· при использовании перфорационных и специальных линеек,
дополнительную информацию по этим линейкам (например, шаг
перфорации (длина реза и пробела) в мм или пунктах (pt) и т.п.).
Выполняют штанцевание на тигельных и роторных штанцевальных машинах [2].
· Комплект графических материалов можно посмотреть на рис. 3.1, 3.2.Тип и все параметры используемого картона приведены в пункте 3.1.
На основе исходных данных была спроектирована штанцевальная форма для новогодней упаковки, она представлена на рис. 4.5.
Рис. 4.5 Проект штанц-формы для новогодней упаковки
4.7.3 Расчёт весовой балансировки штанцевального штампа
Штамп должен быть сбалансирован относительно двух осей X и Y, для этого сумма моментов должна быть равна нулю [1]:
ΣМx=0
ΣМy=0
Проводим две оси симметрии X и Y. Ставим знаки «+» и «-» произвольно по обе стороны осей симметрии
За силу принимаем вес ножа Р длиной L, точкой приложения является середина ножа.
Высоту высекальных ножей берём равной 23,8 мм, а высоту биговальных ножей – 23,4 мм.(толщина 1,05 мм).
Здесь использованы режущие ножи VICING MM с односторонней заточкой высотой 23,8 мм, их параметры:
· жёсткость - 44 HRC;
· толщина 2 pt;
· изгибаемость - R = 0.2, a=110о.
Биговальные ножи типа RLNor с высотой равной 23,4 мм, толщиной – 2 pt.
При таких данных вес 100 погонных метров равен 13 кГ и 10 кГ соответственно. Способом пропорции рассчитываем вес всех, используемых ножей [2]:
Рij=(Lij*Р)/100
ΣМx=Р1-2*ОХ1+ Р5-6*ОХ2 + Р3-4*ОХ3+ Р3-3а-4-4а*ОХ4+ Р2-27*ОХ5 + Р4-28*ОХ5’+
Р4-32*ОХ6+ Р31-32*ОХ7+Р2-29*ОХ8+ Р6-30*ОХ9+ Р29-30*ОХ10+ Р27-28*ОХ11+
Р23-24*ОХ12+ Р25-26*ОХ13+2* Р7-8*ОХ14+ 2*Р9-10*ОХ15+ 2*Р15-16*ОХ16+
2*Р17-18*ОХ17 - Р1-3*ОХ18- Р43-44*ОХ19 –Р45-46*ОХ20- Р3-46*ОХ21 -
Р41-42*ОХ22- Р1-33*ОХ23- Р5-34*ОХ24 - Р33-34*ОХ25 - Р33-35*ОХ26 -
Р34-36*ОХ27-Р37-38*ОХ28-Р39-40*ОХ29- Р57-59*ОХ30- Р59-60*ОХ31- Р60-61*ОХ32-
Р61-62*ОХ33- Р62-63*ОХ34-Р58-63*ОХ35 – Р64*ОХ36- Р65*ОХ37 -
Р58-66*ОХ38- Р51-52*ОХ39 –Р48-50*ОХ40-2*(Р51-51а*ОХ41 – Р44-44а*ОХ42-
Рд1*ОХ43- Р47-48*ОХ44 – Р48-57*ОХ45 –Р53-54*ОХ46- Р57-67*ОХ47- Р53-69*ОХ48-
Р71-73*ОХ49- Р75-77*ОХ49- Р76-77*ОХ50) +4*(Р81-82*ОХ51+ Р83-84*ОХ52+
Р104-105*ОХ53+Р102-103*ОХ54+ Р84-85*ОХ55+ Р86-105*ОХ56 + Р97-102*ОХ57+
Р98-101*ОХ58 +Р86-87*ОХ59+ Р96-97*ОХ60 + Р88-89*ОХ61+ Р87-90*ОХ62+ Р90-91*ОХ63 +
Р92-93*ОХ64 –Р96-109*ОХ65+ Р110-111*ОХ67+Р94-95*ОХ68+Р112-113*ОХ69+
Р81-83*ОХ70+ Р84-105*ОХ71+ Р84-105*ОХ72+ Р103-104*ОХ73+
Р101-102*ОХ74+Р100-101*ОХ75 + Р84-106*ОХ76+ Р102-105*ОХ77 + Р107-108*ОХ78+
Р82-86*ОХ79 +Р86-97*ОХ80+ Р97-98*ОХ81 +Р98-99*ОХ82+ Р87-88*ОХ83+ Р87-96*ОХ84 +
Р95-96*ОХ85 +Р89-90*ОХ86+ Р90-93*ОХ87+Р93-94*ОХ88+ Р91-92*ОХ89)+ Р197-198*ОХ90
ΣМx=3*[0,286+0,22+0,22+0,31+0,40+0,19+0,28+0,50+0,27+0,07+0,06+0,013+
0,035+0,0078+0,03+0,019+0,019+0,0019+0,017+0,043+0,043+0,198+0,41+0,41+
0,039+0,15+0,024+0,22+0,13+0,27+0,009+0,021+0,0031+0,0036+0,018+0,018+
0,017+2*(0,012+0,0063+0,079+0,021+0,065+0,00034+0,19+0,16+0,14+0,049+
+0,031)+4*(0,13+0,092+0,30+0,10+0,076+0,11+0,08+0,09+0,064+0,017+0,074+
0,034+0,088+0,041+0,035+0,036+0,037+0,043+0,077+0,030+0,058+0,040+0,09)]
=19,293 кГ*см
Выбираем произвольную координату Xk= 32
Pk= ΣМx/Xk
Pk=19,293/32=0,6029 кГ
Теперь определим длину компенсационного ножа L:
L= (Pk*l)/P
L=0,6029*100/13=4,638 м
Так как штанц-форма меньше по размеру, то следует поставить 6 ножей по 773 мм.