Кожи, картон, резины, ткани и другие материалы раскраивают на детали в основном на прессах специальными резаками, которые имеют форму и размеры соответствующих деталей. В обувном производстве для вырубания деталей применяют одно-ударные эксцентриковые прессы ВПБ, ПВ-10, ПВ-17, 06004/Р1 (Чехия), НПД, НПЕ-30, ПВ-38, 06005/РЗ, М9-6 (ГДР) и другие с механическим приводом. Между этими прессами имеются конструктивные различия, но принцип работы их одинаков.
Наряду с указанными прессами для раскроя деталей верха и низа обуви используются специальные прессы с гидравлическими и гидромеханическими приводами. В частности, для раскроя деталей верха применяют электрогидравлический пресс ПВГ-8, для вырубания деталей низа —ПВГ-18-0 и деталей из настилов текстильных материалов — ПТГ-14-0.
По сравнению с механическими эти прессы обладают рядом преимуществ: широким диапазоном регулирования хода ударника и давления на резак, возможностью применения резаков различной высоты, легкостью и безопасностью управления, бесшумностью в работе, большей производительностью труда.
При вырубании деталей на прессах материал кладут на опорную плиту, устанавливают резак, опускают на него ударную плиту пресса и вдавливают острие резака в материал. При опускании резака, имеющего в сечении форму клина, поверхность материала слегка прогибается, образуя впадину под лезвием. При этом область распространения деформации зависит от структуры и свойств материала, режима резания и инструмента. По мере погружения резака деформация материала увеличивается, прямые линии, нанесенные на боковую поверхность материала, становятся кривыми. Когда смятие и растяжение достигают предельной величины, поверхностный слой начинает разрушаться, резак проникает в материал. Более глубокое погружение резака в материал сопровождается затягиванием слоев, прилегающих к граням резака, в направлении его перемещения. При этом слои материала, прилегающие к граням резака, затягиваются вниз и отодвигаются в сторону, что вызывает их спрессовывание и уплотнение. При дальнейшем погружении резака нижний слой материала разрывается или растягивается.
Резак с углом заострения а, внедряясь в материал на глубину при вырубании, преодолевает сопротивление трех видов: сопротивление материала смятию лезвием резака, сопротивление материала раздвиганию клином и сопротивление трения возникающего вследствие скольжения резака по материалу.
Нагрузка распределяется неравномерно между наклонной и вертикальной гранями резака. Основная часть нагрузки передается на наклонную грань резака, о чем свидетельствуют блестящие оттиски на стороне материала, прилегающей к плите. Блестящие оттиски располагаются эквидистантно контуру резака.
Опытами установлено, что с увеличением угла заострения резака а ширина b блестящей полоски увеличивается.
При резании кожи для низа обуви винтового метода крепления при углах заострения резака 18°36 и 30°22 ширина полоски соответственно составляет 2,2—3,0 и 3,2—3,5 мм.
Из-за неравномерного нагружения граней резака направление результирующей силы резания не совпадает с плоскостью резания. Установить каждую составляющую вертикальную и горизонтальную, а следовательно, и результирующую силу очень трудно, но дает возможность выявить факторы, влияющие на силы резания и точность обработки материала.
При дальнейшем погружении резака в материал наступает такой момент, когда расклинивающая сила, приложенная к неперерезанной части, достаточно велика, чтобы разорвать ее. Если же условия резания таковы, что нижний слой материала не разрывается, то он удлиняется. В обоих случаях, когда резание доходит до нижней точки нагрузка уменьшается по мере погружения резака в материал.
Величина угла заострения резака сильно влияет на сопротивление материала резанию. Когда резак погружается в материал, последний раздвигается резаком, что значительно деформирует материал без его разрушения. С увеличением угла заострения и толщины материала возрастает деформация, а следовательно, сопротивление раздвиганию материала. По данным И. И. Капустина, увеличение угла заострения с 10 до 30° повышает сопротивление резанию в 1,8 раза. При малой толщине и большой волокнистости материала угол заострения резака незначительно влияет на процесс резания. Чтобы уменьшить сопротивление резанию толстых и жестких материалов, угол заострения должен быть как можно меньше. Но при уменьшении угла заострения снижаются стойкость и долговечность лезвия резака и затрудняется вытаскивание его из материала и колоды, вследствие чего повышается утомляемость и снижается производительность рабочего.
Влияние величины угла заострения резака на вытаскивание его из материала объясняется следующим образом. Наклонная грань резака испытывает со стороны материала нормальную силу, вертикальная составляющая которой стремится вытолкнуть резак вверх. На наклонной грани резака под действием силы возникает сила трения, вертикальная составляющая которой препятствует выталкиванию резака. Сила трения на выталкивание резака не влияет, так как вырубленная деталь поднимается вместе из материала после вырубания, но, с другой стороны, снижается чистота краев деталей при разрубе кож для низа обуви.
При раздвигании резаком волокон возникают горизонтальные силы, которые растягивают материал, а, достигнув определенной величины, разрывают еще не разрезанные лезвием волокна. При большем угле заострения силы, разрывающие материал, появляются раньше, чем при меньшем угле, и, следовательно, край детали получается менее чистым. Кроме того, после вырубания материал теряет часть деформации, которую он получил от горизонтальной силы вследствие его упругости, поэтому срез получается не вертикальным. Для получения вертикального среза детали В. И. Толочко рекомендует при разрубе кож для низа обуви применять резаки с двусторонней заточкой. Соотношение внутреннего угла заточки к наружному должно быть I : 3. При применении резака с двусторонней заточкой, как показали исследования, получается вертикальный срез, так как горизонтальная сила равна нулю, следовательно, результирующая сила резания действует в плоскости резания. Это дает возможность уменьшить припуск на обработку детали, т. е. экономить дорогостоящие материалы.
На силу резания значительно влияет степень затупления лезвия резака. Исследованиями К. М. Платунова, И. И. Капустина и других установлена линейная зависимость силы резания от степени затупления резака. При изменении затупления резака 0,1—0,5 мм сила резания увеличивается в 3—3,5 раза, поэтому очень важно сохранять лезвия резаков острыми и своевременно их затачивать.
При продвижении резака возникает трение его поверхностей о материал. Коэффициент трения зависит от вида трущихся поверхностей и свойств материала. Влияние трения особенно сильно проявляется при разрубе толстых жестких материалов, а также многослойных настилов материалов.
При разрубе многослойного настила ткани резак вначале сжимает (уплотняет) ее слои (до 75% от общей высоты настила). После предельного сдавливания материала резаком начинается процесс резания. После начала процесса рост сил резания прекращается. Это объясняется отсутствием связи между слоями. После начала резания многослойного настила обувной нитрнскожи—Т рост сил не прекращается, что свидетельствует об интенсивном сопротивлении материала раздвиганию резаком и о возникновении трения резака о материал.
Особенно отчетливо проявляется роль трения при резании нескольких слоев картона. Сила, необходимая для прорезания верхнего слоя материала, тем выше, чем больше общее число слоев, так как эта сила частично расходуется на преодоление сопротивления материала уплотнению. Нижние стой в зависимости от жесткости материала прорезаются при незначительно сниженной силе (материал—ткань) или при незначительно увеличенной (материал—обувная ннтроискожа—Т, картон).
Скорость резания имеет определенное влияние на сопротивление резанию: чем она выше, тем больше сопротивление упруговязкого материала разрушению. Однако при скорости вырубания 0,1-0,3 м/с силы резания изменяются очень мало. Следовательно, можно применять скоростные режимы вырубания на прессах существующих конструкций без усиления деталей прессов, создающих нагрузку.
Резаки для вырубания деталей из кожи изготовляют из стали У7 или У8 (ГОСТ 1435—54) специального профиля. Лезвия резаков рекомендуется подвергать термической обработке до твердости 45ч-55 R.
Режущие кромки лезвий резаков затачивают так, чтобы угол заострения составил 30—32°.
Резаки для вырубания деталей верха обуви и деталей кожгалантерейных изделий имеют высоту 22 или 32 мм.
В зависимости от материала вырубочной подушки — основания, на котором производится вырубание, применяют резаки трех типов:
однолезвийные с острой режущей кромкой — при вырубании на подушках из древесины, картона или пластиков;
однолезвийные с притуплённой режущей кромкой, имеющей фаску шириной 0,2—0,3 мм, — при вырубании на металлической подушке
с обязательным использованием резинотканевого амортизатора на ударнике пресса;
двухлезвийные с двумя притуплёнными режущими кромками шириной 0,2—0,3 мм для вырубания парных (правой и левой) деталей —при вырубании на металлической подушке с обязательным применением резинотканевого амортизатора на ударнике пресса, защищенного стальной накладкой толщиной 3—5 мм.
Детали верха обуви вырубают в настоящее время также и тонкостенными резаками, изготовляемыми методом холодной гибки из тонкой полосовой стали различной высоты и толщины, предварительно термически обработанной и заточенной. Резаки обрабатывают на специальных станках с набором пуансонов различной формы.
Резаки для вырубания деталей верха обуви и кожаных деталей кожгалантерейных изделий иногда имеют дополнительные устройства или приспособления, позволяющие одновременно с вырубанием намечать контрольные точки, линии строчек, декоративного тиснения, надсекать края деталей и др.
Резаки для вырубания деталей верха, подкладки, межподкладки обуви и кожгалантерейных изделий из многослойных настилов тканей и искусственных материалов изготовляют высотой 34 или 48 мм. Для уменьшения деформации и сдвига слоев материала рекомендуется снабжать резаки прессующими подпружиненными выбрасывателями.
Резаки для вырубания деталей низа обуви из кожи, резины, обувной нитроискожи—Т, картона, а также деталей кожгалантерейных изделий из шорно-седельной кожи и искусственных материалов изготовляют высотой 48 или 98 мм. Резаки высотой 98 мм имеют развал от лезвия к обуху, угол развала 1°30 —3°00 . Развал должен начинаться на высоте 8—10 мм от режущей кромки лезвия.
Резаки высотой 98 мм должны иметь защитные козырьки, предупреждающие возможность попадания пальцев рук между ударником пресса и обухом резака. Козырьки изготовляют из пористой резины толщиной 16—20 мм или листовой стали толщиной 1,2— 1,5 мм и располагают таким образом, чтобы нижняя поверхность козырька находилась на высоте 90 мм от режущей кромки лезвия.
Резаки для вырубания деталей низа обуви на металлической плите пресса ПВГ-18-0 имеют электроизоляционное покрытие и контактные пружины. Покрытие из полиэтилена толщиной не менее 5 мм наносят по всей боковой поверхности наружной стороны резака до козырька. Нижняя часть резака (до высоты 15 мм) не должна иметь покрытия.
. Для вырубания деталей низа обуви в настоящее время внедряют резаки, изготовляемые из полосовой отожженной стали марки У7 методом холодной гибки. Облегчение профиля проката резачной полосы и поставка ее в отожженном состоянии позволили механизировать ручные операции изготовления резаков, повысить производительность труда, создать условия для быстрой смены ассортимента выпускаемой обуви и улучшить условия работы вырубщиков, так как масса резаков снижена на 35—40%.
Для устранения возможности повреждения лицевой поверхности кожи и для выталкивания деталей резак иногда имеет упругие резиновые втулки, Выступающие над опорной поверхностью режущей кромки лезвия.
Наибольшая разница по высоте между резаками одного комплекта не должна превышать для резаков с острой режущей кромкой 0,25 мм, для резаков с притуплённой режущей кромкой при работе на металлической подушке 0,15 мм; разница между резаками разных комплектов соответственно 0,5 и 0,25 мм. Указанное требование не относится к резакам, используемым на гидравлических прессах с электроконтактным автоматическим выключением при работе на токопроводящей (металлической) плите.
В качестве основания на прессах для вырубания деталей из кожи, тканей и других материалов используют вырубочные подушки (колоды или плиты) из древесины, картона, пластиков или металла.
Торцовые подушки из древесины (колоды) изготовляют из деревьев твердых пород — дуба, бука или граба.
После прорубания материала лезвие резака входит в колоду на 1,5 мм и более. Поэтому большую работу несет верхний слой колоды, так как волокна древесины расположены вертикально, от врезания лезвия резака они раздвигаются, изгибаются и от многократных изгибов ломаются. В результате этого колода изнашивается. Для уменьшения износа рабочую поверхность колоды периодически смазывают минеральным маслом, повышающим эластичность волокон.
Торцовые кожкартонные подушки собирают из предварительно склеенных и прессованных пластин кожкартона. Сборка заключается в нанизывании склеенных пластин кожкартона на металлические стяжки и спрессовывании их путем затягивания гаек. Чтобы избежать коробления пластин при спрессовывании и эксплуатации подушек, под гайки стяжек подкладывают стальные пластины и деревянные бруски. Размеры подушек зависят от типа пресса и вида разрубаемых материалов.
Непараллельность плоскостей подушек не должна превышать 1 мм на 500 мм.
Вырубочные подушки из пластиков можно изготовлять литьем в формы (литье из термопластической композиции этилцеллюлозы ТЛК-Э) или прессованием из смесей на основе виниловых смол.
Крупногабаритные подушки в основном для использования на прессах ПВГ-18-0, ПВ-38, НПЕ-30, НПД и др. изготовляют литьем из ТЛК-Э. Подушки небольших размеров из пластиков для прессов ПВГ-8, ПВ-10, ПВ-17, ВПБ, 06004/Р1, 06005/РЗ и др. можно изготовлять прессованием из смесей на основе виниловых смол.
Подушки из пластиков типа ТЛК-Э изготовляют таких же размеров, что и подушки из древесины и картона, с теми же допусками на линейные размеры и непараллельность плоскостей. Подушки из смесей виниловых смол изготовляют прессованием в горячих формах. Габарит подушек 500x350x30 мм.
Вырубочные металлические подушки — плиты изготовляют литьем из чугуна марки СЧ68-36 (ГОСТ 1412—54).
Для повышения эксплуатационной стойкости иногда рабочие плоскости таких плит защищают стальными термически обработанными накладками толщиной 12—20 мм, имеющими твердость 40— 50 Rc и шлифованную рабочую поверхность. Габарит плит 500 х 350×60 мм. Непараллельность рабочей и опорной плоскостей плиты (накладки) не должна превышать 0,1 мм на 250 мм длины.
Внедрены в производство алюминиевые плиты с электрозащитиым покрытием. Ткань, на поверхность которой нанесен латекс, наклеивают на плиту. Материалы раскраивают острыми резаками. Лезвие резака, прорубая материал, слегка прорубает и покрытие. Опыт показал, что работа на алюминиевых плитах резаками из особо прочной стали имеет большие преимущества: пресс получает меньшую нагрузку, материал полностью прорубается.
Работы советских исследователей установили силы резания различных материалов, приведенные ниже.
Интересное:
кожкартон производство
механический пресс своими руками