Дипломная работа: Разработка конструкции и технологии производства упаковки из картона для пельменей
5 Взаимосвязь автоматизированного
проектирования и производства упаковки из картона
Организационная структура,
применяемое технологическое оборудование и уровень автоматизации производств
находятся в тесной зависимости от серийности тиражей выполняемых заказов. По
организационно – техническим признакам выделяют единичное, мелко-, средне- и
крупносерийное, а также массовое производство упаковки из картона. Эти типы
производства отличаются по используемым технологиям печати и получения плоской
заготовки упаковки, а, следовательно, и средствами автоматизации. Для каждого
из этих типов производств характерны специфические особенности завершающего
этапа автоматизированного проектирования упаковки – разработки чертежа
раскладки заготовок.
Процесс раскладки заготовок состоит в
позиционировании разверток коробок на листе картона. В индустрии упаковки из
картона раскладка является сложной оптимизационной задачей, причем намного
более сложной по сравнению с задачей раскладки в традиционной полиграфии из-за
невозможности обеспечить кратность размеров развертки упаковки стандартным
форматам листа. Раскладка определяет важнейшие характеристики процесса
производства складных коробок. Во-первых, это технико-экономические показатели.
От оптимальности позиционирования зависит количество отходов картона, а также
производительность процесса производства. Общеизвестен факт, что стоимость
материала составляет до 40-60 % стоимости упаковки. Числовым показателем
оптимальности позиционирования является коэффициент использования материала
(КИМ), определяемый отношением суммарной площади получаемых из него разверток
коробок ( )
к площади листа картона ( ):
 (5.1).
Чем больше значение КИМ приближается
к единице, тем меньше отходов картона и ниже себестоимость изготавливаемых
коробок.
Во-вторых, от правильности
позиционирования зависит качество печати, отделки, штанцевания, удаления
отходов и разделения заготовок. При позиционировании следует предусматривать
возможность равномерного распределения давления в процессе печати, балансировки
штанцформ по осям симметрии .
В-третьих, позиционирование
определяет механические свойства упаковки. Развертки упаковки необходимо
ориентировать относительно машинного направления при изготовлении картона .
Как следует из вышеизложенного,
качество раскладки имеет многокритериальную зависимость, поэтому принципиальным
является использование формализованного опыта профессионалов упаковочной
индустрии, заложенного в функциях специализированных САПР. Для создания
раскладки в специализированных САПР применяется так называемый «мастер»
раскладки, который поддерживает несколько вариантов алгоритма построения
раскладки (среди которых есть и алгоритм оптимизации КИМ). При этом
сгенерированная раскладка сохраняется в отдельном слое и меняется автоматически
при изменении чертежа развертки упаковки.
5.1 Конструирование упаковки для
пельменей
Потребители требуют от производителей упаковки качественную
продукцию. При этом, под качеством упаковки подразумевают комплекс свойств:
привлекательный внешний вид (ведь часто упаковка является единственным
продавцом на полках магазинов), высокие эксплуатационные свойства (упаковка
должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к ней, начиная с
транспортировки и складирования и заканчивая утилизацией) и оптимальные
характеристики при сборке и упаковывании.
Технологические допуски при конструировании картонной коробки для
пельменей.
Обечайка.
Если бы мы строили геометрическую развертку параллелепипеда, то высота
верхней стороны обечайки должна была бы быть равна нижней стороне обечайки. Но
у нас упаковка из материала, имеющего определенную толщину, а
следовательно, минимум на эту толщину и надо уменьшить ширину дна
обечайки, т. е. панель, к которой присоединяется клеевой клапан, должна
быть на 0,5 мм меньше, чем симметричная ей часть. Это особенно важно при
использовании автоматических фальцевально-склеивающих линий. Если сделать обе
панели одинакового размера, может случиться так, что часть стенки будет
торчать. При этом здесь надо учесть один момент. Клеевой клапан должен
приклееваться к стороне, противоположной верхней крышке, для придания более
эстетического вида упаковке. Само основание клеевого клапана нужно уменьшить на
ширину толщины материала, чтобы скомпенсировать возможные неточности при
автоматической склейке клапана. Слишком узкий клапан приводит к тому, что соединение
получается непрочным. Чересчур широкий клапан приводит к неоправданному
расходу материала. Оптимальная ширина клеевого клапана, как правило, колеблется
от 10 до 30 мм, в зависимости от общих габаритов упаковки. Назначение
скосов по его сторонам — при такой форме он не будет торчать из-за
допустимых погрешностей склейки. Угол скоса делать слишком большим не
рекомендуется. Правильная величина угла в 10-15°, вместо 45°. Дело в том,
что клеевой слой наносится не вплотную к месту бига, а на
определенном расстоянии.
Рис.42. Проектирование клеевого клапана.
При угле в 45° и более по краям остается большая непроклеенная
область, что ослабляет соединение.
Коробка.
Здесь также необходимо учесть, что материал имеет определенную толщину.
Поэтому при конструировании была учтена невозможность равнозначных размеров
бортика коробки и клапанов, фальцуемых внутрь.
Изображенная на чертеже замковая конструкция коробки не самая массовая.
Она не имеет клеевого сцепления, а значит, от того, насколько правильно
будет построена развертка, зависит прочность дна. Для надежной сборки такой
конструкции было предусмотрено зацепление клапанов друг с другом, для чего сделан
скос 2-х из них под острым углом.
Особенно хочется заострить внимание на двух деталях. Первая — это место
сочленения клапанов, линий биговки и режущих ножей. Там выполнена
технологическая выемка, во избежание разрыва материала. И вторая, не менее
важная деталь — это небольшой скос на загибающемся клапане. Это делается для
того, чтобы дно не выпирало наружу из-за неизбежных перекосов при сборке.
Зацепление
замка расположенного на обечайке происходит с прорезью под этот замок в
соответствующем месте самой коробки. Полуокружность разработана с радиусом
необходимым и достаточным для удобного зацепления его двумя пальцами в процессе
эксплуатации.
Для
предотвращения выпадания продукта из коробки предусмотрена следующая замковая
конструкция:
Варианты
разверток коробки для пельменей:
Рис. 44.
Рис.45.
Рис.46.
Рис.47.
Рис.48.
Окончательный вариант с
отверстиями для специй и язычками для лучшего скрепления с коробкой
Рис.49. Окончательный
вариант развертки коробки.
Выбор раскладки на лист
обусловлен не только оптимальным КИМ, но и учетом последующих операций как
печати, так и лакирования.
5.2 Автоматизированное
проектирование и производство штанцевальных форм
Производству
штанцевальных форм предшествует трудоемкий этап их проектирования. Задача
проектирования штанцевальной оснастки состоит в определении типов и видов
элементов штанцформы в зависимости от конфигурации развертки и раскладки, вида
и типа картона, объема тиража и других факторов.
К оптимизируемым
элементам штанцевальных форм относят:
-
основание штампа;
-
вид и тип
рабочего инструмента (высекальных, биговальных, перфорационных и других видов
линеек);
-
количество и
место установки перемычек между развертками;
-
количество и
место расположения арок в линейках;
-
конфигурацию
отдельных элементов линеек;
-
тип, марку и
габаритные размеры пружиняще-эжекторных элементов;
-
технологию их
приклеивания к основанию штампа;
-
вид и тип
элементов, образующих систему биговальных каналов и т. д.
В качестве средств
автоматизации разработки штанцевальной оснастки выступают модули разработки
штанцевальной оснастки в составе специализированных CAD/CAM систем. Основу подобных
модулей составляют базы данных по штанцевальному оборудованию.
Модули разработки
штанцевальной оснастки в соответствии с выбранными маркой и моделью
штанцевальной машины выполняют функции:
-
автоматической
расстановки арок в линейках;
-
расстановки
перемычек в диалоговом режиме;
-
автоматического
создания чертежа основания штанцформы (со всеми необходимыми отступами,
отверстиями для крепежа, компенсационными ножами);
-
определения
размеров, места расположения пружиняще-эжекторных элементов;
-
автоматического
проектирования системы биговальных каналов контрштампа с выполнением чертежа;
-
автоматической
подготовки чертежей оснастки для удаления отходов и разделения заготовок.
Традиционно в качестве
основания штанцформы используется фанера. Задача подготовки основания
штанцформы к сборке состоит в прорезании в основании пазов для линеек.
Наибольшее распространение сегодня получает применение специализированных
лазерных установок с числовым программным управлением (ЧПУ типа CNC – computer numerical
control) для прожигания пазов в основании штампа. Недостатки фанеры (наличие
полостей, сучков, двойных слоев) вынуждает искать альтернативные материалы
основания штанцформы. На сегодняшний день в этом качестве выступают
металлические («сэндвич») и неметаллические (дурамар) конструкции. В первом
случае для подготовки основания также используется лазер, а во втором –
установки резки струей воды.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 |
