Лекция 5. Механические способы отделки. 6. механические отделочные процессы
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
6. МЕХАНИЧЕСКИЕ ОТДЕЛОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ Механическими способами отделки листовой печатной продукции называют все способы силового воздействия на полуфабрикаты с целью изменения фактуры и рельефа их поверхности, сопротивления изгибу, размеров и конфигурации, уменьшения прочности на разрыв. 6.1. Основные способы механической отделки Штанцевание — совокупность технологических операций, обеспечивающих прида- ние этикеточной и упаковочной продукции необходимой формы, формирование кон- структивных элементов упаковки. Качество выполнения штанцевания определяет точ- ность геометрических размеров этикетки и упаковки. В процессе штанцевания могут вы- полняться следующие операции: высечка контура этикетки или развертки упаковки; биговка линий сгибов на развертке упаковки; перфорирование; рицовка. Высечка Высечка предназначена для придания печатной продукции, буклетам, книжным из- даниям в обложке, этикетке и упаковке требуемой формы в соответствии с их конструк- цией и замыслом художника. Высечка является обязательной операцией при изготовлении многих видов этикеток, упаковок, картонной тары, игрушек, почтовых конвертов, приме- няется также в рекламных изданиях и изданиях для детей дошкольного и младшего школьного возраста, изготовляемых по специальному заказу издательства. Для получения изделий и изданий сложной формы применяют три способа высечки, в которых используют принципы ножевой резки подвижным и неподвижным фигурным ножом и ротационной высечки (рис. 2.6). Принцип ножевой резки с движущимся возвратнопоступательно фигурным ножом используется в тигельных прессах тяжелого типа. Высекальные прессы тяжелого типа позволяют обрабатывать листовые полуфабрикаты большого формата, различной толщи- ны и жесткости; на прессах с программным управлением штамп после каждого цикла пе- ремещается в новое положение, что позволяет на оттисках располагать несколько десят- ков одинаковых изображений малого формата. Они универсальны, могут обрабатывать любую продукцию, но скорость их работы невелика, поэтому применяются преимуще- ственно в производстве крупноформатной упаковки и тары. Рис. 2.6. Схемы высечки: а — ножевой резки; б — неподвижным ножом; в — рота- ционной. 1 — неподвижная плита; 2 — подвижная плита; 3 — фигурный нож; 4 — упор; 5 — марзан; 6 — полуфабрикат; 7 — толкатель; 8 — опорный вал Ножи для ножевой высечки на тигельных прессах изготавливаются из узкой (поряд- ка 25 мм) полосовой высокоуглероди стой стали марки У8 и др. различной твердости: сталь твердостью 60 ед. по Роквеллу используется для ножей с большим радиусом за- кругления, а твердостью 54 ед. — с малым радиусом закругления. Если высечка делается по периметру заготовки или изделия, то выполняется односторонняя заточка лезвия (од- но- или двухгранная, см. рис. 3.4) и нож изгибается по контуру рисунка фаской наружу, в сторону обрезков. При высечке отверстий («окон») лезвие затачивается также с одной стороны, но нож изгибается фаской внутрь, в сторону отсекаемой части заготовки или изделия. Если обе части объекта обработки являются деталями изделия (например, моза- ичной головоломки), то заточку лезвия делают двусторонней, двух- или четырехгранной. После гибки концы ножа свариваются, а место сварки обтачивается и шлифуется. Гото- вый нож крепится в колодке из толстой многослойной фанеры, в которой заранее пропи- ливается фигурный паз по форме ножа. При подготовке тигельного высекального пресса к работе на его нижней плите уста- навливаются или приклеиваются упоры, обеспечивающие точное совмещение высечки с контуром изображения оттисков, и марзан, обеспечивающий полноту высечки и предот- вращающий повреждение кромки лезвия ножа в процессе высечки. Высекальный нож с помощью фанерной колодки крепится к верхней плите пресса с учетом расположения от- тиска и картонной заготовки упаковочного материала на его нижней плите. Чтобы обес- печить высокое качество продукции и долгосрочную эксплуатацию дорогого оборудова- ния, высекальный нож следует располагать близ центра приложения силы, которая на ти- гельных прессах при полной нагрузке составляет несколько МН (десятков тонн-силы). Принцип ножевой высечки с неподвижным фигурным ножом (рис. 2.5, б) использу- ется в малогабаритных и простых по конструкции полуавтоматах, исполнительные меха- низмы которых (толкатель с гидравлическим приводом, сквозной фигурный нож, желоба укладки и приемки) располагаются под небольшим, порядка 15°, наклоном к горизонту. Сам принцип продавлива ния стопы заготовок через сквозной нож не позволяет делать ножи сложной конфигурации, поэтому он используется преимущественно в массовом производстве этикеток, карманных календарей и другой продукции прямоугольной фор- мы с закругленными углами. Фигурные ножи изготавливают из более широкой (порядка 100 мм) полосовой стали, а для готовых ножей делаются специальные оправки или к ним привариваются детали, необходимые для надежного крепления к корпусу гидросистемы толкателя или приемного стола. Простая конструкция прессов с неподвижным ножом требует малого времени на пе- реналадку при смене заказа: необходимы лишь смена ножа и регулировки положения накладного стола и стенки по отношению к ближайшим кромкам лезвия ножа. Произво- дительность высекальных прессов с неподвижным ножом довольно высока: полуавтомат за один цикл работы обрабатывает стопу высотой 10-12 см, т.е. несколько сотен экзем- пляров заготовок. К недостаткам этого принципа высечки можно отнести относительную сложность изготовления ножа из широкополосной стали, сравнительно сложную систему его крепления, малые размеры (площадь до 2 дм 2 ) получаемых изделий. Ротационный принцип высечки (рис. 2.6, в) предполагает использование фигурного ножа, режущая кромка которого расположена на цилиндрической поверхности, и цилин- дрической твердой опоры — марзана. Этот принцип требует очень высокой точности из- готовления исполнительных инструментов, поэтому ножи делаются из высококачествен- ной калиброванной стали с применением лазерного гравирования на прецизионном обо- рудовании. Цилиндрические ножи делаются из отрезков тонкостенной трубы или из ли- стовой стали. В последнем случае ножи устанавливаются на цилиндрах, снабженных электромагнитной системой крепления. Ротационная высечка может выполняться на спе- циальном оборудовании или в секциях рулонных машин специальных видов печати. Приводка высечки (совмещение контуров лезвия ножа и многоцветного оттиска) выпол- няется обычными средствами, используемыми в рулонных печатных машинах, — реги- стровыми валиками, изменяющими длину пути бумажного полотна от печатной секции до секции высечки, и осевым смещением рулона. Способ ротационной высечки находит широкое применение в массовом производ- стве самоклеящихся этикеток, при изготовлении которых высечка делается только на толщину материала этикеток, а защитная антиадгезионная подложка служит своеобраз- ным марзаном для цилиндрического фигурного ножа. Этот способ высечки требует больших затрат на приобретение специального оборудования и изготовление ножей, но высокая производительность, возможность агрегатирования с печатанием и гуммирова- нием оттисков и автоматизации наклейки фигурных этикеток на изделия делают этот способ вполне конкурентоспособным в производстве различных этикеток. В зависимости от характера продукции высечка может быть полистовой или пакет- ной. По форме высекальных инструментов высечка подразделяется на плоскую и ротаци- онную. Пакетная высечка применяется в производстве «сухих» этикеток. При пакетной вы- сечке стопа заготовок под давлением плиты высекального пресса проталкивается через штамп. Для повышения точности высечки стопа может зажиматься между плитой пресса и специальным прижимающим устройством. Высекальные прессы для пакетной высечки могут оснащаться различным дополнительным оборудованием, позволяющим автомати- зировать выполнение вспомогательных операций (подачу стоп высеченных этикеток и т.д.). Пакетная высечка характеризуется очень высокой производительностью. Полистовая высечка применяется при производстве самоклеящихся этикеток и раз- личных видов упаковки. Инструментами для полистовой высечки служат плоские или ро- тационные ножи-штампы. Полистовая высечка производится на тигельных и ротационных прессах. Операционные автоматические тигельные прессы широко используются при про- изводстве картонной упаковки. Ротационные секции высечки встраиваются в печатно- отделочные линии. При мелкосерийном и единичном производстве картонных коробок широкое распро- странение получили так называемые челночные устройства, в которых штамп с уложен- ной на него заготовкой прокатывается через ротационную печатную пару. После операции высечки производится удаление обрезков — облоя. Биговка — нанесение на материал линий сгибов в виде выдавленных канавок, но ко- торым в дальнейшем будет производиться фальцовка. Биговка предназначена для сниже- ния жесткости упаковочного материала по линиям будущих сгибов. Перфорирование — высечка цепочки отверстий небольшого размера. Она может служить для облегчения фальцовки упаковки за счет удаления излишков материала с фальца. Обычно перфорация выполняется плоским и дисковым зубчатыми ножами. Рицовка — выполнение надреза поверхности материала. Рицовку выполняют в ме- стах склейки деталей упаковки. Благодаря проникновению клея в надрез достигается по- вышение прочности клеевого скрепления. 6.2. Пакетная высечка продукции Назначение, исходные материалы и продукты Пакетная высечка продукции из стопы предназначена получения наружных контуров в прямоугольно раскроенной стопе материалов. Исходными материалами являются предварительно разрезанные или сфальцованные и сшитые стопы материалов из этикеточной, мелованной для художественных изданий, металлизированной, пергаментной, фильтровальной бумаги, картона, толстого картона, полиэтиленовой и полипропиленовой пленок, склеенной алюминиевой пленки, кожи, упа- ковок, древесно-стружечных плит. На высекальном оборудовании можно изготавливать следующие продукты: этикет- ки; кольца шампанского; бандероли; сшитые брошюры; самоклеящиеся этикетки; кредит- ные карты; игральные карты; детские книги со сложным контуром; сберегательные книж- ки; дорожные паспорта; заклеенные кубики для заметок; тетради для заметок; заклеенные или сфальцованные крышки из металлической фольги для молочных продуктов; почтовые карточки с отлитой кромкой или округленные этикетки для пластинок (без высечки цен- трального отверстия); меню; перфокарты; календари-визитки; отрывные календари; кар- манные календари; ярлыки для текстиля, упаковок и т.п.; полосы носителей данных для электронных устройств; крышки для мороженого; упаковки для укладки яиц; обертки для шоколада; обертки для бритвенных лезвий; выкройки для почтовых конвертов; выкройки для пакетов семян; крышечки для кофе и тортов; бандероли для конфет; налоговые банде- роли; выкройки для сигаретных пачек; сигарные бандероли; проспекты; выкройки сумок; крышки для пива (в зависимости от материала); диаграммные диски; магнитные карты; фильтровальные диски; упаковки для кондитерских изделий. Способы пакетной высечки продукции Для изготовления перечисленных выше продуктов в высекальном оборудовании применяются следующие способы пакетной высечки: высечка продукции с подачей материала на неподвижный штамп; высечка продукции из неподвижного материала подвижным штампом; полная высечка внешнего замкнутого контура; отделение углов; закругление углов; односторонняя обрезка; двусторонняя обрезка; трехсторонняя высечка; высечка с непрерывным проталкиванием материала через штамп; высечка с противодавлением; высечка с прижимом стопы подаваемого материала; высечка продукции из полосового материала, полученного предварительной раз- резкой полноформатной стопы на полосы; высечка продукции из полноформатной стопы материала; высечка продукции из прямоугольных заготовок, полученных путем предваритель- ной разрезки полноформатной стопы на полосы и полос на заготовки; высечка продукции из прямоугольных заготовок-двойников, полученных путем предварительной разрезки полноформатной стопы на полосы и полос на заготовки. Принцип непрерывного проталкивания материала через штамп. Работа высе- кального устройства, действующего по способу непрерывного проталкивания стопы пря- моугольных заготовок материала через высекальный штамп за рабочий ход плиты пресса, поясняется рис. 6.1. Рис. 6.1. Высекальное устройство Высекальное устройство включает L-образный лоток подачи 1 стопы прямоугольных заготовок материала 2; штамп 3, закрепленный в штамподержателе 4; прессующую плиту 5 механизма давления с приводом от гидроцилиндра; разделительный нож 6; лоток выво- да продукта (на рисунке не показан). Работа высекального устройства состоит в следующем. Стопа прямоугольных заго- товок 2 укладывается на почти горизонтальный лоток подачи 1 между штампом 3 и пли- той 5 пресса. Плита 5 проталкивает материал через закрепленный штамп до лотка вывода. Разделительный нож 6 прорезает обрезки и отделяет их от продукта. Для увеличения срока службы штампа небольшая стопа заготовок в несколько мил- лиметров должна оставаться перед штампом и высекаться при следующем рабочем ходе плиты пресса. Рабочий ход плиты имеет индивидуальную регулировку. Для данного способа высечки характерно небольшое количество отходов размером до 3 мм, что обеспечивает высокую экономичность производства. Данный способ высечки устраняет обработку уступами, образование заусениц. Непрерывный процесс высечки за большой рабочий ход прессующей плиты повышает производительность высекальной машины. Большое удобство предоставляет двусторонний лоток подачи, выполненный в виде угольника, на который устанавливается стопа заготовок материала. Кроме двух лежащих внизу опорных плоскостей угольника другие опорные поверхности при высечке не нуж- ны. При загрузке оператор не подвергается опасности, потому что штамп закрывается остатками заготовок. Для этой же цели рабочий ход плиты пресса включается только по- сле того, как оператор закончит операцию подачи стопы заготовок на подающий лоток. Данный способ высечки устраняет образование пробок из обрезков. Нарезанные кромки отходов удаляются под воздействием силы тяжести. Высекальное устройство име- ет большую технологическую гибкость, заключающуюся в изготовлении этикеток от ма- лого 1010 мм до большого формата 330380 мм. Машина использует только одно дви- жение — горизонтальный ход плиты пресса. Это гарантирует высокую точность высечки по сравнению с двухходовым принципом высечки. Минимальный допуск на высеченную продукцию (0,2 мм) обеспечивает выполнение дальнейшего технологического процесса без каких-либо проблем. Это прежде всего отно- сится к надежности функционирования машин для приклейки этикеток и устройств для считывания кредитных карт, к которым предъявляются требования ISO стандарта и кото- рые должны читаться машиной. Высечка с противодавлением. При высечке с противодавлением прямоугольные заготовки в стопе 2 продавливаются плитой 5 пресса с гидравлическим приводом через высекальный штамп 3. С задней стороны штампа на стопу воздействует матрица 7, нахо- дящаяся в высекальном штампе и нагруженная пневматическим противодавлением (рис. 6.2). Благодаря противодавлению материал выравнивается и спрессовывается, прежде чем более сильное гидравлическое давление преодолеет пневматическое сопротивление мат- рицы и протолкнет в спрессованном состоянии заготовки через штамп. Рис. 5.2. Высекальное устройство с механизмом противодавления: 1 — лоток подачи; 2 — стопа заготовок; 3 — штамп; 4 — штамподержатель; 5 — плита пресса; 6 — разделительный нож; 7 — матрица механизма противодавле- ния В результате получается высокоточная высечка, которая не достигается при протал- кивании без противодавления. После рабочего хода высечки цилиндр механизма противодавления сталкивает высе- ченный материал назад в лоток подачи, из которого он вынимается. При этом производи- тельность снижается примерно наполовину. Несмотря на некоторое снижение производительности, высечка с противодавлением находит применение при особых требованиях к точности изготовления крупноформатных этикеток, которые могли бы по причине недостаточной жесткости материала выпадать перед высекальным штампом, а также при высечке продукции из синтетических пленок. Высечка с прижимом стопы заготовок на лотке подачи. При определенных фор- матах и материалах в процессе высечки может происходить выдавливание вверх еще не высеченной стопы на лотке подачи. Печатное изображение и линии высечки в одной сто- пе тогда не будут соответствовать друг другу. Этот эффект находится в зависимости от высоты стопы заготовок и может возникать при обработке следующих заготовок: длин- ных и одновременно узких форматов (горловое кольцо, бандероли для стеклянной упа- ковки и коробок); заготовок, которые не лежат ровно перед высекальным штампом, например, из-за одностороннего наслоения краски, перфорации, тиснения; заготовок в виде сфальцованной и сшитой продукции. Такая продукция приводит к образованию клина вследствие различной толщины материала. В случае нецелесообразности снижения высоты вкладываемой пачки 1 прижим 2 может устанавливаться в отверстие зажимного кулачка 3 (рис. 5.3). При этом используется зажимной кулачок, который базирует и держит высекальный штамп по заднему торцу со стороны места выдавливания. Рис. 6.3. Высекальное устройство с механизмом прижима стопы материала Высечка из заготовок-двойников. С целью экономии материала полоса может со- держать две заготовки, например, этикетки для моющего средства или аналогичные пе- чатные изделия. Заготовки располагаются в шахматном порядке, при этом вторая повер- нута на 180 ° (рис. 6.4). Процесс высечки выполняется в два хода. Полосы вкладываются в машину стопами чаще всего по 1000 листов (рис. 6.4, а). При первом ходе высечки вырубается нижняя за- готовка, лежащая в лотке подачи, в то время как верхняя полоса отделяется от заготовки (рис. 6.4, б). Эта верхняя полоса проходит рядом с ножом на держателе, который поме- щен на лотке подачи. Верхняя «проходящая мимо» заготовка вынимается вручную из держателя, поворачивается на 180° и вкладывается для второго хода высечки в машину (рис. 6.4, в). Положение штампа при этом не меняется. Данный метод осуществляется благодаря технологическому принципу, заложенному в конструкцию машин для сквозной высечки, заключающемуся в том, что стопе полос не- обходим только один прямой базировочный угол. Этим прямым углом стопы вкладыва- ются в лоток подачи высекальной машины. Другие две стороны стопы, направленные в сторону обслуживания, могут иметь любую форму. Рис. 6.4. Этапы высечки из заготовок-двойников Преимущества данного способа следующие: экономия почти 50% времени высечки по сравнению с применением высечки из полос с одной заготовкой; экономия бумаги около 20 %; использование одних и тех же высекальных штампов. |