7. Расчет усилия штанцевания

Расчёт усилия штанцевания позволяет определить возможность использования данной штанцевальной машины для изготовления раскроя при заданной раскладке на лист машинного формата. По усилию штанцевания можно определить вариант раскладки заготовок на листе машинного формата.

Усилие штанцевания определяется по формуле:

Рш = ∑Рр.и + ∑Рпэм

где ∑Рр.и – сумма усилий от всех рабочих инструментов.

∑Рпэм – сумма усилий от всех пружиняще-эжекторных материалов.

Методика выполнения работы

1. Схема раскладки разверток коробки на лист:

Схема развертки коробки с размерами:

2. Определим усилие от рабочих инструментов:

а) Усилие от высекальных ножей

∑Рв.н = ∑Lв۰Рв1, где ∑Lв – суммарная длина высекальных ножей для всех разверток, Рв1 – усилие одного погонного метра высекальных ножей (принимаем равным 1000 кг/м)

∑Lв = (119,2+118,8+119,2+118,4)*4+(80.4*16+158,28+19,32*2+1,6*6+165,8)*3=

= 6888,16 мм = 6,88816 м

∑Рв.н = 6,88816м*1000кг/м = 6888,16 кг

б) Усилие от биговальных ножей

∑Рб.н = ∑Lб۰Рб1, где ∑Lб – суммарная длина биговальных ножей для всех разверток, Рб1 - усилие одного погонного метра биговальных ножей (принимаем равным 980 кг/м)

∑Lб = [(119,2+118,8+119,2+118,4)*2+169+165,8+167,4+165,8]*3 = 4857,6 мм = 4,857 м

∑Рб.н = 4,857м*980кг/м = 4760,448 кг

в) Усилие от перфорационных ножей

∑Рп.н = k۰∑Lп۰Рв1, где ∑Lп – суммарная длина перфорационных ножей, k = - коэффициент, определяющий отношение длины режущей части перфорационного ножа к его общей длине, зависит от длины режущей кромки и длины прорези. Для данного варианта примем = 16 п, = 2 п. Ножи такого типа выпускаются фирмами GNU-PL, E+S, MM.

k = 16/18 = 0,889

∑Lп = (100,8*2+120,8+120+119,71*2+20)*3 = 2105,44 мм = 2,10544 м

∑Рп.н = 0,889*2,10544м*1000кг/м = 1871,73 кг

Таким образом,

∑Рр.и = 6888,16 кг + 4760,448 кг + 1871,73 кг = 13520,338 кг

3. Определим усилие от сжатия пружиняще-эжекторного материала (ПЭМ)

Определим следующие параметры:

• высота фанерного основания h_ф = 10 мм

• высота высекальных ножей: h_Н = 23,8 мм

• марка резины ПЭМ: EPDM-15

• величина выступа ПЭМ над высекальным ножом: ∆h = 1,2 мм

• ширина ПЭМ B = 10 мм

• высота ПЭМ в несжатом состоянии: ho = hн – hф + ∆h = 23,8 – 10 + 1,2 = 15,0 мм

• высота ПЭМ в сжатом состоянии: hсж = ho – ∆h – dм = 15,2 – 1,2 – 0,8 = 13,2 мм

• Относительная деформация сжатия:

εо = (ho – hсж)/ ho۰100 % =

(15,0 – 13,2)/15,0 ۰100 %= 12 %

Максимально допустимая деформация для ПЭМ марки EPDM-15 равна 50 %

Деформационная характеристика для ПЭМ марки EPDM-15 (определяется по рабочей диаграмме):

σсж = 0,3 кг/см² = 0,003 кг/мм²

. Суммарная длина ПЭМ:

∑Lпэм = [(119,2+118,8+119,2+118,4)*4+(80.4*10+158,28+19,32*2+1,6*6+165,8)*3]*2 = 10882 мм

. Усилие от пружиняще-эжекторного материала:

∑Рпэм = σсж۰В۰∑Lпэм = 0,003 кг/мм²۰10 мм۰10882 мм = 326,46 кг

Таким образом, общее усилие штанцевания равно

Рш = ∑Рри + ∑Рпэм = 13520,338 + 326,46 = 13846,798 кг

Вывод

Расчетное значение усилия штанцевания для выбранного расположения заготовок коробок на листе равно 13 846,798 кг. Максимальное усилие выбранной для штанцевания машины Yawa MW1050YA равно 300 000 кг, следовательно, возможности данной машины позволяют произвести штанцевание. Расчетная относительная деформация ПЭМ – 12%, при максимально допустимой 50%, таким образом данный пружиняще-эжекторный материал пригоден для изготовления данной штанцевальной формы.