Реферат
Объем данной дипломной работы составляет страниц. Он содержит пять таблицы, одну поясняющую схему. Для написания дипломного проекта было использовано источников литературы.
Структура дипломного проекта объединяет две части:
1. посвящена разработке конструкции и необходимой оснастки для шоу-бокса для мужских галстуков;
2. включает в себя проведение анализа процесса изготовления и сборки полученной конструкции.
Ключевые слова
упаковка, штанцевание, бигование, весовая и силовая балансировка, плоскоштанцевальная машина, оснастка, хромовый картон, картон хром-эрзац, склеенный картон, коробочный картон, раскладка на лист.
Цель данного дипломного проекта – спроектировать такую упаковку, которая позволяла бы обеспечивать эффективность ее производства, надежность и удобство при ее транспортировании, складировании, распределении, продаже, вносила бы максимальный вклад в привлекательность товара, а также провести анализ полученной конструкции.
Содержание
Введение
Глава 1. Обзор рынка и анализ аналогов, прототипов
1.1 Классификация шоу-боксов
Глава 2. Разработка конструкции
2.1 Технические требования к упаковке
2.2 Выбор материала
2.2.1 Виды упаковочного картона
2.2.2 Основные показатели картона различного вида
2.3 Разработка конструкции
Глава 3. Разработка технологии изготовления шоу-бокса для мужских галстуков
3.1 Общая технологическая схема изготовления шоу-бокса и выбор оборудования
3.2 Формирование оснастки процесса штанцевания
3.2.1 Штанцевальный штамп
3.2.2 Контрштамп
3.2.3 Проведение силовой и весовой балансировок
Глава 4. Анализ процесса изготовления и сборки шоу-бокса для мужских галстуков
4.1. Процесс изготовления и сборки шоу-бокса
4.2 Диагностика процесса
4.2.1 Описание процесса.
4.2.2 Статистические данные
4.2.3 Определение энтропии Hiп/с
, стабильности функционирования hjп/с
и целостности всей системы Q
4.2.4 Номограмма целостности hср
(h)
4.3 Проведение критериального анализа
4.3.1 Параметры процесса сборки шоу-бокса для мужских галстуков
4.3.2 Критериальная индексация
4.3.3 Построение функциональной схемы
4.3.4 Аппарат ранжирования
4.4 Поисковые информационные системы – ИПС
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Введение
Важнейшей задачей процесса проектирования упаковочных систем является поиск решений, позволяющих упаковке выполнять свои основные функции.
По своей сути упаковку можно рассматривать не просто как средство содержания продукции, но в более широком смысле как систему взаимосвязи производителя, продавца и потребителей товаров. Эта система предъявляет к упаковке целый комплекс требований, направленный на обеспечение выполнения ею основных функций, среди которых важное значение, особенно в последнее время в связи с возросшей конкуренцией на рынке товаров, занимает функции размещения товара на витринах прилавков магазинов, привлекательного внешнего вида, способствующего повышению конкурентоспособности и облегчающего продажу, и ряд других, выдвигаемых развитием и совершенствованием упаковочной индустрии.
Упаковка является весьма специфическим объектом для конструирования. Как ни парадоксально, но сама по себе как объект производства никому не нужна. Но в сочетании с упаковываемым продуктом упаковка приобретает особую значимость и ценность. Правильно сконструированная упаковка призвана повысить функциональные, эстетические и, что еще важнее, коммерческие характеристики продукта.
В данном курсовом проекте мы попытались найти комплексное решение создания упаковки, которая выполняла бы все поставленные перед нею задачи и по ведущим параметрам лидировала среди аналогов.
Глава 1. Обзор рынка и анализ аналогов, прототипов
Одна из основных тенденций современного рынка – любая продукция должна быть упакована. Значительную долю среди видов упаковки занимает упаковка из бумаги и различных видов картона и гофрокартона. Причин этому несколько: низкая стоимость, возможность автоматического выполнения основных технологических операций (изготовления, сборки, заполнения продукцией, укупоривания, штабелирования), удобство доставки и т.д.
Приятная на внешний вид упаковка часто служит единственным «продавцом» в магазинах, побуждая покупателя приобрести товар. Немалое значение имеет и оформление витрин, открывающее внутреннее содержание магазина, «приглашающее покупателя зайти». Магазины должны обустраиваться таким образом, что уже при входе покупателя «приветствовала» витрина с широким ассортиментом предлагаемой продукции, где все указывает на их особенность и неповторимость. Расположение товара, типы витрин, освещение – все это входит в задачи отдела маркетинга, разрабатывающего средства продвижения товаров на конкурентный рынок. [6]
В данной работе предлагается новый вариант упаковки, предназначенной для выставления на витринах товаров, - шоу-бокс для мужских галстуков. В настоящий момент существуют три основных вида представления мужских галстуков в магазинах - манекены, стеллажи и открытые коробочки со свернутым в них галстуком.
Первый вариант – манекен - имеет ряд положительных сторон:
1) дает возможность демонстрировать галстук на фоне мужских сорочек в завязанном виде;
2) «познакомиться» с товаром воочию;
3) демонстрировать одновременно несколько деталей мужского туалета – рубашку, костюм, головной убор, обувь, верхнюю одежду и пр.
Но в тоже время содержит и ряд отрицательных:
1. является достаточно громоздким;
2. занимает много места при перевозке и на самой витрине;
3. невозможность демонстрации галстука без сопутствующих – рубашки, костюма, обуви – растворяет его на общем фоне, отвлекает внимание, не позволяет сосредоточиться на данной детали туалета;
4. возникает сложность с подбором цветовой гаммы рубашки и галстука, т.к. демонстрация различных вариантов текстильного оформления галстука требует различных вариантов окраски сорочек, а, следовательно, и большого количества манекенов, которые подчас не вмещает магазин;
5. сложность использования в бутиках, специализирующихся только на продаже галстуков, в связи с необходимостью использования сопутствующих деталей туалета.
Второй вариант – коробочка, содержащая галстук, - является полной противоположностью предшествующего варианта.
Достоинствами данного типа демонстрации галстуков можно считать
· компактные размеры, позволяющие выставлять на витрине достаточное количество различных вариантов галстуков, поэтому данный способ особенно выгоден для небольших магазинчиков или магазинов со «смешанными» товарами, а также для бутиков;
· существенным плюсом является также высокая транспортабельность коробочек – есть возможность перевозок в плоском виде.
Но также как и манекены, коробочки не лишены ряда отрицательных сторон:
1. обладание малыми размерами, с одной стороны, определяет достоинства коробочек, а с другой, формирует и недостатки – убранный в коробочку галстук сливается со своей упаковкой, теряясь на общем фоне, не привлекая взглядов;
2. также как и в случае использования манекена, возникает сложность с подбором цветов сорочки и галстука, даже если цвета коробочек различны;
3. использование этого способа представления товара в больших магазинах вообще невыгодно, т.к. обширные пространства «поглощают» столь малогабаритные товары;
4. отсутствует возможность визуального представления галстука на теле мужчины.
Третий вариант – стеллажи. Представляют собой стойку с большим количеством полочек, на каждой из которых располагается галстук в свернутом виде.
Размещение большого количества пестрых и ярких предметов – галстуков – в одном месте создает трудности при выборе товара конкретной цветовой окраски. Кроме того, сложно вообще сконцентрировать свое внимание на одном галстуке, т.к. рядом расположенные перенимают часть внимания покупателя.
Помимо перечисленных недостатков есть еще один – возможность использовать подобные стеллажи только на внутренних площадях магазина, а не на витринах.
Хотя и данный способ демонстрации товаров не обделен и достоинствами, т.к. по сравнению с первыми двумя способами выставления галстуков в магазинах, предполагает представление покупателям всего имеющегося в магазине ассортимента. Рассматривая альтернативные варианты, когда упаковка не исполнена должным образом, когда критический анализ раскрыл ее недостатки или когда она просто наскучила, выявляется необходимость обращения к инновационному дизайну, позволяющему влиять на покупательную способность и достигать преимущества перед конкурентами [6].
Дизайн, в особенности упаковочный, используется для разрешения перечисленных выше проблем. Инновационный дизайн преодолевает их, прокладывая новые нетрадиционные пути. Это могут быть технические проблемы, а могут и эстетические. Может возникнуть эстетическая инновация, когда упаковочная форма использует по-новому материалы или воплощается способом, который раньше не применялся. В данном случае необходим поиск решения, комбинирующего техническую и эстетическую инновацию, в результате чего должна получиться упаковка, выделяемая среди прочих своим видом и функуциональностью. Указанные особенности обрамления витрин делают необходимым поиск новых вариантов, делающих демонстрацию галстуков в магазинах эффектной, манящих посетителей к витринам и побуждающих к покупке. Следует создать такой образ для представления, чтобы можно было преодолеть недостатки существующих аналогов, подчеркнуть их достоинства и сверкнуть некой «изюминкой» на фоне прототипов. При этом приходится решать ряд противоречивых задач. Инструментом в решении этих задач является анализ свойств конструкции. Необыкновенно широкую совокупность свойств конструкции – функциональные и конструктивные.
Под совокупностью функциональных свойств следует понимать способность изделия реализовывать функции для достижения заданного технического эффекта, а именно – как можно ярче и примечательнее представить товар – обыденный атрибут мужского туалета – галстук. К функциональным свойствам можно также отнести надежность, эргономичность, эстетичность, экономичность, безопасность, экологичность.
Под конструктивными свойствами изделия понимают состав и взаимное расположение его частей, схему его устройства в целом, форму и расположение поверхностей деталей и соединений, их состояние размеры и материалы.
Функциональные свойства изделия в значительной мере обусловлены его конструктивными свойствами, его конструктивным исполнением. Взаимосвязь функциональных и конструктивных свойств оптимизируется в процессе разрешения противоречий между активными – человек и используемые им орудия труда - и пассивными элементами производства – создаваемым изделием.
Взаимосвязь конструкции упаковки с технологией ее изготовления обусловила одну из наиболее сложных функций технологической подготовки производства – отработку конструкции на технологичность. Основными целями отработки конструкции на технологичность являются:
- выбор рациональных форм и размеров, членения и компоновки конструкции;
- обеспечение преемственности конструктивных решений;
- выбор оптимальных и наиболее рациональных конструкторских материалов;
- обеспечение соответствия конструкции упаковки условиям ее производства и всему жизненному циклу обращения;
- унификация упаковки и ее составных частей, технологии изготовления и контроля;
- применение нормальных рядов размеров;
- обеспечение соответствия конструкции требованиям типовых технологических процессов [3].
1.1 Классификация шоу-боксов
Часто в условиях российского упаковочного производства шоу-боксы называют дисплеями.
Дисплеи – это объемное понятие, охватывающее большинство объемных конструкций, предназначенных для рекламы, продажи или презентации товаров и услуг.
Все многообразие дисплеев можно свести в три большие группы по способу представления рекламируемого продукта:
1. промо-дисплеи (дисплеи с реальными объектами) отличает наличие в их конструкции самого рекламируемого товара – реальный объект может быть несущим элементом дисплея или жестко крепиться на нем (см. рис. 1.1);
Рис. 1.1. Промо – дисплеи
2. дисплеи-витрины (стенды) используются для продажи рекламируемых товаров и служат отличной альтернативой настоящим витринам и стеллажам, позволяют выделить продукцию среди стандартного и постоянного ассортимента (см. рис. 1.2);
Рис. 1.2. Дисплеи–витрины
Рис.1.2.(продолжение). Дисплеи – витрины
3. дисплеи-панели (дисплеи-фигуры) не содержат в своей конструкции рекламируемый товар в явном виде. Обычно это плакаты на жесткой основе с опорой – приклеенной или выносной «ногой» (хард-постеры), прямоугольные или с фигурной вырубкой. Панель может быть снабжена карманами для листовок или буклетов, или иметь дополнительные объемные элементы, или быть просто фигурой большого размера (боди-стенды) (см. рис. 1.3). [7]
Рис.1.3. Дисплеи–панели
Проектируемый шоу-бокс относится к первому виду дисплеев – промо-дисплеи.
Глава 2. Разработка конструкции
2.1 Технические требования к упаковке
Разработка комплекса технических требований к упаковке связана с необходимостью выполнения ею всех известных функций:
1. дозирующая;
2. транспортная;
3. защитная;
4. нормативно-законодательная;
5. маркетинговая;
6. эксплуатационная;
7. хранения;
8. информационная;
9. экологическая.
Среди перечисленных функций наиболее важными для проектируемого шоу-бокса являются: транспортная, маркетинговая, эксплуатационная, экологическая.
Транспортная функция предполагает оптимальное сочетание типа упаковки с рациональным видом транспорта, маршрутом транспортировки. Важнейшим фактором является максимальное использование полезной площади грузового транспортного средства.
Упаковка, выполняя функцию маркетинга, эффективно используется как средство продвижения товара на потребительский рынок. Упаковка, представляя продукт, должна быть привлекательна за счет умелого дизайна и высокого качества полиграфического оформления. Сочетанием внешнего вида и содержащейся информации она способствует идентификации – установлению соответствия распознаваемого предмета своему образу, знаку.
Идентификация содержимого подбором соответствующей формы, художественного оформления и возможностью визуального обозрения была освоена давно. Постепенно это превратилось в одну из основных функций упаковки. Использование символов, торговых марок, фирменных знаков и различной информации помогает установить связь между производителем и потребителем.
Эксплуатационная функция упаковки предполагает легкость обращения с ней в процессе эксплуатации, перемещения.
Удобство пользования – очень существенный фактор. В данном случае речь идет о легкости сборки конструкции в единый элемент, легкости перемещения из одного места в другое без ущерба для конструкции. Разработка упаковки, способной сделать этот процесс более удобным, приведет к оптимальным эксплуатационным свойствам.
Экологическая функция упаковки в последние годы приобретает все более важное значение. По мере увеличения темпов производства возникают проблемы уничтожения используемой упаковки, вызывающие ухудшение экологической обстановки. Это связано с медленной скоростью ассимиляции природой под естественным воздействием света, тепла, влаги, микроорганизмов материалов использованной упаковки.
Решают экологические проблемы использованной упаковки путем сбора и вторичной переработки традиционными способами.
Упаковка подвергается критике за расточительство ценных ресурсов и загрязнение окружающей среды. Эта критика редко бывает справедливой, ведь польза, вносимая упаковкой в процесс использования продукта, гораздо выше ее недостатков.
Для выполнения каждой из рассмотренных функций упаковка должна отвечать определенному комплексу требований. Помимо требований, продиктованных функциональным назначением, следует учесть и производственные условия – экономические условия, требования к внешнему виду и материалу, требования к технологичности конструкции, технико-экономические показатели упаковки и др.
Транспортная функция выдвигает к конструируемому шоу-боксу ряд требований:
- приспособленность конструкции к использованию средств механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ;
- соизмеримость и сопоставимость с транспортными средствами;
- стойкость к различным климатическим условиям;
- приспособленность к длительной транспортировке с многократными статистическими и динамическими перегрузками;
- простота и четкость маркировки и штрихкодирования.
Маркетинговая функция предъявляет комплекс требований к размерам, форме, художественному оформлению.
Одним из способов формирования потребительского спроса и воздействия на него – реклама. Для упаковки этот способ является главным. В нашем случае – в случае разработки совершенно новой формы демонстрации мужских галстуков в магазинах – рекламный эффект является ведущим, т.е. маркетинговая функция становится лидирующей. При этом очень важно разобраться, какое место в системе маркетинга занимает упаковка, какими способами и средствами мы решаем проблемы продвижения товара на рынке, какие предварительные шаги (исследования) обеспечивают создание упаковки, которая бы смогла увеличить количество продаж данного продукта в несколько раз. [8]
Эксплуатационная функция выдвигает требования к конструкции упаковки, предусматривающие особенности всех этапов жизненного цикла шоу-бокса, а также удобство для потребителя.
Экологическая функция требует в первую очередь возможности оптимальной утилизации отходов упаковки с предотвращением загрязнения окружающей среды.
При конструировании эти требования удовлетворяются различными путями:
- уменьшение массы упаковки за счет снижения толщины стенок;
- рациональным выбором материала упаковки;
- применение конструкции, использование которой может занимать несколько циклов обращения.
Такое количество и разнообразие предъявляемых к упаковке требований выдвигают необходимость проведения их системного анализа. Некоторые требования оказываются общими для нескольких функций, некоторые – сугубо специфическими, характерными для какой-либо одной функции. А некоторые требования противоречат друг другу. В этом случае приходится находить компромиссное решение.
2.2 Выбор материала
Выбор материала для упаковки тех или иных товаров – не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд, так как зависит от совокупности ряда факторов: веса и конфигурации упаковываемого продукта, расстояния транспортирования, процесса упаковывания (ручного или автоматического) и т. д. Поэтому прежде чем выбрать подходящий материал, необходимо с тщательностью оценить весь имеющийся на рынке ассортимент материалов.
Учитывая функциональное назначение шоу-бокса, из перечня упаковочных материалов следует исключить бумагу, а также гофрокартон.
2.2.1 Виды упаковочного картона
Картон – это материал, который относится к вспомогательным и тароматериалам.
Картон является многослойным материалом с ярко выраженной анизотропией свойств. Упаковочный картон состоит из нескольких слоев: верхнего, представляющего лицевую сторону картона, одного или нескольких внутренних – промежуточный и прослойка - и нижнего слоя, служащего оборотной стороной картона. Поверхностный (или лицевой) слой вместе с промежуточным составляет около 25 % от общей толщины картона, прослойка – около 55%, внутренний слой – около 20%. Все слои соединяются во влажном состоянии в процессе производства и спрессовываются.
Поверхностный слой картона предназначен для обеспечения необходимой твердости, прочности, жесткости, износостойкости, стойкости к истиранию и царапанию поверхности картона. Этот слой определяет внешний вид тары и способность к последующей отделки поверхности.
Наилучшей способностью к получению высококачественных изображений отличаются сорта с мелованным покрытием. Покрытие состоит из пигментов и связующего. В качестве пигментов могут применяться сульфат бария, оксид титана, белый цинк, карбонат кальция, тальк и др. Связующими могут быть казеин, дисперсии полимеров, целлюлозный клей и др. Величину мелованного слоя выражают в граммах на квадратный метр поверхности картона. Обычно она составляет от 160 до 200 г/м2
.
Для получения поверхностных слоев используют самые высококачественные полуфабрикаты, для прослойки – самые дешевые. Например, макулатуру.
Картон может поставляться в листах или рулонах. Форма поставки зависит от способа печати: для офсетной печати необходимы листы, для глубокой – рулоны.
По составу слои картона подразделяются на не содержащие древесную массу, с малым и большим содержанием древесной массы и на серые. Не содержащие древесную массу слои состоят преимущественно из целлюлозы с незначительными примесями древесной массы, не превышающими 5%. Слои с малым содержанием древесной массы состоят из целлюлозы и древесной массы в количестве не выше 30%. В слоях с большим содержанием количество древесной массы превышает 30%. Серые слои состоят из полуфабрикатов макулатуры и древесной массы или только из древесной массы.
Белыми называют слои из отбеленных полуфабрикатов, светлыми – из неотбеленных.
По отделке поверхности сорта картона подразделяются на следующие группы: литого мелования, мелованные, немелованные, подверженные обработке в каландрах и суперкаландрах.
Картон литого мелования имеет особенно высокую гладкость и глянец. Это достигается благодаря тому, что мелование осуществляется одновременно с его глянцеванием, которое производится в контакте с нагретым металлическим цилиндром, имеющим зеркальную полированную поверхность. Высота рельефа такого картона не превышает 0,2-0,3 мкм, тогда как у мелованных сортов она составляет более 1,0-1,5 мкм. Такая структура обеспечивает наилучшее восприятие и закрепление печатных красок, высокий глянцевый эффект при лакировании.
Для производства используют следующие волокнистые материалы:
- различные варианты древесной целлюлозы;
- различные виды древесной массы (обычно используют белую и бурую);
- используют также макулатурный картон.
Упаковочный картон должен отвечать следующим требованиям:
- иметь хорошее соединение слоев между собой;
- высокую прочность скрепления мелованного слоя с картоном;
- должен иметь хорошие печатные свойства и способность к последующей отделке;
- относительная влажность не должна выходить за пределы допусков.
В соответствии с ГОСТом 7933-89 упаковочный картон делится на три основные типа:
1. хромовый Z – чисто целлюлозный картон. По типу отделки хромовый картон бывает мелованным GZ и немелованный UZ, за рубежом выделяют также хромовый картон литого мелования GGZ. Хромовый картон чаще всего используют для потребительской тары с многокрасочной печатью; имеет высокую стоимость по сравнению с другими видами упаковочного картона, поэтому чаще всего используется для элитной упаковки.
2. хром – эрзац UZ – содержит наряду с целлюлозой древесную массу, может использоваться также макулатурная масса. По отделке может быть мелованным GC и немелованным UC. Используется для изготовления потребительской тары с многокрасочной печатью. Может быть двухслойным (Д-дуплекс) и трехслойным (Т-триплекс).
3. коробочный картон - производится из небеленой целлюлозы, древесной массы и макулатурной массы. Состав картона не нормируется. Предназначен для изготовления потребительской тары без печати, не устанавливаются особых требований к равномерности по толщине.
4. картон тарный плоский склеенный выпускают по ГОСТ 9421-80. Его применяют для производства картонных ящиков без печати, решеток и перегородок к ним. Картон тарный плоский склеенный различают по виду применяемого клея. Картон марок КС, КС-1, КС-2, КС-3 склеен силикатным клеем. Картон марок КСВ, КСВ-1, КСВ-2 склеен водостойким клеем, поэтому он обладает повышенной влагопрочностью и рекомендован для изготовления тары, которая эксплуатируется в условиях повышенной влажности, например, при морских и речных перевозках.
Среди обозначенных видов упаковочного картона для изготовления шоу-бокса, применяемого в качестве выставочного варианта, не может быть использован картон тарный плоский склеенный и коробочный картон, т.к. их внешние качества не соответствуют функциональному назначению шоу-бокса. Чтобы определить группу упаковочного картона, который может быть использован для производства предлагаемых шоу-боксов, необходимо оценить ряд показателей качества картона. [1]
2.2.2 Основные показатели качества картона различного вида
1. Упаковочный картон хром-эрзац
Картон хром-эрзац относится к группе упаковочного картона для изготовления складных коробок. Он представляет собой многослойный спрессованный картон с высокой односторонней гладкостью. Его структура содержит оптимальное соотношение различных волокон во внутреннем и наружных слоях. Кроющие слои могут содержать древесную массу, или изготавливаться без нее, или древесную массу может содержать только один слой картона. Кроющий слой определяет свойства поверхности картона, включая печатные, а также внешний вид.
Картон хром-эрзац является гигроскопичным материалом и легко поглощает воду из окружающей среды.
Толщина картона по ТУ 63.151-01-83 изменяется в пределах от 0,35 до 0,7 мм, что соответствует массе 1 м2
картона 250-500 г. Плотность (г/см3
) для картона хром-эрзац с высоким содержанием макулатуры составляет 0,67-0,83 г/см3
, для финского картона хром-эрзац из первичных полуфабрикатов – 0,55-0,65 г/см3
, вследствие того, что в его композиции содержится древесная масса. В табл. 2.1 приведены технические показатели картона подгруппы хром-эрзац, выпускаемые в России согласно ГОСТ 7933-89, а также картона «Такопак» этой группы, выпускаемого фабрикой «Тако», входящей в финский концерн «Мется-Серла». Картон «Такопак» имеет двойное покрытие плотностью 20 г/м2
, обладает превосходными печатными свойствами.
Табл.2.1.Показатели качества картона хром-эрзац
| Наименование показателей |
Виды и норма для картона |
||||
| Выпускают в России |
Хром-эрзац немелованный марки Н |
Хром-эрзац «Такопак» («Мется-Серла») |
|||
| хромовый |
Хром-эрзац |
Хром-эрзац склеенный |
|||
| Масса картона, г/м2
|
170-850 |
170-850 |
600-2500 |
220-440 |
245-400 |
| Толщина, мм |
0,30-1,50 |
0,30-1,50 |
1,00-3,00 |
0,29-0,60 |
0,36-0,68 |
| Минимальное сопротивление расслаиванию, Н |
100-150 |
90-150 |
60-150 |
140 |
Более 100, Дж/м2
|
| Жесткость, Н*см |
0,30-30,0 |
0,2-20,0 |
0,9-100,0 |
0,25-1,40 |
- |
| Белизна, % из целлюлозы из облагороженной макулатуры |
80-86 - |
73-86 65-81 |
73-86 65-84 |
84 |
83 (ISO) |
| Влажность, % |
5,0-12,0 |
5,0-12,0 |
6,0-14,0 |
7 |
- |
| Гладкость, с |
50-200 |
30-200 |
30-180 |
машинная |
По Бендерсу мл/мин < 30 |
| Стойкость покровного слоя к выщипыванию в машинном направлении, м/с |
1,6-2,2 |
1,6-2,2 |
1,6-2,2 |
>0,7 |
|
2. Картон с мелованным покрытием
Картон с мелованным покрытием представляет собой картон-основу, на поверхность которого с одной или двух сторон нанесен один или два слоя покрытия, состоящего из пигмента, связующих веществ и добавок, придающих различные свойства.
Согласно ТУ ОП 5441-079-00279611-98 картон изготавливают следующих марок:
КМ – картон с мелованным покрытием;
КМО – картон с окраской мелованного слоя.
Основой для нанесения мелованного слоя является картон для плоских слоев гофрированного картона или другие виды картона и бумаги, обеспечивающие прочностные показатели изготавливаемого картона.
Показатели качества картона должны соответствия нормам, указанным в табл.2.2.
Мелованные сорта картона в отличие от немелованных характеризуются лучшим поведением в печати, более интенсивным воспроизведением красок и лучшим глянцем при лакировании.
Картон литого мелования – это высокоглянцевый картон. Высокий глянец достигается способом литого мелования. Мелованная сторона картона сушится под подогревом в хромированном цилиндре, имеющем зеркальную гладкость, которая воспроизводится на поверхности картона. [1]
Табл.2.2 Показатели качества картона с мелованным покрытием
| Наименование показателя |
норма |
Метод испытания |
| Масса картона, г/м2
|
150-300 |
ГОСТ 13199 |
| Толщина, мм |
0,27-0,60 |
ГОСТ 27015 |
| Жесткость при статическом изгибе в поперечном направлении, ед. жесткости |
10-70 |
По ТУ |
| Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа |
4,8 |
ГОСТ 13525.8 |
| Влажность, % |
5-10 |
ГОСТ 13525.19 |
3. Плоский склеенный картон
Плоский склеенный картон – картон, который представляет собой многослойный материал, состоящий из двух и более слоев картона, плотно склеенных между собой.
Согласно ГОСТ 9241 «картон тарный плоский склеенный» изготавливают следующие марки картона:
КС и КС-1 – для изготовления тары для сливочного масла и маргарина, а также для упаковки изделий подшипниковой поверхности;
КС-2 – для изготовления тары, используемой в электротехнической и легкой промышленности.
Основные технические показатели картона приведены в табл.2.3.
Количество слоев картона определяется в зависимости от требований к ящикам из сплошного картона, при этом учитываются свойства исходного материала и прочностные показатели.
Технология изготовления плоского склеенного картона позволяет использовать разные материалы на наружные и внутренние слои. На внутренние слои используются более низкие марки картона. При изготовлении марок КС и КС-1 для наружных слоев должен применяться картон, имеющий основу с поверхностным слоем из сульфитной целлюлозы, цвета натурального волокна (по согласованию с потребителем допускается изготовление картона с окрашенным поверхностным слоем), с канифольной проклейкой. Склеивание картона производится жидким натриевым стеклом по ГОСТ 13078, при изготовлении специального картона могут применяться влагостойкие клеи. [1]
Табл.2.3 Основные технические показатели склеенного картона
| Наименование показателя |
Норма для картона марки |
Метод испытания |
|||
| КС |
КС-1 |
КС-2 |
|||
| Масса картона, г/м2
|
1650125 |
1650125 |
1000100 |
1250100 |
ГОСТ 13199 |
| Толщина, мм |
2,2 |
2,2 |
1,4 |
1,8 |
ГОСТ 27015 |
| Сопротивление продавливанию (абсолютное), МПа (кгс/см2
|
1,96 (20,0) |
1,57 (16,0) |
0,75 (7,7) |
1,08 (11,0) |
ГОСТ 13525.8 |
| Сопротивление торцовому сжатию в поперечном направлении, кН/м (кгс/см) |
5,4 (5,5) |
5,4 (5,5) |
- |
- |
ГОСТ 20683 |
| Сопотивление расслаиванию, Н (кгс) |
176 (18) |
147 (15) |
- |
- |
ГОСТ 13648.6 |
| Впитываемость при одностороннем смачивании за 60 с., г |
30 |
30 |
- |
- |
ГОСТ 12605 |
| Влажность, % |
20 |
20 |
20 |
20 |
ГОСТ 13525.19 |
Для шоу-бокса, учитывая выполняемую им демонстрационную функцию, особенно важны следующие показатели картона:
1. внешний вид картона, что подразумевает его гладкость и способ отделки;
2. гигроскопичность;
3. масса 1 м2
;
4. плотность г/м2
;
5. жесткость, которая должна позволять свободно сворачивать картон.
Определив перечень необходимых свойств картона, применяемого для изготовления шоу-бокса, можно обозначить следующий перечень материалов среди перечисленных, которые могут быть использованы в качестве основы для производства рассматриваемой упаковки:
1) хромовый картон, но стоит при этом учитывать, что это один из самых дорогих видов картона, а предлагаемый шоу-бокс предназначен и для «недорогих» магазинов, поэтому не стоит забывать и о его себестоимости;
2) картон хром-эрзац, но следует не забывать, что эта группа материалов обладает достаточно высокой по сравнению с хромовым картоном гигроскопичностью, поэтому вполне возможен процесс повышения влажности картона в случае расположения образца шоу-бокса рядом с входом в магазин.
В данной работе предлагается использовать картон хром-эрзац толщиной 0,5мм и плотностью 350 г/м2
. Яблоком раздора в споре между персоналом по маркетингу и техническим персоналом является уровень полиграфического оформления. Отдел по маркетингу стремится всегда его повысить, а технический отдел может смотреть на эту проблему сквозь призму чрезмерных затрат и трудоемкости [6]. Чтобы избежать подобных споров и с учетом особенностей конструкции, рекомендуется использовать окрашенный в массе картон, что позволяет подбирать различные сочетания галстуков и цветов рубашек. Поговорим немного о предлагаемой цветовой гамме для шоу-бокса.
Наибольшая опознавательная способность – у формы, у ее сочетания ее с цветом – практически абсолютная различительная способность. Основным фактором, влияющим на эмоциональное восприятие, наиболее действенным и первичным, является цвет. Именно цвет в первую очередь привлекает внимание. Цвет, являясь одним из первых способов в познании мира и самого себя человеком, имеет наиболее глубокие корни в психике человека.
Несмотря на общие корни появления цветовых архетипов, разные народы по-разному воспринимают оттенки основных цветов. Например, родовое понятие «голубой», как цвет неба, носит в силу различия географического обитания, различный оттенок при изображении и восприятии у различных народов.
Помимо цветовых предпочтений, обусловленных культурной традицией и географической средой, существуют предпочтения возрастные. Так, дети и молодежь, то есть наиболее эмоциональная и энергичная часть социума, любят чистые и яркие цвета, особенно красный, правда необходимо учитывать веяния моды.
Цветовые предпочтения связаны также с традициями культуры.
Существует еще такой феномен восприятия цвета, как перенос цветовых ощущений на качество товара, который представлен соответствующей упаковкой.
Влияя на психологическое восприятие человека через форму и цветовое решение создаваемой упаковки, можно повысить привлекательность предлагаемого товара и наоборот, неправильно выбранные цвет и форма способны «отпугнуть» покупателя. Вот почему к вопросам о цветовой гамме и выборе формы следует относиться очень осторожно, принимая во внимание, какая категория населения является потенциальным покупателем товара.
Учитывая приведенные выше рассуждения, можно рекомендовать следующие цветовые гаммы картона:
- персиковые оттенки;
- зеленоватые или фисташковые, но не особенно яркие;
- бледно-голубые и яркие синие, на фоне которых эффектно смотрятся галстуки золотых и серебряных оттенков;
- бледно-розовые;
- бордовые, выделяющие золотистые галстуки.
Возможен также вариант использования картона с фактурным рисунком, т.е. возможен вариант использования дизайнерского картона.
Выбор отделки производится по соглашению с заказчиком.
2.3 Особенности конструкции
Конструкция шоу-бокса включает в себя четыре детали:
деталь 1 – колонна, имитирует тело мужчины;
деталь 2 – стойка, позволяющая демонстрировать галстук, а за счет загнутых концов создается прообраз воротника рубашки;
деталь 3 – основная подставка;
деталь 4 – фиксирующая подставка.
1. Колонна
Высота колонны вместе с замковыми устройствами составляет 780 мм (см. приложение 1), максимальная ширина – участок, где формируются «плечи», - 500 мм. Формирование детали 1 в колонну осуществляется следующим образом. Склеивая по клеевому клапану с помощью ПВА, получаем цилиндрообразную основу. Верхнюю часть колонны отгибаем и вставляем замок 1 в прорезь 7 (см. приложение 1). Это позволяет создать образ мужской спины. Она несколько шире, чем цилиндрообразная основа колонны: ширина «спины» составляет 240 мм, а диаметр основы 102 мм.
Плечи формируются путем соединения надрезанных язычков у места склеивания цилиндрообразной основы путем огибания колонны и закрепляются в этом положении за счет замка 6 , вставляемого в прорезь 8.
2. Стойка
В плоском виде представляет собой прямоугольник высотой 592 мм и шириной 325,3 мм вместе с клеевым клапаном (см. приложение 2). После склеивания деталь приобретает форму цилиндра диаметром 100,36 мм. Разница в диаметрах цилиндрообразной основы и стойки позволяет свободно вставлять ее в колонну. Создать ощущение наличия воротника позволяют отгибающиеся кончики в верхней части воротника.
Стойка возвышается над колонной на величину, равную 42 мм. Именно на этой части шоу-бокса помещается галстук, а удерживают его в таком положении «плечи» колонны.
3. Основная подставка
Выполнена в виде окружности диаметром 480 мм (см. приложение 3). Часть окружности вырезается. Она составляет разницу между длиной основной окружности, в дальнейшем составляющей высоту основной подставки, и длиной окружности, которая непосредственно образует подставку - сцену. После склеивания приобретает форму пьедестала высотой 40 мм. В центральной части окружности имеются прорези, служащие для соединения подставки с колонной.
4. Фиксирующая подставка
Также как и основная подставка, представляет собой окружность диаметром 478 мм (см. приложение 4), часть окружности отсутствует и составляет разницу между основной окружностью диаметром 478 мм и окружностью диаметром 399 мм. За счет отсутствия этой части деталь после склеивания свободно формируется в пьедестал. Диаметр большей окружности фиксирующей подставки меньше диаметра большей окружности основной подставки на две толщины материала. Это делает возможным свободное помещение фиксирующей подставки в основную. Высота пьедестала фиксирующей подставки меньше основной на три толщины материала, поэтому она незаметна под основной подставкой.
Основная подставка позволяет удерживать колонну и воротник на плоскости. Фиксирующая подставка вставляется в основную и хотя и является незаметной для глаза, но выполняет очень важную функцию – создает дополнительную жесткость и позволяет создать равновесие всей конструкции. Возможет также вариант изготовления фиксирующей подставки из более плотного картона с большей массой м2
, чтобы увеличить устойчивость конструкции в целом. Таким образом, шоу-бокс представляет собой составную единицу, последовательность сборки которой следующая:
1. колонну, собранную в той последовательности, которая описана выше, закрепляют на основной подставке, сформированной в виде пьедестала, путем вставки замка 2 в прорезь 10, замка 3 в прорезь 11, замка 4 – в прорезь12, а замкового элемента 5 в прорезь 9;
2. укрепляют фиксирующую подставку в основной, прижимая части замков 2 – 5 к основной подставке;
3. вставляют предварительно склеенную стойку с отогнутыми кончиками в колонну до касания с основной подставкой.
3. Разработка технологии изготовления шоу-бокса для мужских галстуков
Общая технологическая схема изготовления шоу-бокса и выбор оборудования
Общая технологическая схема изготовления шоу-бокса сводится к следующим операциям:
Рис.3.1. Технологическая схема процесса производства шоу-бокса
Использование фактурного или окрашенного в массе картона позволяет не только легко подобрать цвет галстука к цвету рубашки, но и исключает необходимость в таких операциях как печать и послепечатная отделка.
Операция штанцевания, состоящая из процессов высечки контура и формирования линий биговки, выполняется на плоскоштанцевальной машине. Выбор плоскоштанцевальной машины обуславливается габаритными размерами развертки заготовки и занимаемой ею площадью. Задача выбора машины состоит в том, чтобы свети отходы материала к минимуму, т.е. сократить затраты производства. Общая площадь, занимаемая заготовкой, приближенно составляет 440962,4 мм2
. Из всех стандартных размеров листового картона, предлагаемого на рынке, наиболее оптимальным вариантом для размещения развертки является лист форматом 1415х1020 мм, вмещающий все конструктивные элементы шоу-бокса. При этом коэффициент использования материала равен:
КИМ = ,
где - общая площадь, занимаемая развертками в пределах листа материала;
Sлиста
– площадь заготовки картона.
КИМ =
Важным этапом в выборе материала является расчет минимально необходимой величины заказа материала из условия, что объем заказа шоу-боксов составляет 1000 штук/год. Т.к. каждый лист картона вмещает всего лишь одну развертку шоу-бокса, заказ материала в листах составит 1000 листов/год форматом 1020*1415 мм. Зная массу м2
картона величину заказа можно выразить в кг:
К = 1000*1,415*1,020*350/1000=505,2 кг
Формат листа заготовки (1415х1020 мм) совпадает с форматом машины одной из ведущих фирм-производителей оборудования для упаковочной отрасли BP 142 немецкой фирмы Bobst. Именно эту машину выберем в качестве основной производственной единицы.
Технические характеристики на машину BP 142 представлены в табл.3.1. [2]
Табл.3.1. Основные технические характеристики плоскоштанцевальной машины BP 142 фирмы Bobst
| № п/п |
Наименование показателя |
Значение показателя |
| 1 |
Максимальный формат листа, мм |
1415х1020 |
| 2 |
Усилие штанцевания, т |
300 |
| 3 |
Максимальный размер высечки, мм |
1405х1015 |
| 4 |
Ширина захвата, мм |
13 |
| 5 |
Габаритные размеры, м Высота Ширина длина |
2,60 4,70 8,85 |
Именно на этой машине производится высечка контура развертки упаковки и формирование линий биговки. Остальные операции – отделение облоя, разделение заготовок, стапелирование – производятся вручную.
Заготовки тары в плоском виде укладываются в пачки или кипы массой 20-25 кг и обвязывают. В каждой кипе должны быть детали одного размера. Обвязывают по большой стороне одним поясом при длине кипы до 600 мм, двумя поясами – при большей длине. Возможно расположение двух поясов крестообразно. Обвязку пачек можно проводить как механическим способом, используя специальные обвязочные станки, так и с помощью ручного инструмента. Заготовки могут быть также упакованы в термоусадочную пленку и помещены в гофро-короба. С целью обеспечения механизации погрузочно-разгрузочных работ при транспортировании готовой продукции потребителям необходимо укрупнить грузовые единицы, для чего производят укладку пачек в транспортные пакеты на стандартном поддоне или без него с образованием так называемых транспортных единиц. [3]
3.1 Формирование оснастки процесса штанцевания
3.1.1 Штанцевальный штамп
В процессе штанцевания производится высечка контура развертки коробки, биговка линий сгиба на развертке, по которым впоследствии будет производиться фальцовка. Для этого необходимо, чтобы комплект оснастки штанцевальной машины был дополнен штанцевальным штампом.
Штамп состоит из основания, в котором закреплен рабочий инструмент.
В качестве рабочих инструментов используются высекальные и биговальные ножи. Для фиксации картона при выполнении технологических операций и удаления его после штанцевания с рабочих поверхностей инструмента к основанию с помощью клея или двухсторонней липкой ленты крепится пружинящий (эжекторный) материал.[4]
В качестве основания применяют калиброванную, без сучков, ударопрочную фанеру толщиной 15 мм.
Крепление рабочего инструмента в основании осуществляется с помощью пазов, выпиливаемые лобзиком или выжигаемые лазером.
Высота всех рабочих инструментов взаимосвязана и зависит от применяемого материала. Высота высекальных ножей соответствует величине 23,8 мм, при этом высота биговальных ножей при толщине картона 0,5 мм сокращается по высоте на толщину материала, т.е. высота биговальных ножей составляет 23,3 мм. Толщина биговальных и штанцевальных ножей выбирается в зависимости от особенностей упаковочного материала. Для картона толщиной 0,5 мм рекомендуется использовать высекальные и биговальные ножи толщиной 0,71 мм.
Режущие линейки могут иметь заточку различного вида для прорезания материала при штанцевании и придания заготовке необходимой для упаковки формы. Второе применение режущих линеек – разделение отходов.
Твердость высекальных ножей выбирается в зависимости от особенностей развертки упаковки. В данном случае выбираются ножи фирмы «ММ» с твердостью тела и режущей части 40 HRC
, максимальный угол сгибания которых 1300
, углом заточки 210
и весом 100 погонных метров 13 кг. В качестве биговальных ножей предлагается использовать стандартные или нормальные биговальные ножи с условным обозначением R. Эти ножи имеют цилиндрическую поверхность формующей головки радиусом rб
:
,
где Sб
– толщина биговального ножа, мм.
Вдоль контура высекальных и биговальных линеек, проникающих в процессе штанцевания вглубь обрабатываемого материала, на рабочую поверхность основания клеями специальных типов и металлическими скобами крепятся выталкивающие эжекторные материалы. Они могут иметь различный профиль сечения, быть изготовлены из различных материалов (резина, пробка, специальные материалы), обладающих различной твердостью и временем релаксации. Применение конкретного эжекторного материала определяется характеристиками обрабатываемого материала, а также типом и производительностью штанцевального оборудования.
Правильная оклейка резиной, включая правильный выбор типа и размера резины, имеет особое значение для эксплуатации и долговечности штанцевальных форм, поскольку в различных участках штанцевальной формы может требоваться резина с различными характеристиками по твердости и реакции на сжатие. [9]
В качестве пружинящего материала выбрана резина с отрытыми ячейками F 10.35, отличающаяся наименьшим значением бокового расширения Хб
и применяемую в основном для штанцевания высококачественных сортов картона с наименьшим пылеобразованием, иначе поры резины забиваются, в результате чего повышается ее жесткость. Показатели свойств резины F 10.35 представлены в табл.3.2.1. [4]
Табл.3.2.1. Основные показатели резины F 10.35
| свойство |
Марка резины F 10.35 |
| Твердость по Шору |
35 |
| Максимальная степень сжатия, % |
35 |
| Скорость штанцевания, ч-1
|
8000 |
| Выносливость, тыс. циклов |
1250 |
| Гарантийный срок хранения, лет |
2 |
| Штанцуемый материал |
картон |
При ширине эжекторного материала 10 мм величина его бокового расширения Хб
в данном случае составляет:
,
где - величина, на которую выступают эжекторные элементы относительно высекальных ножей, =1,5 мм;
SM
– толщина материала, SM
= 0,5 мм;
hв.н.
- высота высекального ножа;
hфанеры
– толщина фанеры.
Данной величине деформации резины F 10.35 соответствует величина бокового расширения Хб
=470 мкм, поэтому резину крепим вдоль высекальных ножей на расстоянии 1 мм. При этом величина напряжения сжатия составляет 2,54 кгс/см2
.
В узких деталях шоу-бокса – замковые элементы (см. лист 3) – устанавливается эжекторный материал шириной 10 мм, величина бокового расширения которого равна нулю, – полиуритан.
3.2 Контрштамп
Контрштамп, являющийся ответной частью штанцевального штампа, представляет собой систему биговочных каналов, оси симметрии которых строго совпадают с осями симметрии соответствующих биговальных ножей штанцевального штампа.
Контрштамп для производства шоу-бокса представляет собой комплексную единицу: часть его – элементы 45, 46 (см. лист 3) – выполнена из пертинакса – слоистый прессованный материал.
Остальные составляющие контрштампа – 47, 48, 49 – выполнены в виде биговальных матриц с юстировочными направляющими. Отрезанные до требуемой длины биговальные матрицы монтируют на соответствующие биговальные ножи штанцевального штампа, вставляя их до упора в посадочном канале юстировочной направляющей. После установки штанцевального штампа в штанцевальную машину с оснований биговальных матриц удаляют защитную бумагу, обнажая клеевой слой. Затем осуществляют рабочий ход штанцевальной машины, в конце которого биговальные матрицы прижимаются к опорному столу (талеру) или к специальной съемной стальной плите и приклеиваются. При обратном ходе бигованые ножи высвобождаются из юстировочных направляющих, которые в свою очередь удаляются с поверхности биговальных матриц, и контрштамп готов к работе.[3,4]
Важными показателями биговальных матриц является длина их биговальных каналов, определяемая длиной биговальных ножей, и ширина биговального канала.
Ширина биговального канала может быть определена из следующей зависимости:
b=1,3SM
+Sб
b=1,3*0,5+0,71=1,36 мм
3.2.1 Проведение силовой и весовой балансировок штампа
В связи с тем, что штанцевание осуществляется в высокоскоростном режиме, к штанцевальным штампам предъявляют высокие требования по их весовому и силовому уравновешиванию.
Весовая балансировка
В основу правил весового и силового уравновешивания положен принцип равенства моментов относительно осей симметрии штанцевального штампа. [3]
Правило весового уравновешивания заключается в следующем: сумма моментов от веса всех рабочих инструментов и пружинящих элементов относительно осей симметрии штанцевального штампа должна быть равна нулю:
(1)
Для определения момента от веса режущего ножа необходимо определить вес ножа Рн
и координаты центра тяжести ножа (хн
, ун
) относительно осей симметрии штампа. Моменты от веса режущих и биговальных ножей:
М(х)=Рн
(Охн
), (2)
М(у)=Рн
(Оун
).
РН
= 13 кг на 100 погонных метров.
Проведем весовую балансировку для штампа шоу-бокса.
Весовая балансировка относительно оси Y:
= М4
Р4
+ М5
Р5
+ М6
Р6
+ М7
Р7
+ М8
Р8
+ М9
Р9
+ М10
Р10
,
где индексы 4-10 обозначают номера ножей (см. лист 3), которые необходимо учесть при балансировке.
=[(10+1+65/2)*13*92,86/100000+(10+1+315,3-65/2)*13*92,86/100000]+[(10+1)*13*592/100000+(10+1+315,3)*13*65/100000++(10+1+315,3+5)*13*10/(100000*Cos450
)+(10+1+325,3)*13*345/100000]+[(10+1+240-92*Cos50
/2)*13*92/100000]+[(10+1+240)*13*1256,6/100000]+
+[(10+1+240-51)*13*10/100000+(10+1+240+51)*13*10/100000]+[(10+1+480-92*Cos50
/2)*13*92/100000+(10+1+240-10*Cos50
/2)*13*10/100000+(10+1+240--62*Cos50
/2-10*Cos50
/2)*13*62/100000+(10+1+240-10*Cos50
-62*Cos50
-10*Cos450
-10*Cos450
)*13*10/10000]+[(10+1+240)*13*3,14*400/100000]+
+[(10+1+315,3+5)*13*10/(100000*Cos450
)]=116,703 кгс*мм
= М1
Р1
+М2
Р2
+М3
Р3
+М11
Р11
+М13
Р13
+М14
Р14
+М15
Р15
+М16
Р16
+М17
Р17
+
+М18
Р18
+М19
Р19
+М20
Р20
+М21
Р21
.
=-([(10+1+239+88*Cos80
/2)*13*88/100000]+[(10+1+
+239)*13*3,14*399/100000+(10+1+239+10*Cos80
/2)*13*10/100000+(10+1+
+239+10*Cos80
+10*Cos450
/2)*13*10/100000+(10+1+239+10*Cos80
+
+10*Cos450
+78*Cos80
/2)*13*58/100000+(10+1+239+10*Cos80
+10*Cos450
+
+78*Cos80
+10*Cos450
/2)*13*10/100000]+[(10+1+250+160)*13*450/100000+
+(10+1+250+160-10)*13*15/100000]+[(10+1+250+160-80)*13*15/100000+
+(10+1+250+160-90)*13*15/100000+(10+1+250+160-160)*13*15/100000+
+(10+1+250-10)*13*15/100000+(10+1+250-80)*13*15/100000+(10+1+250-
-90)*13*15/100000]+[(10+1+25*Cos730
+10*Cos730
/2)*13*10/100000]+
+[(10+1+250-160)*13*(435-355)/100000+(10+1+250-160-10)*13*345/100000+
+2*(10+1+250-160-5)*13*10/(100000*Cos450
)]+[(10+1+250-
-160)*13*355/100000]+[(10+1+250-160+53*Cos400
+23,7)*13*61,88/100000+
+(10+1+250-160+53*Cos400
+23,7)*13*61,88/100000+(10+1+
+250)*13*92*2*3,14/(4*100000)]+[(60*Cos170
+127*Sin500
/2+10+
+1)*13*127/100000+(10+1+60*Cos170
/2)*13*60/100000]+[(10+1+500-
-60*Cos170
-90*Sin500
/2)*13*90/100000+(10+1+500-33*Cos170
-
-27*C
/2)*13*27/100000]+[(10+1+135*Sin170
/2)*13*135/100000+
+(10+1+85*Sin500
/2+135*Sin170
)*13*85/100000+(10+1+
+390)*13*3,14*266/(5*100000)+(10+1+380)*13*112/100000+(10+1+380+
+120)*13*112/100000+(10+1+390+110)*13*3,14*266/(5*100000)+
+(10+1+250+120+85*Sin500
/2)*13*85/100000+(10+1+500-
-135*Sin170
/2)*13*135/100000]+[(10+1+500-37*Cos170
/2)*13*37/100000])=
=-192,087 кгс*мм
=116,703-192,087=-73,384 кгс*мм (3)
Штанцевальный штамп оказался неуравновешенным (3) относительно оси у, поэтому в конструкции штампа необходимо предусмотреть установку дополнительных компенсационных ножей, чтобы сумма моментов от их веса составляла 73,384 кгс*мм.
, (4)
где уК
(+) – расстояние, на которое будет помещен компенсационный нож.
(5)
Формат штанцформы не вмещает такую длину компенсационного ножа относительно оси у, поэтому необходимо разделить его на две части.
(6)
Весовая балансировка относительно оси Х
=-([2*(592-65+65/2-92,5)*13*65/100000]+
+[(592-92,5)*13*315,3/100000+(592-92,5-65-5)*13*10/(100000*Cos450
)]+
+[(565-185-107,5)*13*10/100000+336,5*13*10/100000]+[(355-92,5-
-5)*13*10/(100000*Cos450
)]+[(435-92,5-92)*13*3,14*92*2/(4*100000)+
+2*(435-92,5+(90-37)*Cos500
+61,88*Cos500
/2)*13*61,88/100000]+
+[(435-37*Cos500
-92,5+127*Cos500
/2)*13*127/100000+(435-92,5-
-37*Cos500
+127*Cos500
/2)*13*127/100000+(435-37*Cos500
-92,5+
+27*Sin170
/2)*13*27/100000]+[2*(664-92,5)*13*3,14*268/(5*100000)+
+2*(135*Cos170
+85*Sin500
/2+435-(37*Cos500
-60*Sin170
)-
-92,5)*13*85/100000+2*(435-37*Cos500
-92,5+135*Cos170
/2+
+60*Sin170
)*13*135/100000]+[(435-92,5-37*Cos500
+
+27*Cos170
/2)*13*27/100000]+[(435-37*Cos500
-92,5+
+127*Cos500
/2)*13*127/100000+(435-92,5-37*Cos500
+
+60*Sin170
/2)*13*60/100000])=-92,608 кгс*мм
=М1
Р1
+М2
Р2
+М3
Р3
+М4
Р4
+М5
Р5
+М6
Р6
+М7
Р7
+М9
Р9
+М11
Р11
+
+М12
Р12
+М13
Р13
=[92,5*13*315,3/100000+(92,5-5)*13*10/(100000*Cos450
)]+
+[3*107,5*13*10/100000]+[3*(107,5-15)*13*74/100000]+
+[107,5*13*10/100000]+[(107,5+1+10+1+10+39,5/2)*13*78/100000]+
+[(239+107,5+20+2)*13*3,14*399/100000]+[(107,5+20+2+
+39,5/2)*13*88/100000+(239+107,5+20+2)*13*3,14(478-399)/100000+
+(107,5+22+39,5-10*Sin80
/2)*13*10/100000+(107,5+22+39,5-
-10*Sin450
/2)*13*10/100000+(107,5+22+239-88*Sin80
/2-
-10)*13*68/100000+(107,5+22-10)*13*10/(100000*Cos450
)]+
+[(107,5+22+240-51)*13*10/100000+(107,5+22+240+51)*13*10/100000]+
+[(107,5+22+39,5/2)*13*82/100000]+[(107,5+22+240)*13*3,14*400/105
]+
+[(107,5+22+240)*13*3,14*400/105
+(107,5+22+40/2)*13*92/105
+
+(107,5+22+40-10*Sin50
/2)*13*10/105
+(107,5+22+40-10*Sin50
-
-10*Cos450
/2)*13*10/(105
*Cos450
)+(107,5+22+240-92*Sin50
/2-
-10)*13*72/105
+(107,5+22-10)*13*10/(105
*Cos450
)]=211,408 кг*мм
=211,408-92,608=118,8 кгс*мм (7)
Из (7) следует, что штанцформа требует уравновешивания относительно оси х.
(8)
Силовая балансировка
Правило силового уравновешивания: сумма моментов от возникающих максимальных усилий сжатия пружинящих элементов относительно осей симметрии штанцевального штампа должна быть равна нулю:
(9)
Моменты от усилий сжатия i – го пружинящего элемента равны произведению его усилию сжатия Рiсж
на соответствующие расстояния от осей симметрии до геометрического центра проекции его площади (xin
, yin
):
М(х)i
=Р iсж
(Охin
),
М(у)i
=Рiсж
(Оуin
). (10)
Р iсж
= , (11)
где Sсеч.
- площадь сечения пружинящего элемента.
Силовая балансировка относительно оси х
МРсж
(х-)=М22
Р22
+М23
Р23
+М24
Р24
+М25
Р25
+М26
Р26
+М28
Р28
+М36
М36
+
+М38
Р38
+М39
Р39
+М44
Р44
МРсж
(х-)=-([2*0,0254(592-92,5-5-1)*10*(55+45)/2]+[(592-92,5-65-
-5)*10*0,0254*10/Cos450
+(592-92,5+1+5)*10*325,3*0,0254]+[(592-
-92,5-1-5)*10*185,3*0,0254]+[(355-92,5-5)*10*0,0254*10/Cos450
]+
+[(435-92,5-37*Cos500
+60*Sin170
/2-1-5)*10*60*0,0254+(435-92,5-
-37*Cos500
+37*Cos500
/2-1-5)*10(74+10*tg500
)*0,0254/2]+[2*(435-
-92,5-37*Cos500
+60*Sin170
+135*Cos170
/2)*10*135*0,0254+
+2*(135*Cos170
+85*Sin500
/2+435-(37*Cos500
-60*Sin170
)-
-92,5)*10*85*0,0254+2*(664-92,5)*10*3,14*266*0,0254/5+(750-92,5+
+1+5)*10*114*0,0254*2]+[(435-92,5-37*Cos500
+27*Cos170
/2-1-
-5)*10*2*0,0254]+[2*(435-92,5-37*Cos500
+60*Sin170
+
+135*Cos170
/2)*10*135*0,0254+2*(135*Cos170
+85*Sin500
/2+435-
-(37*Cos500
-60*Sin170
)-92,5)*10*85*0,0254+2*(664-
-92,5)*10*3,14*266*0,0254/5+(750-92,5-1-5)*10*119*0,0254*2+(435-
-92,5-37*Cos500
+60*Sin170
/2+1+5)*10*50*0,0254*2+(435-
-37*Cos500
-92,5+127*Cos500
/2+1+5)*10*127*0,0254*2]+[(435-
-37*Cos500
-92,5+27*Sin170
/2-1-5)*10*24*0,0254+(435-92,5-
-37*Cos500
+37*Cos500
/2-1-5)*10*(74+10*tg500
)*0,0254/2]+[(435-
-37*Cos500
-92,5+127*Cos500
/2-1-5)*10*90*0,0254*2])=-371821,9 кгс*мм
МРсж
(х+)=М28
Р28
+М31
Р31
+М32
Р32
+М33
Р33
+М35
Р35
+М36
Р36
+М37
Р37
+
+М40
Р40
+М41
Р41
+М42
Р42
МРсж
(х+)=[(92,5+1+5)*10*305,3*0,0254+(92,5-5+1+
+5)*10*0,0254*10/Cos450
]+[(92,5-1-5)*10*305,3*0,0254]+[(92,5-1-
-5)*10*74*0,0254*4]+[(92,5+1+5)*10*48*0,0254*3]+[(92,5+1+
+5)*10*59*0,0254+(92,5-5+1+5)*10*0,0254*10/Cos450
]+[(239+107,5+
+22)*10*3,14*399*0,0254+(107,5+22+39,5/2-1-5)*10*88*0,0254+(107,5+
+22+239-88*Sin80
/2-10-1-5)*10*68*0,0254]+[(239+107,5+22+1+
+5)*10*3,14*399*0,0254+(107,5+22+39,5/2+1+5)*10*0,0254*(60+88)/2]+
+[(107,5+22+240)*10*3,14*480*0,0254+(107,5+22+40/2-1-
-5)*10*92*0,0254+(107,5+22+20-1-5-10)*10*72*0,0254]+[(240+107,5+
+22)*10*3,14*400*0,0254]+[(240+107,5+22-51-1-5)*10*10*0,0254+
+(240+107,5+22-51+1+5)*10*10*0,0254+(240+107,5+22+51-1-
-5)*10*10*0,0254+(240+107,5+22+51+1+5)*10*10*0,0254]+[(107,5+
+1+5)*10*30*0,0254]=537980,88 кг*мм
537980,88-371821,9=166158,98 кгс*мм (12)
Существующей дисбаланс относительно оси х можно преодолеть путем установления на штанцформу дополнительных пружинящих элементов.
Т.к. в той же части штанцформы установлены компенсационные ножи, то удобнее расположить дополнительные пружинящие элементы по обе стороны относительно ножей:
(13)
(14)
Силовая балансировка относительно оси у
МРсж
(у+)=М14
Р14
+М36
Р36
+М37
Р37
+М38
Р38
+М40
Р40
+М41
Р41
МРсж
(у+)=[(10+1+325,3+1+5)*10*507*0,0254+2*(10+1+325,3-5+1+
+5)*10*0,0254*10/Cos450
+(10+1+315,3+1+5)*10*55*0,0254+
+5*10*(592-10)*0,0254]+[(10+1+315,3-1-5)*10*0,0254*(63+55)/2+
+(10+1+1+5)*10*0,0254*(65+55)/2]+[(10+1+1+5)*10*526*0,0254]+
+[(10+1+240-51-1-5)*10*10*0,0254+(10+1+240-51+1+5)*10*10*0,0254+
+(10+1+240+51-1-5)*10*10*0,0254+(10+1+240+51+1+5)*10*10*0,0254]+
+[(240+1+5)*10*3,14*400*0,0254+(10+1+480-
-92*Cos50
/2)*10*92*0,0254+(10+1+240-62*Cos50
/2-
-10*Cos50
/2)*10*62*0,0254]+[(240-1-5)*10*3,14*400*0,0254]=
=228790,49 кгс*мм
МРсж
(у-)=М22
Р22
+М23
Р23
+М24
Р24
+М25
Р25
+М27
Р27
+М28
Р28
+М29
Р29
+М30
Р30
+
+М32
Р32
+М35
Р35
+М42
Р42
+М43
Р43
+М44
Р44
МРсж
(у-)=-([(10+1+60*Cos170
+37*Cos400
/2+1+5)*10*36*0,0254+(10+1+
+30*Cos170
)*10*60*0,0254]+[(10+1+135*Sin170
/2-1-5)*10*135*0,0254+
+(10+1+135*Sin170
+85*Cos400
/2-1-5)*10*85*0,0254+(10+1+390-1-
-5)*10*3,14*266*0,0254/5+(10+1+250-120-1-5)*10*122*0,0254+
+(10+1+250+120+1+5)*10*122*0,0254+(10+1+390+110+1+
+5)*10*3,14*266*0,0254/5+(10+1+250+120+85*Sin500
/2+1+
+5)*10*85*0,0254+(10+1+500-135*Sin170
/2+1+5)*10*135*0,0254]+
+[(10+1+135*Sin170
/2+1+5)*10*135*0,0254+(10+1+135*Sin170
+
+85*Cos400
/2+1+5)*10*85*0,0254+(10+1+390+1+
+5)*10*3,14*266*0,0254/5+(10+1+250-120+1+5)*10*101*0,0254+
+(10+1+250+120-1-5)*10*101*0,0254+(10+1+390+110-1-
-5)*10*3,14*266*0,0254/5+(10+1+250+120+85*Sin500
/2-1-
-5)*10*85*0,0254+(10+1+500-135*Sin170
/2-1-5)*10*135*0,0254]+
+[(10+1+500-37*Cos170
/2)*10*24*0,0254]+[(10+1+500-36*Cos170
-
-24*Cos170
/2)*10*24*0,0254+(10+1+500-60*Cos170
-36*Sin500
/2+1+
+5)*10*36*0,0254]+[(10+1+60*Cos170
+37*Sin500
+90*Cos400
/2+1+
+5)*10*90*0,0254]+[(10+1+250-160+1+5)*10*80*0,0254]+[(10+1+250-
-170-1-5)*10*335*0,0254+(10+1+250-170+5)*10*2*0,0254*10/Cos450
]+
+[(10+1+250-160-70-1-5)*10*15*0,0254+(10+1+250-160-70+10+1+
+5)*10*15*0,0254+(10+1+250-160-70+10+70-1-5)*10*15*0,0254+
+(10+1+250-160-70+10+70+10+1+5)*10*15*0,0254+(10+1+250-160-70+
+10+70+10+70-1-5)*10*15*0,0254+(10+1+250-160-70+10+70+10+70+
+10+1+5)*10*15*0,0254+(10+1+250-160-70+10+70+10+70+10+70-1-
-5)*10*15*0,0254+(10+1+250-160-70+10+70+160+10+1+
+5)*10*15*0,0254]+[(10+1+250+160+1+5)*10*0,0254*(435+425)/2]+
+[(10+1+250+60-1-5)*10*435*0,0254]+[2*(10+1+25*Cos730
+
+10*Cos730
/2)*10*10*0,0254]+[(239+1+5+5)*10*3,14*399*0,0254+
+(10+1+239-88*Cos80
/2)*10*88*0,0254+(10+1+239+10*Cos80
+10+
+58*Cos80
/2)*10*58*0,0254]+[(239-1-5+1+5+1+
+10)*10*3,14*399*0,0254+(10+1+239-88*Cos80
/2)*10*0,0254*(88+
+60)/2])=-531370,44 кгс*мм
(15)
Из выражения (15) следует, что для балансировки штанцформы необходимо добавить компенсационный эжекторный материал в соответствии со следующей зависимостью:
(16)
Также как и при силовой балансировке относительно оси х, расположим компенсационную резина по обе стороны компенсационных ножей:
Количество изготавливаемых штанцевальных форм зависит от тиражестойкости рабочих элементов штанцевального штампа, тиражестойкости пружинящих материалов и величины заказа.
Учитывая небольшую величину заказа (1000 штук/год), количество штанцевальных форм, необходимых для его выполнения, составляет 1 шт.
Штамп и контрштамп с соответствующими балансировками представлены в приложении 5.
4. Анализ процесса изготовления и сборки шоу-бокса для мужских галстуков
Цель, которая преследуется в данной главе, направлена на повышение стабильности функционирования анализируемой системы – процесса изготовления и сборки шоу-бокса для мужских галстуков – и расширение поисково-информационной системы.
Для достижения поставленной цели построим функциональную схему процесса, дадим расшифровку критериев операционности, сложности, цикличности, динамики данного процесса с составлением сводной таблицы и указанием весовых коэффициентов. По полученным данным проведем критериальный анализ анализируемого процесса П1 с процессами П2 и П4. Для анализа построим векторную диаграмму, номограмму целостности с определением стабильности функционирования системы и матрицу решений.
Окончательный результат как цель всей работы – это внесение в базу данных информационного поля упаковывания, ИП - УП п/с 1.1, 1.2.
4.1 Процесс изготовления и сборки шоу-бокса
Производство складных коробок представляет собой совокупный процесс, состоящий из наиболее распространенных в полиграфии технологических операций: печати текста и изображения, отделки внешней запечатанной поверхности, штанцевания, отделения технологических излишков материала (облоя), отделения друг от друга индивидуальных заготовок коробок (раскроя), фальцевания, склеивания и сборки упаковки. Последовательность проведения этих операций можно представить графически с использованием следующих систем модификации:
1) операторная модель – система взаимосвязанных процессоров (символов), ограниченных прямоугольником, выполненным сплошной или пунктирной линией;
2) функциональная схема – графическое изображение объекта обработки вместе с соприкасающимися с ним рабочими исполнительными и транспортирующими органами, выполняется в перспективе по ходу выполнения технологических операций. По ходу процесса расставляют технологические операции в порядке последовательности их выполнения, а также технологические и кинематические параметры;
3) пространственно-временная модель (ПВМ) – система взаимосвязанных траекторий центров масс объектов обработки в системе координат XYZ, заключенная в операционном тоннеле с координатами X1
, Y1
, Z1
; по ходу процесса указываются точки входа, выхода, точки встреч (Свх
, Свых
, Свс
), а также операции процесса и символы критериев синтеза;
4) граф системы, вершинами которого являются выделенные процессы, заключенные в прямоугольники, а ребрами являются связи между ними (стрелки, указывающие направление)
Граф описанной выше системы выглядит следующим образом:
1 – упаковывание (фальцевание, склеивание, сборка),
2 – отделение заготовок коробок (раскроя),
3 – отделение облоя,
4 – бигование линий сгиба,
5 - высечка контура,
6 – отделка,
7 – печать.
Операторные модели и граф системы служат для проведения исследований по диагностике процессов. Функциональные схемы и ПВМ служат для проведения критериального анализа и синтеза новых оптимальных процессов.
4.2 Диагностика процесса
Диагностика – статистические исследования и их обработка. Диагностику обычно проводят при использовании операторной модели и граф системы.
В процессе диагностики определяются слабые звенья системы, подсчитываются числовые значения стабильности функционирования частей процессов hi
и целостность всей системы Q. В процессе диагностики можно не только определить слабые звенья, но и наметить перспективы развития. Выявить причину отмеченных недостатков (поставить диагноз) возможно только при проведении критериального анализа.
Диагностика и критериальный анализ – это основа синтеза новых оптимальных процессов.
С помощью диагностики определяются ведущие параметры процесса, допуски на них, объем выборок по выходам процессов, интервал времени взятия проб.
4.2.1 Описание процесса
Процесс представляет собой процесс изготовления и сборки шоу-бокса для мужских галстуков – П1.
Проведение процесса диагностики поможет определить слабые стороны описываемого процесса и его стабильность.
В диагностику процесса включены 4 подсистемы:
сборка упаковки п/с1
– P1
1
;
отделение заготовок п/с2
– P1
2
;
отделение облоя п/с3
– P1
3
;
штанцевание п/с4,5
– P1
4
.
4.2.2 Статические данные
Статистические данные по вероятностям попадания Pj
i
в интервале распределения по справочным данным следующие:
Табл.4.2.1 Статистические данные
| количество опытов |
P1
|
P1
|
P1
|
P1
|
| 1 |
0,99 |
0,97 |
0,98 |
0,96 |
| 2 |
0,99 |
0,96 |
0,99 |
0,96 |
| 3 |
0,98 |
0,99 |
0,97 |
0,95 |
| 4 |
0,97 |
0,97 |
0,96 |
0,99 |
| 5 |
0,96 |
0,97 |
0,99 |
0,98 |
Примечание:
Статистические данные по п/с1
получены дипломантом самостоятельно во время преддипломной практики.
4.2.3 Определение энтропии Hiп/с
, стабильности функционирования hjп/с
и целостности всей системы Q
В данном разделе поведем диагностику процесса изготовления шоу-бокса для мужских галстуков, определив соответствующие параметры.
Порядок проведения диагностики определяется энтропией системы Hi п/с
Hi
= - P1
log2
P1
– P2
log2
P2
, (1)
где P1
– вероятность попадания ведущих параметров в интервал распределения, удовлетворяющая стабильности функционирования системы (по выходам);
P2
– вероятность непопадания в интервал распределения, P2
= 1- P1
.
Стабильность функционирования hi
определяется следующим соотношением:
hi
= 1- Hi
/ Hmax
, (2)
где Hi
– энтропия бинарной подсистемы как степень её неорганизованности, соответствует текущему значению качества функционирования по выходам подсистемы в битах,
Hmax
– максимальная энтропия как степень неорганизованности системы, соответствует нормальному распределению выходов подсистемы (случай, когда 50% образцов удовлетворяет нормальному функционированию системы, а 50% - нет, в битах).
Учитывая, что Hmax
= 1, стабильность системы можно определить из следующей зависимости:
hi
= 1- Hi
(3)
Средняя величина стабильности системы равна:
hср
=S hi
/n, (4)
где n – количество опытов.
Полученные значения Hi
, hi
и hср
представлены в таблицах 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4, 4.2.5.
Таблица 4.2.2 Данные по подсистеме 1
| № оп. |
P1
|
P2
|
Hi
|
hi
|
hср
|
| 1 |
0,99 |
0,01 |
0,0144 + 0,0664= 0,0808 |
1 – 0,0808/1= 0,9192 |
0,8520 |
| 2 |
0,99 |
0,01 |
0,0144 + 0,0664= 0,0808 |
1 – 0,0808/1= 0,9192 |
|
| 3 |
0,98 |
0,02 |
0,0286+0,1129= 0,1415 |
1 - 0,1415/1= 0,8585 |
|
| 4 |
0,97 |
0,03 |
0,0426+0,1518= 0,1944 |
1 - 0,1944/1= 0,8056 |
|
| 5 |
0,96 |
0,04 |
0,0565+0,1858= 0,2423 |
1 - 0,2423/1= 0,7577 |
Таблица 4.2.3 Данные по подсистеме 2
| № оп. |
P1
|
P2
|
Hi
|
hi
|
hср
|
| 1 |
0,97 |
0,03 |
0,0426+0,1518= 0,1944 |
1 - 0,1944/1= 0,8056 |
0,8187 |
| 2 |
0,96 |
0,04 |
0,0565+0,1858= 0,2423 |
1 - 0,2423/1= 0,7577 |
|
| 3 |
0,99 |
0,01 |
0,0144 + 0,0664= 0,0808 |
1 – 0,0808/1= 0,9192 |
|
| 4 |
0,97 |
0,03 |
0,0426+0,1518= 0,1944 |
1 - 0,1944/1= 0,8056 |
|
| 5 |
0,97 |
0,03 |
0,0426+0,1518= 0,1944 |
1 - 0,1944/1= 0,8056 |
Таблица 4.2.4 Данные по подсистеме 3
| № оп. |
P1
|
P2
|
Hi
|
hi
|
hср
|
| 1 |
0,98 |
0,02 |
0,0286+0,1129= 0,1415 |
1 - 0,1415/1= 0,8585 |
0,8520 |
| 2 |
0,99 |
0,01 |
0,0144 + 0,0664= 0,0808 |
1 – 0,0808/1= 0,9192 |
|
| 3 |
0,97 |
0,03 |
0,0426+0,1518= 0,1944 |
1 - 0,1944/1= 0,8056 |
|
| 4 |
0,96 |
0,04 |
0,0565+0,1858= 0,2423 |
1 - 0,2423/1= 0,7577 |
|
| 5 |
0,99 |
0,01 |
0,0144 + 0,0664= 0,0808 |
1 – 0,0808/1= 0,9192 |
Таблица 4.2.5 Данные по подсистеме 4
| № оп. |
P1
|
P2
|
Hi
|
hi
|
hср
|
| 1 |
0,96 |
0,04 |
0,0565+0,1858= 0,2423 |
1 - 0,2423/1= 0,7577 |
0,8013 |
| 2 |
0,96 |
0,04 |
0,0565+0,1858= 0,2423 |
1 - 0,2423/1= 0,7577 |
|
| 3 |
0,95 |
0,05 |
0,0703+0,2161= 0,2864 |
1 - 0,2864/1= 0,7136 |
|
| 4 |
0,99 |
0,01 |
0,0144 + 0,0664= 0,0808 |
1 – 0,0808/1= 0,9192 |
|
| 5 |
0,98 |
0,02 |
0,0286+0,1129= 0,1415 |
1 - 0,1415/1= 0,8585 |
Зная стабильности функционирования подсистем в системе, можно определить её целостность Q
Qi
= h4
+ h3/4
+ h2/3,4
+ h1/2,3,4
– (L – 1), (5)
где L – количество подсистем.
Qi
= 0,8520+ 0,8187 + 0,8520 + 0,8013 – (4-1) = 0,324
Значение стабильности функционирования свидетельствует о достаточном уровне ее организованности.
4.2.4 Номограмма целостности hср
(h)
Номограмма целостности позволяет определить уровень целостности каждого i-го исследуемого процесса, а также наметить пути совершенствования системы.
Целостность – уровень организованности системы. В цифрах наивысший уровень равен 1. При Q £ 0 система является суммативной (низкая степень организованности).
Используя номограмму целостности, можно оценить стабильность функционирования системы и спрогнозировать пути ее дальнейшего развития, которые могут заключаться в следующем:
1) усовершенствование технологии (по оси X);
2) усовершенствование устройств и машин путём повышения стабильности их функционирования hI
;
3) для не суммативных систем (систем, имеющих высокую степень организации) возможно применение систем автоматизации, способные поднять систему на более высокий организационный уровень.
Построим номограмму целостности для системы, отражающей процесс изготовления шоу-бокса для мужских галстуков:
Рис. 4.2.1. Номограмма целостности
Номограмма целостности (рис.4.2.1) свидетельствует о том, что система имеет достаточно высокий уровень целостности и готова к приему средств автоматизации. Развитие системы можно проводить в следующих направлениях:
1) по стрелке 1 проводится усовершенствование технологии процесса путем сокращения подсистем;
2) по стрелке 2 идет усовершенствование механики путем повышения стабильности функционирования узлов.
Проведение диагностики позволяет выявить «узкие» места процесса, его недостатки, сама же причина выявленных недостатков не может быть обнаружена. Данные о причинах наличия у системы недостатков можно получить, используя критериальный анализ.
4.3 Проведение критериального анализа
Выявленные в результате диагностики процесса недостатки могут быть нейтрализованы путем применения к нему критериального анализа, кроме того, существует возможность синтезировать новый процесс.
Так как процесс изготовления шоу-бокса для мужского галстука – П1 – состоит из ручных операций, что связано с появлением больших сложностей, негативных помех, больших возмущающих факторов (удары, толчки, царапины), то появляется необходимость повысить стабильность функционирования процесса.
Повышение стабильности функционирования системы можно вести в двух направлениях:
1) автоматизация существующего процесса,
2) оптимизация процесса с помощью критериев синтеза с последующей его механизацией.
Чтобы добиться поставленных целей, необходимо построить функциональную схему процесса, дать расшифровку критериев операционности, сложности, цикла, динамики данного процесса П1, составить сводную таблицу с весовыми коэффициентами fi
.
Затем необходимо провести критериальный анализ данного процесса П1 с процессами П3, П4.
Цель всей работы – это составление базы данных информационного поля упаковывания, ИП-УП п/с 1.1,1.2. Это информационное поле относится к поисковой информационной карте процессов упаковывания, ПИК-УП.ИП-УП п/с 1.1,1.2, которая в свою очередь входит в информационную поисковую систему, ИПС-Т.ПИК-УП.ИП-УП п/с 1.1,1.2.
4.3.1 Параметры процесса сборки шоу-бокса для мужских галстуков
Параметры любого процесса можно представить в виде совокупности технологических и кинематических параметров. Для процесса сборки шоу-бокса для мужских галстуков кинематические параметры исключаются, т.к. все процессы сборки – это ручные процессы.
Технологические параметры
процесса представляют собой совокупность технологических параметров применяемого для производства шоу-бокса картона – хром-эрзац:
- масса 170-850 г/м2
,
- толщина 0,3 – 1,5 мм,
- минимальное сопротивление расслаиванию 90-150 Н,
- влажность W % = 5-12%,
- стойкость к выщипыванию покровного слоя в машинном направлении 1,6-2,2 м/с,
- гладкость 30-200 с.
4.3.2 Критериальная индексация
Систематизировать процесс критериального анализа можно с использованием системы критериальной индексации. К каждому из критериев применяется алгоритм синтеза. Алгоритм синтеза по критериям АСKi
служит для определения числовых значений соответствующих критериев. АСKi
– логическое построение в виде формулы из ряда параметров, решение которого позволяет оценить процесс или синтезировать новый. Числовое значение алгоритма синтеза представляет собой сумму недостатков погрешностей процесса, следовательно, это безразмерная величина. Оптимальное значение АСKi
= 0. Это говорит о том, что недостатков в процессе на данный отрезок времени нет:
Kс
j
® АСK
с
j
= = Ас
j
Ас
j
0
= 0 при = 0
Существующие критерии синтеза объединяют в три крупные группы:
1) Kj
– общие критерии, характеризуют выполняемый процесс вне зависимости от их классификационной принадлежности; они учитывают характер траекторий центров масс объектов обработки. К общим критериям также относятся:
- критерий цикла Kц
– учитывает цикличность траектории, обозначается символом ″ц″
Kц
® АСK
ц
= ц = t [с-1
] = Ац
Ац0
= 0 при ц = 0
- критерий динамичности Kд
– учитывает резкие изменения направления траектории и возникающие в месте изгиба траектории удары и толчки, обозначается символом ″д″
Kdj
® АСKdj
= = Аdj
Аdj
0
= 0 при = 0
- критерий сложности Kс
учитывает скругление траектории и обозначается символом ″с″;
- критерий операционности Kn
– учитывает количество, а иногда и качество выполняемых операций процесса, обозначается символом ″n″.
Knj
→ АС Knj
=
Аn
0
= 0 при nj
= nmin
2) Kj
0
– отраслевые критерии характерны для машин одного класса и выполняемых ими процессов. К этой категории критериев относятся:
Kтвп
– критерий товарного вида продукта,
Kтвт
– критерий товарного вида тары, учитывает товарный вид тары на выходе из процесса.
3) Kj
к
– классификационные критерии характерны для определенного класса машин. Они могут включать следующие критерии:
Kтд
к
– критерий погрешности (точности) дозирования,
Kэп
к
– критерий эффективности передачи дозы в тару,
Kтф
к
– критерий погрешности формирования тары.
Для накопления процессов в базе данных ИПС используются критериальные индексы только общих критериев и их суммы с учетом коэффициентов весомости fi
.
4.3.3 Построение функциональной схемы процесса
Функциональная схема – графическое изображение объекта обработки вместе с соприкасающимися с ним рабочими исполнительными и транспортирующими органами, выполняется в перспективе по ходу выполнения технологических операций. Для построения функциональной схемы процесса сборки шоу-бокса для мужских галстуков необходимо повести расшифровку всей совокупности производимых при этом ручных операций в соответствии с критерием операционности:
Knj
→ АС Knj
=
Аn
0
= 0 при nj
= nmin
n1,2
– операция взятия основания и нанесения клеевой полосы с использованием клея ПВА, с1
;
n3,4
– операция формирования и склеивания основания, d1,2
;
n5,6
– операция взятия фиксирующего основания и нанесение клеевой полосы (ПВА), с2
;
n7,8
– операция формирования и склеивания фиксирующего основания, d3,4
;
n9
– операция нанесения клеевой полосы (ПВА) на боковой клапан колонны;
n10,11,12
– операции скручивания колонны с формированием цилиндрообразного корпуса, отгибание фартука и воротника, склеивания корпуса по клеевому клапану, с3
, d5,6
;
n13,14,15,16,17
– операции выгибания фартука, закрепление его замковыми устройствами, сгибания левой части воротника вокруг корпуса колонны, сгибания правой части воротника вокруг корпуса колонны, закрепление воротника замковыми устройствами, d7÷12
, с4,5,6
;
n18
– операция закрепления колонны на основании с помощью замковых устройств, d13
;
n19,20
– операции взятия фиксирующего основания и установка его в основание с прижатием клапанов колонны, d14
, с7
;
n21,22
– операции взятия и нанесения клеевой полосы (ПВА) на клапан воротника, с8
;
n23,24
– операции отгибания уголков воротника и склеивание детали по клеевому клапану, d15,16
;
n25
– операция помещения стойки в колонну до касания с основанием, d17
.
Функциональная схема процесса сборки шоу-бокса для мужских галстуков с указанием производимых операций приведена на рис. 4.3.1.
n23,24
n10,11,12
n13,14,15,16,17
n19,20
n25
Рис. 4.3.1. Функциональная схема процесса сборки шоу-бокса для мужских галстуков
Теперь подсчитаем числовые значения критериев цикличности:
Kц
® АСK
ц
= ц = t [с-1
] = Ац
Ац0
= 0 при ц = 0,
то есть цикла нет, и процесс механизирован, автоматизирован и непрерывен.
Для ручных операций .
Определить время цикла t при ручной сборке поможет проведение хронометража:
| t1
|
t2
|
t3
|
t4
|
t5
|
t6
|
t7
|
t8
|
t9
|
t10
|
tср
|
| 75 |
73 |
71 |
73 |
69 |
70 |
69 |
71 |
70 |
70 |
71 |
tср
= 71 с-1
, тогда штучная производительность ручного процесса будет равна Пшт
= = 0,85 кор/мин = 51 кор/час
Показатели критериев перечисленных операций сведем в таблицу:
Табл.4.3.1 Показатели критериев синтеза
| Критерии синтеза |
с |
d |
ц |
п |
|
| Количество критериев |
8 |
17 |
71 |
25 |
121 |
4.3.4 Аппарат ранжирования
Табл. 4.3.2 Аппарат ранжирования
| Показатели по ОСТ 277278 |
с |
d |
ц |
n |
… |
j |
|
| Технико-эксплуатационные показатели |
Пшт
|
+ |
+ |
+ |
+ |
… |
|
| N |
|
|
|
+ |
… |
||
| M |
|
+ |
0 |
+ |
… |
||
| V |
+ |
0 |
|
+ |
… |
||
| Надежностные показатели l, h¢п
|
Н |
+ |
+ |
|
+ |
… |
|
| . |
.. |
. |
. |
. |
.. |
.. |
. |
| баллы |
4 |
3,5 |
2,5 |
5 |
… |
||
| главный критерий |
Kn
|
||||||
| N п/п = u |
2 |
3 |
4 |
1 |
… |
||
| Коэффициент весомости fi
|
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,1 |
… |
||
+ - 1 балл – полная взаимосвязь;
– 0, 5 балла – неполное соответствие;
0 – 0 баллов – отсутствие взаимосвязи.
Технико-эксплуатационные показатели:
· Пшт
– штучная производительность фактическая,
· N – затраченная энергия,
· M – масса машины,
· V – габариты машины;
Надежностные показатели:
· l - интенсивность отказов,
· h¢п
– коэффициент использования машины по производительности
h¢п
= ,
где П – фактическая штучная производительность,
П¢ - теоретическая штучная производительность.
· Р(t) – вероятность безотказной работы во времени
Таблица 4.3.3 Матрица решений
| с |
d |
ц |
n |
Σuj
|
|
| f с
|
f d
|
f ц
|
f n
|
||
| П1 |
8 |
17 |
71 |
25 |
121 |
| 8∙0,2=1,6 |
17∙0,3=5,1 |
71∙0,4=28,4 |
25∙0,1=2,5 |
37,6 |
|
| П2 |
5 |
12 |
30 |
21 |
68 |
| 5∙0,2=1 |
12∙0,3=3,6 |
30∙0,4=12 |
21∙0,1=2,1 |
18,7 |
|
| П4 |
3 |
33 |
40 |
34 |
110 |
| 3∙0,2=0,6 |
33∙0,3=9,9 |
50∙0,4=20 |
34∙0,1=3,4 |
33,9 |
П1 – процесс изготовления и сборки шоу-бокса для мужского галстука,
П2 – процесс изготовления и сборки упаковки для новогодних игрушек,
П4 – процесс изготовления и сборки подарочной упаковки сувенирного самовара «Гжель».
Сведем полученные данные критериального анализа и диагностики в таблицу 4.3.4.
| ДИАГНОСТИКА |
КРИТЕРИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ |
||||||||||||||||
| NN процесса, Пi
|
Ф.И.О. |
Кол-во п/с: их N№ |
вероятности Рi
|
hjп/с
|
номограмма, пути развития |
выводы |
Параметры процесса |
Фсх |
Ксх |
Сводная таблица |
Графика, цвета |
ИП |
выводы |
||||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||||
| П1 |
Чувашова Любовь Григорьевна |
4-е п/с: 1, 2, 3, 4 |
P1
|
P1
|
P1
|
P1
|
h1,2,3,4
|
Q |
В направлении стрелок 1, 2 и R |
система отличается стабильностью функционирования |
1.1; 1.2 |
1.1; 1.2 |
1.1; 1.2 |
голубой, фисташковый, темно-синий |
УП п/с 1.1. 1.2 |
||
| 0,99 0,99 0,98 0,97 0,96 |
0,97 0,96 0,99 0,97 0,97 |
0,98 0,99 0,97 0,96 0,99 |
0,96 0,96 0,95 0,99 0,98 |
0,8520 0,8187 0,8520 0,8013 |
0,324 |
||||||||||||
| П2 |
Кустарникова Мария |
||||||||||||||||
Таблица 4.3.4 Результаты диагностики и критериального анализа
| П4 |
Белослудцева Анна Александровна |
5 п/с: 1, 2, 3, 4, 5 |
P1
|
P1
|
P1
|
P1
|
P1
|
1.1; 1.2 |
1.1; 1.2 |
1.1; 1.2 |
оранжевый, голубой, черный, желтый |
УП п/с 1.1. 1.2 |
| 0,95 0,95 0,91 0,90 0,97 |
0,95 0,94 0,91 0,93 0,94 |
0,96 0,95 0,95 0,90 0,97 |
0,97 0,97 0,95 0,95 0,96 |
0,96 0,97 0,95 0,94 0,96 |
4.4 Поисковые информационные системы – ИПС
ИПС – это компьютерная система, которая охватывает множество процессов упаковывания согласно их квалификации по функциональному признаку.
Все эти процессы в программе шифруются, как ИПС – Т (Т - тара).
ИПС – Т содержат различные поисковые информационные карты, ПИК, которые отражают отдельные процессы, например, завертывание, фасование, группирование и укладывание, этикетирование и т.д. и шифруется, как ПИК - З, ПИК - Ф (З - завертывание, Ф - фасование и т.д.). ПИК являются наиболее действенным механизмом для поиска оптимальных процессов упаковывания. Они состоят из информационных полей (ИП). Каждое ИП представляет собой информационный блок для части процесса упаковывания и шифруется определенным индексом. Например, часть процесса, отвечающая за формирование тары, условно шифруется индексом V.
Каждое поле фактически включает в себя матрицу решений по каждому индексируемому процессу с той лишь разницей, что анализируемых процессов бесчисленное множество и поэтому, внесение новой информации и поиск оптимального варианта ведется с помощью специальной компьютерной программы.
В отличие от матрицы решений вместо процессов указаны промышленности и отрасли знаний, в которых ведутся анализируемые процессы или процессы иного назначения, которые могут быть использованы в упаковывании.
Далее каждый процесс в комплексе делится на подсистемы, согласно графу системы, как минимум на 6 частей: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2., 3.1, 3.2. Множество процессов, относящихся к данным подсистемам, могут находиться в любой отрасли промышленности, а не только в упаковочной. Каждый процесс шифруется. Например, информационное поле завертывания шифруется – ИП-З п/с 1.1, фасования – ИП-Ф п/с 2.1, 2.2 и т.д.
Таким образом, информационное поле i-ое, ИПi п/сi представляет собой компьютерную базу данных разнородных процессов Пi, соответствующих данной подсистеме п/сj. Это «бездонный колодец» с накоплением бесчисленного множества процессов из разных отраслей промышленности и отрасли знаний, накопленных человечеством.
Порядок поиска оптимального процесса на примере дозирования по компьютерной программе, которую назовем ИПС: по программе ИПС набирается ИПС-Т, в которой вызывается ПИК-Ф, а через него входим в ИП-Ф п/с 2.1, 2.2. После этого даем команду выбрать из множества процессов п/с 2.1, 2.1, например, по следующим данным: минимальная схема Иi и цикл Ц=0. Получив необходимую строчку, зачитываем все остальные данные: марку машины, отрасль промышленности, функциональную схему Фсх и кодовую схему Ксх. Найденный процесс удовлетворяет заданию: он непрерывен и имеет минимальную сумму критериальных индексов. Однако, несмотря на обнадеживающие данные, скорость процесса, допустим, нас не устраивают.
Дополним карту информационно-поисковой системы новыми процессами (см. табл.4.4.1).
Таблица 4.4.1 Информационно-поисковая система
| ИПС – Т. ПИК – УП. ИП – УП п/с 1.1. 1.2 |
||||||||||
| отрасль промышленности |
марка машины, страна |
процесс, п/с |
с |
d |
ц |
n |
|
Фсх |
Ксх |
|
| f с
|
f d
|
f ц
|
f n
|
|||||||
| ручная сборка |
Процесс изготовления и сборки шоу-бокса для мужских галстуков. п/с 1.1, 1.2 |
8 |
17 |
71 |
25 |
121 |
1.1., 1.2 |
1.1., 1.2 |
||
| Объединение фарфоровых изделий АО «Гжель» (г.Гжель, М.О., РФ) |
ручная сборка |
Процесс сборки отдельных деталей в комплекс подарочной упаковки для самоваров «Гжель». п/с 1.1., 1.2 |
3 |
33 |
40 |
34 |
110 |
1.1., 1.2 |
1.1., 1.2 |
|
| ручная сборка |
Процесс изготовления и сборки упаковки для новогодних игрушек. п/с 1.1., 1.2 |
5 |
12 |
30 |
21 |
68 |
1.1., 1.2 |
1.1., 1.2 |
||
Незаполненные строки и столбцы предполагают дальнейшее расширение и заполнение ИПС.
Создание информационно-поисковой системы – цель проделанной работы, т.е. результат должен быть выражен в виде базы данных, содержащей всю информацию о новых конструктивных решениях в области создания упаковки. Она позволит обеспечить:
1) моментальный поиск оптимального принципиально нового процесса с последующей доработкой его до требований отрасли введением дополнительных отраслевых критериев, Kj
0
с последующим сбором всех п/сi
выбранного процесса в единый комплексный;
2) моментальную оценку качества поступающих на предприятие устройств, что позволяет сэкономить время и сократить затраты;
3) убедительную оценку качества предлагаемого устройства, потребитель сам сможет объективно оценить качество предлагаемого товара, а также сравнить его с конкурентными;
4) максимально быстрый поиск решений в случае возникновения технических противоречий при создании новых процессов, их частей.
Заключение
Упаковка надежна и эффективна, если отражает образ продукта, а ее цвет, материал, графика передают ее суть и назначение.
В своей работе я попыталась соединить все эти качества в одной упаковке и создать новое и эффективное решение оформления витрин магазинов – шоу-бокс для мужских галстуков.
Предлагаемый шоу-бокс для мужских галстуков вобрал все положительные стороны своих прототипов и имеет ряд преимуществ и достоинств. Во-первых, он позволяет демонстрировать галстуки в том виде, в каком они в дальнейшем будут использованы. Использование для производства шоу-бокса различного по своей цветовой гамме картона предоставляет возможность подобрать соответствующий цвет сорочки без ее непосредственного использования.
Во-вторых, является ярким дополнением витрин, привлекая внимание покупателей, и в то же время занимает гораздо меньше места, чем манекен, делая витрину просторнее.
В-третьих, конструкция шоу-бокса, создавая сходство с телом человека, является одновременно достаточно легкой, т.к. изготовлена из картона, а, следовательно, можно с легкостью менять ее местоположение, не прилагая при этом усилий. Кроме того, данная упаковка предусматривает вариант перевозки в плоском виде, что значительно улучшает ее транспортную функцию.
В-четвертых, данный тип упаковки, не имея аналогов, вносит некую новую волну в оформлении витрин, а любое новшество всегда является выгодным с точки зрения продаж, т.к. притягивает покупателей, желающих познакомиться с новинкой, и подталкивает их к совершению покупки.
В-пятых, конструкция шоу-бокса имеет габаритную высоту 632 мм. Это позволяет демонстрировать даже длинные галстуки и в то же время представляет собой достаточно компактную конструкцию.
Помимо нахождения конструктивного решения, был проведен также анализ изготовления и сборки полученной конструкции с целью повышения стабильности функционирования анализируемой системы и расширения поисково-информационной системы. Для достижения поставленной цели была построена функциональная схема процесса, приведена расшифровку критериев операционности, сложности, цикличности, динамики данного процесса с составлением сводной таблицы и указанием весовых коэффициентов. По полученным данным проведен критериальный анализ анализируемого процесса П1 с процессами П2 и П4. Для анализа построили векторную диаграмму, номограмму целостности с определением стабильности функционирования системы и матрицу решений, которые указали на достаточно высокий уровень стабильности функционирования исследуемой системы и ее готовность к дальнейшей механизации и автоматизации.
Окончательный результат как цель всей работы – это внесение в базу данных информационного поля упаковывания, ИП - УП п/с 1.1, 1.2.
Список использованной литературы
1. Варепо Л.Г. Производство упаковки из бумаги, картона гофрокартона: Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. – 200 с.
2. Рекламные проспекты фирмы «Бобст»
3. Ефремов Н.Ф., Васильев А.И., Хмелевский Г.К. Проектирование упаковочных производств. Часть 1: Упаковка из гофрокартона: Учебное пособие/Моск. гос. ун-т печати. – М.: МГУП, 2004. – 394 с.
4. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство: Учебное пособие. – 2-е изд., доп. – М.: МГУП, 2001. – 312 с.
5. Ефремов Н.Ф. Конструирование и дизайн тары и упаковки: Учебник для вузов/Н.Ф. Ефремов, Т.В. Лемешко, А.В. Чуркин. – М.: МГУП, 2004. – 424 с.
6. Стюарт Б. Упаковка как инструмент эффективного маркетинга / Пер. с англ. В.В. Грачева. М.: Изд-во МГУП, 1999. – 144 с.
7. Рекламные материалы типографии «Линия График»
8. Перлов В.И. Маркетинг на предприятии отрасли печати: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГУП, 2000
9. Ротационные штанцформы для высечки упаковки из гофрированного картона // Гофроиндустрия №1, 2004. – стр.38
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5