автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Исследование процесса резания текстильных материалов в раскройном производстве

ВВЕДЕНИЕ

1 .АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО УРОВНЯ ТЕХНОЛОГИИ РАСКРОЯ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ.

1.1. Технология раскроя швейных изделий.

1.2. Рациональное использование швейных материалов в раскройном производстве.

1.3. Автоматизации раскройного производства. 25 Постановка задачи,

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ 36 ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика объектов.

2.2. Методы и средства исследования.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УСИЛИЯ РЕЗАНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Теоретические основы процесса механического резания текстильных материалов.

3.2. Современные методы определения усилия резания текстильных материалов.

3.3. Расчет усилия резания материалов.

3.3.1. Анализ факторов, влияющих на усилие резания.

3.3.2. Вывод критериального уравнения для определения усилия резания текстильных материалов. 67 Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ШВЕЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКЕ «СПУТНИК».

4.1. Постановка задачи исследования и выбор критериев оптимизации.

4.2. Выбор и обоснование факторов для проведения эксперимента.

4.3. Построение и интерпретация математических моделей.

4.4. Постановка и решение оптимизационной задачи 93 Выводы.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УПРОЧНЕНИЯ РАСКРОЙНОГО

5.1. Основные направления повышения износостойкости режущего инструмента

5.2. Обоснование выбора метода упрочнения раскройного ножа

5.3. Упрочнение раскройного ножа с использованием метода ионно-плазменного нанесения покрытий

5.4. Оценка экономической эффективности упрочнения раскройных 114 ножей

Первоочередной задачей легкой промышленности, занятой производством товаров для населения, является коренное улучшение качества и ассортимента изделий, повышение их технического и эстетического уровня. Ведущая роль в решении этой задачи отводится производству швейных изделий. Швейная промышленность благодаря ряду достоинств изделий и эффективности технологии производства является наиболее перспективной отраслью промышленности.

Швейная промышленность имеет неограниченные возможности расширения и обновления ассортимента, повышения качества изделий путем применения новых видов материалов, внедрения новых моделей, прогрессивной технологии изготовления, дальнейшего оснащения предприятий быстроходными швейными машинами, улучшения организации рабочих мест.

Одной из самых главных проблем, стоящих перед швейной промышленностью является проблема ресурсосбережения. В этих условиях особое значение имеет соблюдение строжайшего режима экономии, рациональное использование всех видов ресурсов, в том числе сырья. Такая постановка вопроса обусловлена рядом объективных причин, влияющих на экономическое развитие промышленности.

В формировании затрат на производство продукции материальные ресурсы являются одним из определяющих факторов.

Экономно и рационально использовать сырье в швейном производстве можно за счет: сокращения отходов и потерь от брака; обновления и модернизации оборудования; совершенствования технологических процессов; соблюдения регламентированных режимов производства и правил технической эксплуатации оборудования; повышения квалификации работников предприятий; совершенствования организации производства, труда, управления.

Вопросом, имеющим исключительно большое значение для развития швейной промышленности, является повышение качества изделий при достижении экономии материалов. Проблема рационального и эффективного использования материалов всегда актуальна и сводится к комплексу мероприятий по сокращению отходов, величина которых зависит от применяемой на предприятии технологии раскроя материалов.

Перспективным средством повышения эффективности использования материалов, качества изделий и производительности труда является применение в подготовительно-раскройных производствах швейных предприятий автоматизированных раскройных комплексов. Однако, анализ отечественного и зарубежного опыта свидетельствует о недостаточной степени и эффективности использования раскройного оборудования вследствие отсутствия теоретических данных о выборе оптимальных режимов обработки.

Следовательно, изучение вопросов, связанных с совершенствованием процесса резания швейных материалов с целью улучшения качества выпускаемой продукции, рационального использования материалов и эффективного использования автоматизированного раскройного оборудования, является весьма актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является исследование процесса раскроя швейных материалов для повышения его экономической эффективности и качества кроя.

В соответствии с поставленной целью предусмотрено решение следующих научных, технологических и технических задач: - изучение и анализ состояния современной технологии раскроя материалов;

- исследование факторов, влияющих на качественные и количественные показатели процесса резания материала;

- разработка метода расчета усилий резания текстильных материалов;

- экспериментальное исследование процесса резания материалов на автоматизированной раскройной установке с осциллирующим ножом;

- проведение производственных испытаний и оценка технологической и экономической эффективности упрочнения раскройного ножа.

Методы и средства исследования. В работе сочетаются экспериментальные и теоретические методы исследований. Методологической основой диссертационной работы явились труды ведущих отечественных и зарубежных ученых в области исследования процессов резания и свойств текстильных материалов. В работе использованы методы математического планирования и анализа эксперимента. При обработке полученных экспериментальных данных использовались методы математической статистики, расчеты проводились с применением ЭВМ.

Для обеспечения экспериментальной части создана лабораторная установка применительно к разрывной машине для определения усилий резания швейных материалов.

Экспериментальные исследования проводились в лабораториях Димитровградского института технологии, управления и дизайна, Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна с применением современных средств измерения. Научная новизна:

- определено влияние свойств материала, геометрических параметров режущего инструмента, режимов обработки на на процесс резания;

- получено критериальное уравнение, позволяющее определять усилия резания текстильных материалов;

- определены математические модели, описывающие влияние технологических параметров процесса резания на эксплуатационный ресурс ножа АРУ;

- определены условия эффективного процесса резания материалов на АРУ с осциллирующим ножом, позволяющие получать крой с хорошими качественными показателями;

- обоснована экономическая эффективность упрочнения раскройного ножа.

Практическая значимость. Практическая ценность выполненной работы состоит в непосредственном использовании полученных теоретических и экспериментальных результатов для совершенствования процесса раскроя швейных материалов за счет применения оптимального соотношения технологических параметров, а также упрочнения раскройного ножа.

Разработанная методика определения усилия резания материалов рекомендуется к использованию в учебном процессе в дисциплине «Технология швейных изделий».

Промышленная реализация результатов работы осуществлена в условиях раскройного производства АО «Элегант» (г. Ульяновск) на автоматизированной раскройной установке «Спутник».

Внедрение раскройных ножей, упрочненных предлагаемым способом, позволяет повысить стойкость инструмента и производительность обработки, улучшить качества кроя вследствии снижения сил трения и температуры.

Апробация результатов работы.

Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на научно-технических конференциях в Димитровградском институте технологии, управления и дизайна (1993-1995, 1997 г.г.), на кафедре КиТШИ Санкт-Петербургского государственного 8 университета технологии и дизайна. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка, включающего 90 наименовании отечественной и зарубежной литературы, приложения. Всего содержит страниц, 9 таблиц, рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Анализ современного состояния техники и технологии раскроя тканей выявил необходимость проведения теоретических и экспериментальных исследований с целью интенсификации этого процесса.

2. Изучен процесс механического резания текстильных материалов и определены направления повышения его эффективности с точки зрения рационального использования материалов и улучшения качества кроя.

3. Теоретически и практически показано влияние параметров строения и свойств материала, геометрии ножа и эксплуатационных условий на качественные и количественные характеристики процесса резания.

4. Разработано критериальное уравнение для расчета усилия резания текстильных материалов в зависимости от свойств и структурных характеристик разрезаемого материала, геометрических характеристик режущего инструмента и условий резания.

5. Теоретически обоснован и экспериментально осуществлен выбор факторов, оказывающих влияние на эксплуатационный ресурс режущего инструмента.

6. Разработаны математические модели, позволяющие средствами компьютерного вычислительного эксперимента рассчитывать оптимальные технологические параметры процесса раскроя швейных материалов на автоматизированной раскройной установке «Спутник» с целью повышения качества и количества кроя.

7. Результаты промышленной апробации полностью подтвердили выводы теоретического анализа данного процесса, разработанного с помощью предложенных математических моделей.

8. На основании проведенного анализа методов упрочнения режущих инструментов для увеличения срока службы и эксплуатационных характеристик раскройного ножа применен метод ионно-плазменного нанесения покрытия. Обоснована технологическая и экономическая целесообразность упрочнения раскройного ножа.

9. Промышленные испытания упрочненного ножа предлагаемым способом показали повышение износостойкости, увеличение количества выкроенных деталей за счет увеличения эксплуатационного ресурса инструмента, уменьшения технологического времени раскроя.

10. Расчет экономической эффективности показал, что использование на швейном предприятии раскройных ножей, упрочненных путем напыления износостойкого покрытия нитрида титана, позволяет при увеличении выпуска изделий снизить себестоимость единицы на 3,65 %, увеличить прибыль на 14 % и рентабельность на 5% (из расчета на один нож).

1. Першина Л.Ф., Петрова C.B. Технология швейного производства. -М.: Легпромбытиздат, 1991 416 е., ил.

2. Сафронова Н.В., Галынкер Н.И. Резание швейных материалов.- М.: Легкая индустрия, 1974 75 с.

3. Мищенко А.И. Исследование и совершенствование технологических процессов подготовительно-раскройного производства швейных предприятий бытового обслуживания: Автореф. дис. . канд. техн. наук / МТИЛП. М., 1968 - 17 с.

4. Мотейл В. Машины и оборудование в швейном производстве: Машины для технической подготовки производства, раскроя, соединения, тепловой обработки и отделки: Пер. с чеш. М.: Легпромбытиздат, 1986 -240 с.

5. Зеленков Б.Д. Сжимаемость текстильных материалов и расчет основных размеров вырубочного инструмента// Швейная промышленность, 1973, №5.

6. Амирханов Д.Р. Исследование процесса резания трикотажа: Автореф. дис. . канд. техн. наук / МТИЛП. М., 1968 - 17 с.

7. Галынкер И.И., Сафронова И.В. Механическая технология производства одежды. М.: Легкая индустрия, 1977 - 304 с.

8. Чобитько М.И., Толочко В.И. Взаимодействие материала с резаками и прижимным катком в процессе раскроя // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1970, №4.

9. Герасимова Н.И. Разработка способов сокращения отходов материалов при раскрое в многокомплектных раскладках корсетных изделий: Автореф. дис. . канд. техн. наук / ЦНИИШП. М., 1983 -17 с.

10. Фомичев В.И., Соколов В.Н. Оборудование подготовительно-раскройных участков производства одежды и обуви: Конспект лекций. М.: МТИЛП, 1990 - 76 с.

11. И.Базюк Г.П., Прошина Н.В., Скирденко О.И. Исследование процесса гидроструйного резания швейных материалов: Реферативная информация о НИР в вузах УССР. Киев: Техника, №11, 1978.

12. Турчинская Е.П. Раскрой материалов для швейных изделий: Учебное пособие. Киев: КТИЛП, 1978 - 56 с.

13. Базюк Г.П. Резание и режущий инструмент в швейном производстве.- М.: Легкая индустрия, 1980 192 е., ил.

14. Справочник по подготовке и раскрою материалов при производстве одежды/ Галынкер И.И., Гущина К.Г., Сафронова И.В. и др. М.: Легкая индустрия, 1980 - 272 е., ил.

15. Скатерной В. А. Оптимизация раскроя материалов в легкой промышленности. -М.: Легпромбытиздат, 1989 144 с.

16. Базюк Г.П. Исследование процесса резания текстильных материалов для бытовой одежды: Автореф. дис. . канд. техн. наук / МТИЛП. -М., 1969-20 с.

17. Базюк Г.П. Исследование оптических характеристик текстильных материалов / Сборник научных трудов МТИ. М., 1977.

18. Подолякин В.И. автоматизированный комплекс рацционального использования материалов на швейном предприятии. М.: Легпромбытиздат, 1987 - 111 с.

19. Базюк Г.П., Капустин И.И., Корнилов В.П. Исследование возможности раскроя швейных материалов электроискровым способом / Швейная промышленность, 1968, №5.

20. S. De Jong, Rostle P. Investigation of the cutting processes // Wirkerei und Strickerei -techn.- 1988 22, №1

21. Smith F. The cutting of textile materials // Knitting Times.- 1989 25, №3

22. Савостицкий A.B. и др. Технология щвейных изделий М.: Легпромбытиздат, 1971 278 с.

23. Lorton К. Afr. Text. 1989, June - jule.

24. Гумилевская C.A., Гарин В.А. и др. Организация раскройного производства на швейных фабриках. М.: Легкая индустрия, 1970 -232 с.

25. Бальсим И. В. и др. Рациональное использование полотна в швейно-трикотажном производстве. М. : Легкая индустрия, 1970 - 40 с.

26. Град И.И., Авсеев Е.Г., Петроченко В.Ф. Организация рационального использования материалов в швейной промышленности М.: Легкая индустрия, 1986 - 232 с.

27. Павленко Ю.С. О безостатковом расчете тканей для настилания / Швейная промышленность, 1964, №4.

28. Боткин А.П. Исследование процесса резания настилов ткани на раскройной ленточной машине: Дис. . канд. техн. наук / КТИЛП. -Киев, 1978, 184 с.

29. Зб.Галынкер И.И. Подготовка и настилание ткани. М.: Легкая индустрия, 1969 - 348 с.

30. Ивановская В.П. и др. Повышение качества швейных изделий массового производства. Киев: изд. УкрНИИНТИ,1969 - 76 с.

31. Мишенин О.А. Повышение эффективности использования ткани на швейных предприятиях на основе оптимизации операций подготовительно- раскройного производства: Автореф. дис. . канд. техн. наук / ЛИТЛП. Л., 1979 - 20 с.

32. Гнековский Б.А., Б.А.,Иванов Б.В. и др. Малое предприятие «Веста» -№ 4929663/27; Заявл. 05.03.91.; Опубл. 07.03.93.; Бюл. № 9 пат 1801085 СССР, МКИ В26 Д7/20.39.Патент 2695058 Франция.

33. Gerber Garment Technology.- № 932725; НКИ 83/45141.Патент 5288061 США

34. Айзенберг А.Р. и др. Автоматизация производственных процессов в легкой промышленности. М.: Легкая индустрия, 1992 - 163 с.

35. Пятраускас А., Анулявичус А., Маргявичене Г. Применение персональных компьютеров для эффективного и рационального использования материалов на швейных предприятиях / Швейная промышленость, 1991, №1.

36. Родионова O.JI., Чуракова А.Н., Минкевич B.C. Основные концепции построения САПР одежды "Автокрой" / Швейная промышленость, 1992, №2.

37. Дементьев С.А., Кац Е.С., Клебанов Б.Л. Модули гибких производственных систем и автоматизированное оборудование на швейных предприятиях. М.: Легпромбытиздат, 1993 - 96 с.

38. Абрамов В.Ф. Разработка и исследование режущей головки раскройных агрегатов легкой промышленности: Автореф. дис. . канд. техн. наук / МТИЛП. М., 1989 - 23 с.

39. Яношне Т., Хавел И., Кляйнерт Ю., и др. Научно- технический прогресс в текстильной промышленности. Швейное производство: Пер. с чеш. М.: Легпромбытиздат, 1985 - 136 е., ил.

40. Дементьев С.А., Кац Ф.С., Клебанов Б.Л., Сафонов Л.М. Опыт внедрения новых видов оборудования в швейной промышленности. -М.: Легпромбытиздат, 1987 120 с.

41. World Clothing Manufacture, 1993 47, №7.

42. Обзор текстильной промышленности, зима 1989

43. Gerber H. Joseph; Gerber Garment Technology, Inc. № 585711.

44. Сергеев В.В., Лейбман С.Я., Лейб Э. Новое английское оборудование для легкой промышленности / Швейная промышленность, 1992, №2.

45. Knitting Times.- 1993 62, №9

46. Wirkerei und Strickerei -techn.- 1993 43, №5

47. Bekleid Waschenware.- 1991 43 №1656.Text. Asia.- 1991 22, №957,Odziez. -1989 39, №1158.DNZ- Int.- 1992 113, №2.

48. Наумович C.B., Сверщевский Г.А. САПР раскроя одежды / Швейная промышленность, 1995, №3.

49. Ильина С.Г., Бакластов Ю.Н., Сарков Б.П. АНРК отечественного производства / Швейная промышленность, 1992, №1.

50. Семенов А.Г. Новые рубежи развития АНРК / Швейная промышленность, 1995, №6.

51. Новая техника и технология швейных изделий. Обзор. М., 1992 -35 с.

52. Новая техника и технология швейных изделий. Обзор. М., 1991 — 28 с.

53. Клюев Б.В. Новое в технологии раскройного производства: конспект лекций. М.: ВЗМИ, 1986 - 58 с.

54. Тушинский Л.И., Плохов A.B. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: 1986 - 197 с.

55. Богданов О.П., Уткин Г.А. Технологический процесс упрочнения режущего инструмента карбидами и нитридами тугоплавких металлов методом катодно- ионной бомбардировки на установке «Булат». Димитровград, ДААЗ, 1987 - 45 с.

56. Л.М.Батунер, М.Е.Позин. Математические методы в химической технике. JL: Госхимиздат, 1955 - 481 с.

57. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов.- М.: Высшая школа, 1985 304 е., ил.

58. Капустин И.И. Резание и режущий инструмент в кожевенно-обувном производстве. М.: Гизлегпром, 1950 - 173 с.

59. Драгилев И.Г. Разработка и исследование устройств агрегата для автоматизированного раскроя настилов текстильных материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук / МТИЛП. М., 1984 - 19 с.

60. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. М.: Легкая индустрия, 1978 - 480 е., ил.

61. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. М.: Легпромбытиздат, 1985 - 276 с.

62. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента (при проведении исследований в легкой и текстильной промышленности). М.: Легкая индустрия, 1974 - 263 с.

63. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений. М.: Наука, 1971 — 279 с.

64. Романов В.Е., Павутницкий В.В., Веденева Е.М., Мишенин O.A. Исследование факторов, влияющих на износ режущего инструмента автоматизированной раскройной установки / Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1998, №3.-с.73-74.

65. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971 - 207 с.

66. Сазонов А.Л. Системы случайных величин. Курс лекций. / СПГУТД, СПб., 1998-51 с.

67. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. М.: Машиностроение, 1986 - 656 с.

68. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. -М.: Машиностроение, 1981 192 е., ил.

69. По левой С. Н., Евдокимов В. Д . Упрочнение машиностроительных материалов. М .: Машиностроение, 1994 - 287 с.

70. Верещака A.C., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986 - 113 с.

71. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1982 167 с.

72. Kolanska Н ., Dreyer К . Immer feeiner Verbesserte Hartmetall Sorten als Schenmarkt,1988, №48

73. Kaiser M . M . Schneidstoff Untersuchungen im analogia -versuch rum schufwalfrasen . Ing . Anz .,1988, №93.126

74. Чкалова Е.А. Повышение надежности режущего инструмента путем нанесения ионно-плазменных покрытий с оптимальным составом газовой среды: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Мосстанкин. М., 1997 - 22 с.

75. Лахтин Ю.М., Коган Я. Д. Азотирование стали. M .: Машиностроение, 1976-254 с.

76. Веденева Е.М., Шмельков А.Н. Повышение эффективности процесса раскроя материалов за счет упрочнения режущей кромки ножа. / СПГУТД-С-Пб., 1999-бс.- Деп. в ВИНИТИ.

77. Иванов И.Н., Кузнецова Т.П. и др. Методы упрочнения режущего инструмента и рациональные области их применения. М.: ВНИИинструмент, 1988 - 160 с.

78. Григорьев A.M., Елизаров O.A. Ионно-вакуумные износостойкие покрытия. Обзор. М.: НИИМАШ, 1979 - 43 е., ил.

79. Нечаев В.П., Касьянов C.B. и др. Опыт внедрения технологии нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент на ГАЗе. М.: НИИАвтопром, ГАЗ, КАМПИ, 1986 - 20 с.