Obr. 67 Soustavy vysekávání a - plocha na plochu, b - válec na plochu, c - válec na válec

VYSEKÁVÁNÍ

89

4. VYSEKÁVÁNÍ Vysekávání papíru a lepenek se liší od øezání tím, že linka oddìlení není pøímoèará, nýbrž rùznì pravidelnì i nepravidelnì tvarovaná v útvarech vìtšinou na obvodu uzavøených. Vysekáváním se zhotovují rùzné polotovary i hotové výrobky z papíru a lepenky. Podle funkèního principu vysekávacích nástrojù se rozlišuje: a) vysekávání principem støihu, b) vysekávání principem øezu. Pøi prvním zpùsobu se používá dvoudílných nástrojù, zatímco pøi druhém pracuje pouze jeden nástroj proti podložce. V obou pøípadech platí stejná pravidla jako pøi støíhání a øezání. Podle funkèního principu vysekávacích strojù se rozlišují tyto soustavy (obr. 67): ! plocha na plochu (periodicky pracující soustava), ! válec na plochu, ! válec na válec (rotaèní soustava).

a

c

b

Obr. 67 Soustavy vysekávání a - plocha na plochu, b - válec na plochu, c - válec na válec

Výroba vysekávacích nástrojù patøí do oboru nástrojáøství. Navrhování nástrojù, resp. tvarù výsekù, které se mají zhotovovat, patøí do oboru zpracování papíru a lepenky.

90

VYSEKÁVÁNÍ

Obr. 68

Obr. 69

Obr. 70

Obr. 68, Vysekávání dvoudílnými nástroji - zdvihové Obr. 69, Vysekávání dvoudílnými nástroji - rotaèními Obr. 70, Vysekávání výsekovým nožem

Obr. 71

Obr. 72

Obr. 73

Obr. 71, Rotaèní vysekávání výsekovým nožem Obr. 72, Vysekávání planžetovým nožem - zdvihové Obr. 73, Vysekávání planžetovým nožem proti rotující podložce

Obr. 74 Rotaèní vysekávání planžetovými noži

VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

91

Rozlišují se tyto zpùsoby vysekávání: - na principu støihu: 4.1.1. vysekávání dvoudílnými nástroji - zdvihové (obr. 68), 4.1.2. vysekávání dvoudílnými nástroji - rotaèní (obr. 69); - na principu øezu: 4.2.1. vysekávání výsekovým nožem (obr. 70), 4.2.2. rotaèní vysekávání výsekovým nožem (obr. 71), 4.2.3. vysekávání planžetovým nožem - zdvihové (obr. 72), 4.2.4. vysekávání planžetovým nožem proti rotující podložce (obr. 73), 4.2.5. rotaèní vysekávání planžetovými noži (obr. 74).

4.1. VYSEKÁVÁNÍ NA PRINCIPU STØIHU 4.1.1. Vysekávání dvoudílnými nástroji - zdvihové Horní èást nástroje se nazývá støižník, dolní èást je støižná deska. Pro konstrukci tìchto nástrojù platí obdobná pravidla jako u nástrojù na obrábìní kovù. Nástroje se upínají do vysekávacích lisù. Podle vedení støižníku se rozlišují nástroje: a) s volnì vedeným støižníkem, b) se støižníkem vedeným støižnou deskou, c) se støižníkem vedeným vodící deskou, d) s nepøímo vedeným støižníkem, e) s kombinovaným vedením støižníku. a) Nástroje s volnì vedeným støižníkem (obr. 75) Støižník je veden proti støižné desce pouze funkèními orgány stroje. Podmínkou bezvadného støihu je pøesné vedení beranu proti stolu lisu, na nìmž je upevnìna støižná deska. Nástroji s volnì vedeným støižníkem se vysekávají jednoduché kruhové výseky nebo výseky jiných nepøíliš složitých geometrických tvarù. K vysekávání menších výsekù se používá jednodílný støižník (prùstøižník). Pro vìtší výseky je nutný støižník dvoudílný (obr. 76). Støižník bývá vybaven pøidržovaèem, který zabraòuje zdvihání vysekávaného materiálu pøi zdvihu støižníku (obr. 77). b) Nástroje s vedením støižníku støižnou deskou (obr. 78) Støižník je veden zadní èástí støižné desky. Výøez støižníku slouží souèasnì jako nakládací zarážka pøi nakládání vysekávaného materiálu. Tyto nástroje lze použít jen k vysekávání otevøených výsekù (prùsekù, prstových a rohových výsekù apod.).

92

VYSEKÁVÁNÍ

c) Nástroje s vedením støižníku vodící deskou (obr. 79) Støižník je pøi pohybu proti støižné desce veden vodící deskou, které je se støižnou deskou spojena v jeden blok. Je 20 až 30 mm vysoká a slouží zároveò jako pøidržovaè a spolu s vložkou usnadòuje vedení vysekávaného materiálu.

b

a

a

a b

Obr. 75

Obr. 76

Obr. 77

Nástroje s volnì vede-

Støižník

Støižník s pøidržovaèem

ným støižníkem

a - jednodílný

materiálu

a - støižná deska,

b - dvoudílný

a - pøidržovaè

b - støižník

b

a

Obr. 78

Obr. 79

Obr. 80

Støižník vedený

Støižník vedený

Sloupkové vedení

støižnou deskou

vodící deskou

støižníku

a - støižná deska, b - støižník

VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

93

d) Nástroje s nepøímo vedeným støižníkem (obr. 80) Pøesné vedení støižníku proti støižné desce zajišují vodící sloupky. Nástroje se skládají z vodícího podstavce se sloupky, z vodícího rámu a z vlastních støihacích nástrojù. Vodící sloupky mohou být upevnìny jak na podstavci, tak i na vodícím rámu. Typickým pøíkladem použití tìchto nástrojù je kombinace tiskových a vysekávacích automatù. e) Kombinovaný zpùsob vedení støižníku (obr. 81) Pøi kombinovaném zpùsobu se k vedení nástrojù využívá jak pøímé vedení vodící desky, tak i nepøímé vedení sloupkové. Pomocí sloupkù je vedena vodící deska, která souèasnì plní funkci pøidržovaèe. Ještì pøesnìjšího vedení se dosahuje v sestavì nástrojù, kde pomocí sloupkù je vedena vodící deska i støižník (obr. 82).Tìmito nástroji se vysekávají tenké materiály. Podle zpùsobu práce se rozlišují nástroje: 1. jednoduché 2. postupové 3. slouèené - blokové 4. univerzální. Jednoduché nástroje - provádìjí pøi každém zdvihu jeden výsek (jeden pracovní postup). Postupové nástroje - provádìjí dva i více výsekù (postupù) souèasnì. Pøi každém zdvihu stroje se pás vysekávaného materiálu posouvá. Používá se nìkolika støižníkù, které nejprve vysekávají vnitøní tvary (výseky) a teprve potom vnìjší obrysy výsekù. Délka posuvu vysekávaného pásu je pøi tomto zpùsobu vymezena délkou výseku a šíøkou odpadu mezi dvìma výseky (obr. 83). Slouèené, blokové nástroje - Na rozdíl od postupových nástrojù, které zhotovují výseky postupnì, provádìjí blokové nástroje souèasnì dva i více výsekù pøi jednom zdvihu stroje. Støižná deska je souèástí horního nástroje a hlavní (obrysový ) støižník je na spodním nástroji. Naproti tomu støižníky na vysekávání otvorù uvnitø výsekù jsou souèástí horního nástroje. Funkci støižné desky plní spodní støižník, v nìmž jsou otvory se støižnými hranami (obr. 84). Univerzální nástroje - Výroba dvoudílných nástrojù pro vysekávání rùzných výsekù je velmi nákladná a vyplatí se jen v pøípadech, kdy budou použity pro výrobu velkých sérií nebo pøi pravidelnì opakované výrobì výsekù (napø. pivních táckù, tìsnìní, polotovarù pro velké série výrobkù apod.).

a Obr. 81 Kombinovaný vysekávací nástroj a - hlava støižníku, b - vodící sloupky, c - vodící deska, d - vodící pouzdro, e - støižná deska, f - spodní blok

b

d c e f

94

VYSEKÁVÁNÍ

a b e c d f g Obr. 82 Kombinovaný zpùsob vedení støižníku i støižné desky a - hlava støižníku, b - vedení hlavy støižníku, c - vodící sloupky, d - vodící deska, e - vodící pouzdro, f - støižná deska, g - spodní díl

a c b

Obr. 83 Postupový nástroj a - støižná deska, b - pás vysekávaného materiálu, c - výsek

a

Obr. 84 Slouèený blokový nástroj

a

Obr. 85 Znázornìní mìnitelného nastavení univerzálních nástrojù a - mìnitelná rozteè nástrojù

VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

95

Ve výrobní praxi, zejména pøi výrobì kartonáží, je tøeba vysekávat i rùzné pøíøezy potøebné jen v menších sériích. Vysekávané tvary se u rùzných typù pøíøezù opakují a mìní se jen jejich rozmìry nebo rozmístìní tìchto tvarù na ploše pøíøezu (prùsek, výsek rohù apod.). Pro tyto úèely jsou urèeny univerzální nástroje upravené pro snadné upnutí do jednoduchých vysekávacích strojù, nebo jednoduché vysekávací stroje s pevnì upnutými nástroji, jejichž zábìr støihu, vzhledem k rozmìru výsekù, je seøiditelný (obr. 85). Univerzální stroje jsou nástrojovì vybaveny pro rùzné tvary opakovaných výsekù. Tvary rùzných kartonážních pøíøezù i pøíøezù z papíru jsou tìmto nástrojùm pøizpùsobovány. Sestava nástrojù na stroji dovoluje vyrábìt rozmìrovì neomezenou øadu rùzných pøíøezù (v rámci dané pracovní šíøky stroje). Typickým je univerzální dvoudílný nástroj na vysekávání rùzné délky (obr. 86). a

b

f

d

e

c

Obr. 86 Nástroj na vysekávání prùsekù a - upínací držák støižníku, b - støižník, c - støižná deska, d - støižné hrany, e - mezera pro vkládání lepenky, f - vodící deska Støižník je veden vodící a støižnou deskou (vodící ostruhou). U tohoto nástroje je šíøka prùseku dána šíøkou støižníku a rozteèí støižných hran støižné desky. Vzdálenost prùseku od hrany pøíøezu mùže být rùzná a upravuje se nastavením nakládacího pravítka, které vymezuje polohu lepenkového pøíøezu k nástrojùm. Maximální délka prùseku emax je dána rozteèí mezi špièkou støižníku a èelem jeho vodící ostruhy (obr. 87).

Obr. 87 Støižník prosekávacího nástroje

emax

96

VYSEKÁVÁNÍ

Nástroje se upínají na upínací bøevno a do nástrojového lùžka univerzálního vysekávacího stroje (obr.88). Sestava nástrojù ve stroji umožòuje vysekávat i lepenku (složku papíru) rùzných tlouštìk. Šíøku prùseku lze mìnit úpravou rozteèe hran støižníku a výmìnou støižníku. Délka prùseku je seøiditelná polohou nakládacího pøíložníku a poloha prùseku na pøíøezu rùzným nastavením polohy nakládacího pravítka. Poèet prosekávacích nástrojù se volí podle potøeby (obr. 89). Jejich rozteèná vzdálenost je v šíøi stroje seøiditelná, což umožòuje výrobu krabicových pøíøezù v rùzných rozmìrech. Do výbavy univerzálního vysekávacího stroje patøi také nástroje na vysekávání rohù pøíøezù (obr. 90): dva kolmo k sobì pøistavené støižníky a proti nim støižné hrany støižné desky. Obr. 88 Sestava nástrojù v univerzálním vysekávacím stroji a - držák støižníku, b - støižník, c - nástrojové bøevno, d - upnutí do bøevna, e - držák støižné desky, f - nástrojové lùžko, g - upínací zaøízení, h - dorazové pravítko, i - pøíložník, j - støižná deska

c d a g

g

b

h

f

j

g

e

b

a c

c

B

d

L

B

L

H

B

c

B

H L B

Obr. 89 Sestava nástrojù pro vysekávání krabice s klopným uzávìrem a - vysekávací stroj, b - prosekávací nástroje, c - nastavitelná nakládací pravítka, d - pøíøez

i

VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

d2

97

d1

a

c

b a

a

c

a

b a a

Obr. 90 Nástroje pro vysekávání rohù

Obr. 91 Kombinované prosekávání a rohové prosekávání

Sestava tøí prosekávacích nástrojù a jedné soustavy nástrojù na vysekávání rohù v univerzálním vysekávacím stroji umožòuje vysekávat jednu stranu pøíøezu na skládací krabice s klopovým uzávìrem vèetnì tvaru spojovací záložky. Pro vysekávaní rohù je používán jednoduchý víceúèelový vysekávací stroj, na nìmž se rozmìry vysekávaných rohù seøizují polohami nakládacích pravítek (obr. 90). Nìkteré jednoduché stroje na vysekávání rohù mají nástroje doplnìny prosekávacím nástrojem (obr. 91). Stroje s tìmito kombinovanými nástroji se používají pro výrobu lepenkových pøíøezù na dvoudílné krabice s klopovým uzávìrem vèetnì tvaru spojovací záložky. Na univerzálních strojích dobøe nástrojovì vybavených lze vysekávat pøíøezy pro dvoudílné krabice a skládaèky s klopovým, zásuvným i ouškovým uzávìrem (obr. 92). Prùbìh støihu pøi vysekávání dvoudílnými nástroji Pro vysekávání jednoduchých, na obvodì neuzavøených útvarù (napø. pøi vysekávání rohù) jsou støižnými nástroji ploché nože. Jsou-li bøity nožù paralelní, probíhá støih po celé délce støižných hran souèasnì. Je dùležité, zda jde o støih pøíèný nebo podélný, popø. šikmý (vzhledem k rozdílné pevnosti ve støihu).

98

VYSEKÁVÁNÍ

Støižná síla se vypoète podle vzorce:

Fstø = l . s . ta, kde Fstø je støižná síla (N), l - støižná délka (mm), s - tlouška materiálu (mm), ta - pevnost materiálu ve støihu pøíèná (MPa)

1

2

3

4

1

2

3

4

Obr. 92 Rùzné možnosti vysekávání na univerzálním vysekávacím stroji

VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

99

Je-li støižná délka souètem dvou úsekù, z nichž každý má jinou polohu støihu ke smìru výroby, poèítá se støižná síla pro každý úsek zvl᚝, pøi použití rozdílné pevnosti ve støihu. Souhrnná síla je souètem obou sil. V praxi staèí poèítat s prùmìrnou pevností ve støihu, která je aritmetickým prùmìrem pøíèné a podélné pevnosti materiálu ve støihu. Vysekávají-li nástroje pøi sklonìném bøitu støižníku pod úhlem d, použije se k výpoètu støižné síly vzorec:

Fstø = s2 . tb . cotg d , kde Fstø je støižná síla, s - tlouška materiálu, d - úhel sklonu bøitu horního nože, tb - pevnost materiálu ve støihu podélná. Pøi vysekávání rohù, kdy jeden støižník má úhel sklonu nože d1 a druhý, kolmo k nìmu postavený, má úhel sklonu bøitu d2, bude okamžitá støižná síla dána vztahem:

Fstø = s2 . ( ta cotg d1 + tb cotgd2 ) Okamžitá støižná síla potøebná pro vysekávání dvoudílnými nástroji se vypoèítává podle známých vzorcù platných pro okamžitý zábìr støihu v obvodových linkách výseku, kde støih probíhá souèasnì.

d

d2

d1

d1

a

d2

a

a

b

Obr. 93 Sklony bøitù støižníku a - bøit sklonìný b - dvoustrannì sklonìný c - dvoustrannì dostøednì sklonìný

a b b

c

Obr. 94 Geometrické znázornìní støižných hran pøi prosekávání støižníkem se špièkou

Pøi vysekávání výsekù s uzavøeným obvodem (napø. kruhového výseku, výsekù otvorù aj.) je potøebná støižná síla ovlivnìna konstrukcí støižníku a sklonem bøitù jednotlivých èástí støižníkù, které v okamžiku støihu pùsobí souèasnì. Sklon bøitù u støižníkù mùže být jednostranný nebo dvoustranný (obr. 93).

100

VYSEKÁVÁNÍ

Pøi vysekávání prùsekù støižníkem se špièkou (obr. 94) bude optimální støižná síla (prùsek kolmo na smìr výroby lepenky)

Fstø = 2 s2ta (cotg a + cotg b) + a s tb kde Fstø je optimální okamžitá støižná síla, s - tlouška vysekávaného materiálu, ta - pevnost materiálu ve støihu pøíèná, tb - pevnost materiálu ve støihu podélná, a a b - úhly sklonu bøitu støižníku, a - šíøka støižníku. Vysekává-li se kombinovanými nástroji (vysekávání otvorù,prùsekù apod.), kdy soustava nástrojù má dva i více samostatných støižníkù, lze jejich výšku odstupòovat tak, aby vysekávaly postupnì. Rozdíl v jejich výšce musí být úmìrný tloušce vysekávaného materiálu a nesmí být pøíliš velký. Kdyby druhý støižník zaèal vysekávat teprve tehdy, když první støižník již výsek provedl, byl by postup vysekávání trhavý. Odstupòování výšek støižníku má být takové, aby rozdíl výšek po sobì následujících zábìrù nebyl vìtší než hloubka proniknutí støižníku do vysekávaného materiálu. Tím se dosáhne plynulého prùbìhu výseku.

d

d

d a

Obr. 95 Støižná vùle mezi støižnými hranami støižníku a støižné desky d - støižná vùle

b

d c

Obr. 96 Postup støihu a - namáhání materiálu v ohybu, b - vznik trhlin proti hranám bøitù, c - mimobìžnost trhlin pøi nesprávné mezeøe mezi nástroji,

Pøi vysekávání výsekù s uzavøeným obvodem je tøeba poèítat s urèitou mezerou mezi støižnými nástroji, tzv. støižnou vùlí (obr. 95). Støižná vùle ovlivòuje potøebu støižné síly a hlavnì kvalitu støižných hran. Støižná vùle pøímo ovlivòuje prùbìh støihu. Støíhaný materiál je pùsobením bøitù nožù nejprve více nebo némì stlaèován, tedy namáhán v tahu. Pøekoná-li pùsobící støižná síla pevnost støíhaného materiálu v tahu, dojde k jeho "pøetržení". Pøi støihu houževnatých lepenek vznikají

VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

101

v okamžiku pøekonání pevnosti ve støihu trhliny na obou stranách støíhaného materiálu smìøující od bøitu støižníku a støižné desky proti sobì (obr. 96). Podmínky pøi støihu jsou optimální, je-li smìr trhlin paralelní se spojnicí støižných hran, tj. když se trhliny setkají. V tom pøípadì vzniká kvalitní plocha profilu støihu a potøeba støižné síly za daných podmínek je minimální. Jestliže se trhliny míjejí, což závisí na šíøce mezery mezi noži d, vzniká nerovná, otøepaná plocha profilu støihu, zpùsobená násilným dotržením vrstev lepenky. V takovém pøípadì je zapotøebí vìtší tržné síly. Na prùbìh støihu má znaèný vliv stav ostøí nože. Pøi otupeném noži je podíl namáhání støíhané lepenky v tahu až do okamžiku pøekonání pevnosti ve støihu a vzniku trhliny vìtší než pøi støihu ostrým bøitem. Pøi støihu tupými noži je tøeba až tøikrát vìtší støižné síly. Rovnìž smìrová orientace trhliny souvisí se stavem nože.

s

Optimální podmínky pøi støihu nastanou tehdy, jsou-li støižné nože dostateènì ostré a je-li mezi nimi správná mezera - støižná vùle (obr. 97).

dmin dopt dmax

Obr. 97 Schématické znázornìní velikosti mezery d mezi nástroji Ze schematického znázornìní je zøejmé, že optimální šíøka mezery mezi nástroji závisí na tloušce vysekávaného materiálu s a na fyzikálnì mechanických vlastnostech støíhané lepenky (pøedevším na její objemové hmotnosti, pevnosti v tahu a pevnosti ve støihu). Pro praktické použití se doporuèuje volit velikost støižné vùle podle tloušky vysekávané lepenky v tìchto hodnotách:

Tlouška lepenky (mm) do 0,5 0,9 1,7 2,5 od

0,4 - 0,8 - 1,6 - 2,5 - 4,0 4,0

Støižná vùle (mm) 0,004 0,011 0,021 0,040 0,060 0,100

- 0,010 - 0,020 - 0,040 - 0,060 - 0,100 - 0,200

102

VYSEKÁVÁNÍ

Pùvodní støižná vùle se broušením nástrojù mìní. Pøi èastém broušení se støižná vùle zvìtší natolik, že okraje vysekávané lepenky jsou otøepané, mají zátrhy a výènìlky vrstev vláken i pøi správném bøitu nože. Takto opotøebované nástroje se musí obnovovat. Na zachování støižné vùle pøi obvodu støižných hran má také vliv správné upnutí støižníku a pøesné vymezení polohy støižné desky ve vysekávacím stroji (lisu). Osa sloupku, kterým se støižník pøipevòuje do beranu lisu, musí procházet tìžištìm støižných sil pùsobících na obvodu støižníku. Jinak dochází k nerovnomìrnému, resp. jednostrannému zatížení nástrojù i stroje (opotøebení pouzder i ložisek). Tím se mìní støižná vùle na obvodu støižných hran a kvalita støihu se zhoršuje. Tìžištì støižných sil nelze zamìòovat s tìžištem plochy výseku. U symetrických obrazcù leží tìžištì sil vždy na osách soumìrnosti a dá se snadno zjistit. Složitìjší obrazce se rozkládají do dílèích úsekù se známým tìžištem sil. Z nich se zjišuje souhrnné tìžištì sil buï výpoètem, nebo graficky podle obecných pravidel mechaniky.

4.1.2. Rotaèní vysekávání dvoudílnými nástroji Rotaèní vysekávání dvoudílnými nástroji je založeno na principu støihu kruhovými noži, pøièemž bøity nožù nestøíhají po celém obvodu, nýbrž jen ve vymezeném úseku (obr. 98). Hrany dolního rotujícího nástroje plní funkci bøitù dvou kruhových nožù a vymezují šíøku prùstøihu - prùseku. Ve štìrbinì se protáèejí jeden nebo dva segmentové nože upnuté na horním nástroji; hrany tìchto nožù plní funkci bøitu a pøeènívají pøes støižné hrany dolního nástroje. Èela segmentových nožù opatøená ostruhami vysekávají užší strany prùsekù na principu øezu (bez podložky). b

d

d

c a f e

g h

Obr. 98 Soustava rotaèních vysekávacích nástrojù a - nožový držák, b - pryžová pøítlaèná podložka, c - šrouby, d - nožový segment, e - spodní nožová návleèka, f - spodní nùž, g - mezikruží, h - odstraòovaè lepenkového odpadu

ROTAÈNÍ VYSEKÁVÁNÍ DVOUDÍLNÝMI NÁSTROJI

103

Segmentový nùž je buï jednodílný a podle potøeby vymìnitelný, nebo je sestaven z nìkolika dílù. Nože jsou pøipevnìny k držáku pomocí šroubù. Šíøka nožù mùže být rùzná a podle ní lze upravit rozteè støižníku hran dolního nástroje. Polohu nožù na obvodu horního nástroje lze volit i libovolnì podle potøeby, tj. podle rozmìrových proporcí vysekávaného pøíøezu. Tímto zpùsobem jsou vysekávány pøiøezy na skládací krabice s klopovým uzávìrem (u slotrù). Tyto pøíøezy mají u jedné linky ohybu dva prùseky, které lze vysekávat dvìma segmentovými noži pøi jedné otáèce, nebo pøi vìtších rozmìrech jedním nožem pøi dvou otáèkách. Prùmìr vysekávacích nožù je u stroje nemìnný. Jejich obvod vymezuje maximální rozmìry pøíøezù, které lze na stroji vysekávat.

93

0

Souèet délky dvou prùsekù (nebo délka jednoho prùseku) a rozteèe mezi prùseky (kde není provádìn výsek) se musí rovnat obvodu bøitu nožù, nebo musí být kratší. Pøitom je nutné poèítat s urèitou mezerou mezi dvìma za sebou nakládanými archy (obr. 99).

29

6

80

H

B

B

850 930

93

0 6

45

0

29

B 450

B 450

480 (Lmin = 850)

L = 1380

Obr. 99 Znázornìní rozmìrových proporcí pøi vysekávání a - jednou otáèkou se dvìma noži, b - dvìma otáèkami jedním nožem, B - hloubka prùseku, H - rozteè mezi dvìma prùseky Pøi výseku dvìma noži pøi jedné otáèce platí vztah:

pd - k kde d je prùmìr nožù (mm), B - délka prùseku (mm), H - rozteè mezi prùseky (mm), k - mezera mezi dvìma archy.

> =

2B + H

104

VYSEKÁVÁNÍ

Pøi výseku jedním nožem pøi dvou otáèkách je

pd

> =

B+ H

Celková šíøka vysekávaného pøíøezu mùže být o délku prùseku delší, než je obvod nožù a je urèena vztahem:

l = pd + B kde l je šíøka pøíøezu (mm), d - prùmìr nožù (mm), B - délka prùsekù (mm), H - rozteè mezi prùseky (mm). (Pro mezeru mezi archy je v tom pøípadì k dispozici celá hodnota H + k.) Mezera mezi dvìma za sebou následujícími archy bývá u strojù rozdílná a pohybuje se mezi 40 až 80 mm. V rámci tìchto hodnot lze libovolnì upravovat rozmìry prùsekù (které urèují šíøku klopy uzávìru pøíøezu zhotovované krabice). Vztahy tìchto rozmìrù lze pro bìžnou praxi znázornit graficky. Vstup archù z nakladaèe do stroje je vázán na vždy stejné postavení vysekávacích nožù. Tak je zajištìno, že oba prùseky jsou u každého pøíøezu správnì umístìny. Rotaèní vysekávací stroje bývají vybaveny tøemi i více soustavami prosekávacích nástrojù. Seøizují se centrálnì pøi uvolnìní nožù pomocí distanèního pravítka a rozmìry se nastavují podle mìrné stupnice vyznaèené na obvodu nožového høídele. Po seøizení se nože v nastavené poloze upevní. Seøizují se po nastavení výchozí funkce nakladaèe.

a

a

a

b

Obr. 100 Znázornìní sestavy vysekávacích nástrojù na høídelích a - prosekávací nástroje, b - nástroje pro výsek spojovací záložky (výsekový nùž mùže mít polohu kolmou nebo šikmou ke smìru otáèení) U moderních strojù se nastavují soustavy nástrojù v šíøi stroje i segmentové nože automaticky, podle urèeného programu na ovládacím panelu.

VYSEKÁVÁNÍ VÝSEKOVÝM NOŽEM

105

Vysekávaný arch je pøi vysekávání pevnì veden soustavou vodících válcù (nìkdy i pomocí nástrojù - pøítlakem pryžové vložky na držáku horních nožù proti spodnímu nástrojji). Odpad lepenky z prùseku propadá mezi spodní nože, odkud je odstraòován nastaveným odstraòovaèem. Sestava prosekávacích nástrojù na høídelích vysekávacího stroje je zpravidla doplnìna soustavou vysekávacích nástrojù, které vysekávají tvar spojovací záložky krabice (obr. 100). Jde o soustavu, která pracuje na principu øezu a bude popsána v dalších kapitolách.

4.2. VYSEKÁVÁNÍ NA PRINCIPU ØEZU 4.2.1. Vysekávání výsekovým nožem Tento zpùsob vysekávání je založen na principu øezu. Výsekový nùž je vlastnì tvarovaný nùž tak, že jeho bøit tvoøí zpravidla uzavøený obrys výseku. Nùž vysekává papír nebo lepenku v celých stozích proti mìkké podložce (lepenka, fólie z plastické hmoty) (obr.101).

a b

c

Obr. 101 Vysekávání výsekovým nožem a - výsekový nùž, b - vysekávaný materiál, c - podložka K vysekávání se používají mostové (nebo ramenové) vysekávací stroje, pøi ruèním ložení nože na vysekávaný materiál, nebo automatické vysekávací stroje s pevnì upnutým nožem. Potøeba øezné síly závisí na: ! ! ! ! !

délce bøitu nože (a na jeho tvaru), úhlu bøitu nože, stavu ostøí nože výšce stohu vysekávaného materiálu, vlastnostech vysekávaného materiálu.

Na rozdíl od øezání na øezacím stroji není vysekávaný materiál pøed øezem lisován pøítlakem lisovacího bøevna. Pøidržovaè, tj. pružná vložka (pórovitá pryž) vkládaná do vnitøního prostoru nože zmíròující vyboulení pøíøezù. Nebo vyhazovaèe mají jen pomocnou úlohu a lisovací bøevno nenahrazují. Proto je prùbìh deformací stohu pøi vysekávání, zpùsobených tlakem nožù, jiný než pøi øezání. Tvarovaný nùž také zpùsobuje, že podmínky pøi vlastním prùbìhu øezu jsou odlišné, protože odpor, který klade vysekávaný materiál èelu klínového nože, se neprojevuje pouze v jedné kolmé rovinì, jak tomu je pøi øezání, nýbrž na èlenitém obvodu vysekávacího nože v nìkolika kolmých rovinách v rùzných smìrech.

106

VYSEKÁVÁNÍ

Prùbìh øezu pøi vysekávání Tlakem bøitù nožù se v první fázi více nebo ménì stlaèují vrchní vrstvy stohu vysekávaného materiálu. Støed vrchních vrstev výsekù se vydouvá. Tato deformace vysekávaného stohu probíhá až do okamžiku, kdy se pøekoná odpor vysekávaného materiálu a nùž vnikne do stohu. Stlaèování vrchních vrstev a jejich namáhání v ohybu i v tahu je tím vìtší, èím "mìkèí" je stoh. Tvrdost stohu lze hodnotit podle jeho stlaèitelnosti. Pokusnì se zjistilo, že stlaèení je pøi konstantním tlaku 150 kPa: ! u køídového papíru ! u obálkového papíru ! u hedvábného papíru

cca 15 % cca 18 % cca 27 %

Stlaèitelnost souvisí s objemovou hmotností papíru a s jinými mechanickými vlastnostmi vysekávaného materiálu. Rozsah deformace stohu je dále zavislý na stavu bøitu nože. Èím více je nùž otupen, tím vìtší je stlaèení stohu pøed okamžikem zahájení øezu. Deformace stohu zpùsobuje rozmìrové úchylky vrchních vrstev výsekù. U mìkkých, nedostateènì prùtažných materiálù mùže vlivem protažení vrchních vrstev dojít k pøetržení vrchních výsekù (zpravidla pøíènì ke smìru výroby v dùsledku menšího protažení). Nìkdy dochází k trhání u øezných hran. Rozmìrové úchylky jsou rùzné podle druhu vysekávaného materiálu i podle stavu bøitu nože. Také prùbìh sil zavisí na druhu vysekávaného materiálu. (obr. 102). Více nebo ménì strmý vzestup sil pùsobí pøi stlaèování stohu do okamžiku záøezu. Další mírný vzestup po zapoèetí vlastního øezu souvisí s klínovým tvarem nože. Strmý pokles síly ovliòuje úvra bøevna stroje, kdy nùž zùstává zaøíznut ve stohu. Na prùbìh sil pøi vysekávání má vliv také úhel bøitu nože, stav jeho ostøí a výška stohu.

N/cm

Nùž vniká do stohu rùznou rychlostí podle druhu pohonu stroje. Prùbìh øezných sil a jejich velikost ovlivòuje též poloha nože na stohu, nebo nástroj musí pøekonávat rùznì velký odpor vysekávaného materiálu: pøi okraji stohu je odpor tøení mezi nožem a materiálem menší než pøi výseku uprostøed stohu.

400 300 200 100 0

c

b

a 0

5 0

5 0

5

Obr. 102 Grafické znázornìní prùbìhu sil pøi vysekávání papíru a - obálkového, b - køídového, c - hedvábného

VYSEKÁVÁNÍ VÝSEKOVÝM NOŽEM

107

Dalším faktorem, který ovlivòuje prùbìh øezných sil, je podíl z celkového obvodu bøitu nože na poloze pøíèné a podélné ke smìru výroby papíru nebo lepenky. Snaha optimálnì využít plochu archu vede k tomu, že je výsek umísován až k okraji stohu a vynechávají se minimální mezery mezi jednotlivými stohy výsekù. To však není vždy možné, nebo tvarovaný nùž má tvary bøitu v rùzných úhlech zakøivení. Klínový tvar nože zpùsobuje rùznosmìrné pùsobení horizontálních složek sil, které vysekávaný materiál v závislosti na jeho vìtší nebo menší pevnosti odtlaèují z okolí klínu nože a zpùsobují natrhávaní stohu ve smìru vnì od zakøivení nože (obr. 103). Stoh poškozený trhlinou nelze použít k výrobì dalšího výseku. Za normálních podmínek musí být dodržována vzdálenost nože od okraje stohu minimálnì asi 5 mm a mezi výseky se má ponechávat asi 3 mm široká mezera (podle druhu vysekávaného materiálu).

a c

F1b F1a F1

F2

b F

Obr. 103 Znázornìní pùsobení sil na vznik trhlin stohu a - geometrie pùsobení sil, b - výsekový nùž, c - trhlina stohu.

Výsekové nože Nejjednodušším výsekovým nožem je tzv. prùbojník, dodnes používaný k vysekávání otvorù v lepence, v tìsnìní, ale i pøi vzorkaøských pracích. Vysekávání výsekovým nožem (výseèníkem) se dnes èasto uplatòuje nejen pøi zpracování papíru, ale i kùží, fólií z plastických hmot, textilu apod.

Obr. 104 Výseèník

108

VYSEKÁVÁNÍ

Používají se tyto druhy výsekových nožù:

185 O

1O

7

28

70

20

a b

170

c

d

Obr. 105 Jednodílný nùž a - výsekový nùž, b - vysekávaný materiál, c - podložka, d - pøíklad rozmìrù nože v mm

a) jednodílné nože (obr. 105) - slouží k vysekávání obvodù výsekù, jako jsou napø. etikety, výseky na výrobu sáèkù, obálek apod., b) vícedílné nože (obr. 106) - které pøi jednom postupu souèasnì vyseknou více výsekù (lze srovnat s blokovými nástroji na principu støihu), c) seøiditelné nože (obr. 107) - které jsou umístìny na rámu; používají se k vysekávání rohù, prùsekù apod. zejména pøi èastých zmìnách rozmìrù výsekù (speciální sáèky),

Obr. 106 Vícedílný výsekový nùž

VYSEKÁVÁNÍ VÝSEKOVÝM NOŽEM

109

d c

b a

Obr. 107 Seøiditelný výsekový nùž a - rohový nùž, b - seøizovací lišta rámu, c - vyrovnávací kolíky, d - upínací šroub d) výsekové nože s vyhazovaèem (obr. 108) - které mají v noži vestavnìou odpruženou ocelovou desku sloužící k vysunutí výseku (stohu); tyto nože se také mohou pevnì upínat do vysekávacích strojù. Výsekové nože mohou mít rùzný tvar. Vyrábìjí se zpravidla kováním z ploché nástrojové (uhlíkové) oceli. Nože pro vysekávání kruhù menšího prùmìru se mohou zhotovovat soustružením. Nože zhotovují zkušení nástrojáøi tvarovým kováním, pilováním do pøesných tvarù, kalením a popouštìním. Dùležitou podmínkou pøi výrobì nožù je pøesná rovnobìžnost roviny bøitu nože s rovinou temena nože. Tato rovnobìžnost se musí zachovat i pøi broušení nožù po jejich otupení. Výška nožù se pohybuje zpravidla mezi 45 až 100 mm, podle možnosti nastavení funkèích orgánù vysekávacího stroje.

d

b

a

c

Obr. 108 Vysekávací nùž s vyhazovaèem výseku a - vyhazovací deska, b - tlaková pružina, c - vodící sloupek, d - vodící pouzdro.

110

VYSEKÁVÁNÍ

Používají se nože s jednostranným nebo dvoustranným bøitem (obr. 109). Jsou to: a) nùž s vnìjším bøitem - výsek je uvnitø nože. Úhel bøitu nože je 15 až 18°. Vnitøní svìtlost (prùmìr) se zvìtšuje smìrem od bøitu k temeni o 1 až 1,5 %, èímž se pøedchází svírání výsekù, b) nùž s vnitøním bøitem - výsek leží vnì nože a odpad je uvnitø nože. Vnìjší prùmìr se zmenšuje smìrem nahoru o 0,5 až 0,8 %, c) nùž s dvoustranným bøitem - úhel bøitu bývá kolem 10°. Ostøí nože je v jedné tøetinì tloušky nože (smìrem od vnitøku nože), d) nùž s dvoustranným bøitem pro vysekávání èlenitìjších tvarù, u kterého je výsek uvnitø nebo i vnì nože. Dvoustranný bøit se používá také tehdy, když má být využit vysekávaný materiál vnì i uvnitø bøitu nože (dìtské hry, skládanky, leporela, puzzle apod.). Pøi broušení nožù s dvoustranným bøitem se obtížnì dodržují rozmìry výsekù i roviny bøitu nože. Pøi výrobì etiket a reliéfnì ražených nálepek se používají kombinované razící a vysekávací nástroje. V tom pøípadì jsou vysekávací nože zabudovány do razicích nástrojù.

a

b

c

d

Obr.109 Nože s jednostranným a dvoustranným bøitem a - nùž s vnìjším bøitem, b - nùž s vnitøním bøitem, c - nùž s dvoustranným bøitem, d - nùž pro vysekávání èlenitých tvarù Nožùm se musí vìnovat náležitá péèe. Nutnost pøesné rovnobìžnosti bøitu a temena nože byla již zdùraznìna. Není-li tato podmínka splnìna, dochází k jednostrannému zatìžování stroje. Neleží-li bøit nože v jedné rovinì vznikají otøepané okraje výsekù, a aby došlo k doseknutí, musí být nùž pøíliš hluboko vtlaèován do podložky. Pøi broušení nožù se musí pøesnì zachovat pøíslušný úhel bøitu. K broušení nožù pøi zachování úhlu bøitu slouží speciální brusky (obr.110).

ROTAÈNÍ VYSEKÁVÁNÍ VÝSEKOVÝM NOŽEM

111

Obr. 110 Funkèní schéma speciální brusky na nože

Pro snadnìjší pronikání nože do vysekávaného materiálu opatøuje se jeho bøit vrstvièkou tuku. Nùž je pøi vysekávání odkládán bøitem na blok parafínu nebo na plstìnou podložku napuštìnou olejem nebo mýdlovou vodou. Vysekává se na mostových, karuselových nebo kloubových vysekávacích strojích, popø. na strojích s výkyvným pøítlaèným ramenem, a to ze stohu archù, ale i z pásù odvíjených z nìkolika kotouèù. Vysekávací podložka mùže být z rùzného materiálu. V praxi se osvìdèily tyto podložky: a) døevìný špalek sestavený z kostek jasanu a nebo z bílého nebo èerveného buku. Kostky jsou pevnì sevøeny v rámu a potom ještì zabudovány do pøesné roviny. Jsou sestaveny tak, že smìr rùstu døeva je kolmý. K prodloužení použitelnosti se na døevìný špalek klade ještì lepenka, b) podložková lepenka - vyrobená z dlouhých vláken a preparovaná mýdlovou vodou nebo lnìnou fermeží, c) fólie z plastických hmot - používá se desek z PVC nebo z kombinovaných hmot. Jejich výhodou je, že vzniklé jizvy lze pomocí pøíslušného rozpouštìdla zacelit, takže vznikne opìt dobøe použitelná hladká plocha.

4.2.2. Rotaèní vysekávání výsekovým nožem (obr. 111) Pøi tomto zpùsobu vysekává materiál rotující nùž proti mìkké rotující podložce, tedy na principu øezu. Nùž se upíná do držáku nasazeného na horní høídeli. Podložkou je fólie z lepenky, plastu nebo mìkkého kovu, pøipevnìná na plášti rotujícího válce - nástroje upnutého na høídeli. Nože provádìjící výsek v radiálním smìru mají ostøí tvaru kruhové úseèe, nože pro výsek soubìžný s osou válcù mají ostøí rovné - paralelní s osou válcù. Pro šikmé výseky se používá nožù se spirálovým tvarem ostøí. Tvar spirály se øídí úhlem sklonu hrany výseku. Výsek odpadu je napichován na jehly, které ho unáší ve smìru rotace spodního válce. Z jehel se odpad vyhazuje jednoduchým odstraòovaèem a padá na transportní pás, který ho vynáší ze stroje. Soustavu nástrojù na stroji lze seøizovat podle požadovaných rozmìrù výsekù. Zpravidla se tyto soustavy nástrojù kombinují s rotaèními prosekávacími nástroji u slotrù.

112

VYSEKÁVÁNÍ

Výsekové nože obyèejnì dodává výrobce stroje. Pøi jejich broušení je dùležité zachovat pøesný kruhový tvar ostøí. Prùmìry horního nože a spodní podložky bývají rozdílné, aby se zjizvení podložky postupnì rozložilo na celou její plochu. Podložku lze po znehodnocení vymìnit nebo obnovit. Princip rotaèního vysekávání se dnes používá nejen k vysekávání pøíøezù jednoduchého tvaru (spojovacích záložek u kolpových krabic), ale i k vysekávání rùzných èlenitých útvarù (napø. skládatelných pøíøezù). Nástroje se používají v sestavì s rotaèními prosekávacími nastroji na høídelích slotru, které v rùzných rozmìrových setavách vysekávají pøíøez, napø. na krabici spojovanou zásuvnými spoji. V praxi se používá i mnoha jiných variant. Èasto se setkáváme s vysekáváním nosných rukojetí u odnosných obalù apod.

Obr. 111 Sestava rotaèních vysekávacích nástrojù a - držák nože, b - upínací držáky, c - výsekový nùž, d - pøíchytka nože, e - držák podložky, f návleèka, g - podložka (kov), h - podložka (fólie z plastické hmoty), i - upínací šroub, j - odstraòovaè odpadu, k - jehly pro napichování odpadu Výsekové nože se používají také pøi vysekávání rukojetí na strojích pro výrobu papírových nákupních tašek, pøi vysekávání okénak u obálek nebo u sáèkù, pøi rotaèním vysekávání etiket i pøi vysekávání synchronizaèních otvorù na balicích materiálech. Mnohdy se tento princip uplatòuje v sestavách rùzných kombinovaných strojù. Výroba nástrojù pro tento zpùsob vysekávání je velmi nároèná a zabývá se jí zpravidla výrobce strojù. Výrobce strojù dodává pro tento úèel speciální brousicí stroje, které umožòují dodržet pøi broušení geometrický tvar linek ostøí.

VYSEKÁVÁNÍ PLANŽETOVÝM NOŽEM

113

4.2.3. Vysekávání planžetovým nožem 4.2.3.1. Vysekávání planžetovým nožem - zdvihové Vysekávání papíru a lepenek dvoudílnými nástroji na principu støihu i vysekávání výsekovými noži má vedle øady výhod i své nevýhody. Nástroje pro tvarovì èlenité výseky nebo pro vysekávání ve vìtších plochách jsou pomìrnì drahé a univerzální nástroje lze použít jen pro jednoduché a opakované tvary výsekù. Rychlému rozvoji kartnážní výroby v poèátcích našeho století, a zejména rozvoji výroby potištìných skládaèek tradièní zpùsoby vysekávání plnì nevyhovovaly. Rùznorodý sortiment v malých, støedních i velkých sériích a rostoucí požadavky na tvarovì složitìjší výrobky vedly ke znaèné spotøebì drahých nástrojù. Proto se usilovnì hledaly zpùsoby, jak jejich konstrukci a výrobu zjednodušit. Z typografických zpùsobù linkování, ražení linek ohybu a perforování se postupnì vyvinul nový technologický zpùsob vysekávání planžetovými nástroji, který dnes zcela ovládl kartonážní techniku. Splòuje všechny požadavky moderní kartonážní výroby. Nástroj dovoluje sdružovat operaci vysekávání s dalšími technologickými postupy, kterými se vytváøejí linky ohybu (ryhování, naøezávání) nebo linky oddìlovací (perforování). Pùvodní použití (typografické linkování a "ražení" linek ohybu) dalo nástroji název linková raznice. V odborné terminologii se dnes používá název planžetový vysekávací nástroj, odvozený od planžetových nožù i rýhovacích nástrojù a od vysekávání jako hlavní operace, kterou nástroj vykonává. Poznámka: Planžetové nástroje provádìjí i jiné operace, o kterých bude pojednáno v dalších kapitolách (tj. naøezávání, perforování a rýhování); tato kapitola se omezí pouze na princip vysekávání planžetovým nožem. O zhotovování planžetových vysekávacích nástrojù i o funkèních principech vysekávacích strojù bude pojednáno v dalších kapitolách.

4.2.3.2. Vysekávání planžetovým nožem (soustava plocha - plocha) Pøi tomto zpùsobu vysekávání oddìlují rovné, zakøivené i nejrùznìji tvarované planžetové nože vsazené zpravidla do pøekližkové desky, výseky z lepenky v plošných tvarech obrysovì vymezených bøity nožù. Nože oddìlují lepenku principem øezu, tj. vnikáním bøitu do lepenky uložené na spodní protitlakové desce stroje, a to pùsobením tlaku, který vyvozuje vysekávací stroj. Zaklesnutí výsekù mezi bøity nožù znemožòují pružné pryžové vyhazovaèe, jimiž jsou nože obloženy tak, že pøevyšují vrcholy jejich bøitù (obr. 112). a

Obr. 112 Princip vysekávání planžetovým nožem a - pøekližková deska, b - planžetový nùž, c - pryžové vyhazovaèe, d - vysekávaná lepenka, e - vysekávací podložka

b c

d

e

114

VYSEKÁVÁNÍ

Obdobnì jako pøi øezání je i zde k pøekonání odporu, který nožùm klade vysekávaný materiál, zapotøebí specifiké øezné síly. Tato síla je bìhem výseku promìnlivou velièinou a ovlivòují ji tyto faktory: a. úhel bøitu nože, b. stav ostøí nože, c. tlouška vysekávaného materiálu, d. vlastnosti vysekávaného materiálu. Potøebu síly pro vysekávání ovlivòuje také odpor pryže vyhazovaèù, které se pøi vysekávání stlaèují proto, aby po uvolnìní z pøítlaku vysunuly výsek nad bøity nožù. Tato síla je úmìrná celkové ploše vyhazovaèù a tvrdosti použité pryže. Prùbìh vnikání nože do lepenky má tøi fáze (obr. 113). V první fázi je vysekávaný materiál nožem namáhán v ohybu, (odpor materiálu pùsobí kolmo proti noži), síla pøekonávající odpor stoupá. V okamžiku, kdy nùž vnikne do první vrstvy, zaèíná druhá fáze. Odpor, a tím i potøebná síla se zvìtšují v dùsledku tøení boèních stìn vrstev lepenky o stále vìtší díl vnikajícího planžetového nože. Ve chvíli, kdy stranovì pùsobící složky síly, pøekonávající odpor kladený noži, pøekonají pevnost zbývajících vrstev lepenky v tahu, se tyto vrstvy pøetrhnou. V této tøetí fázi síla prudce klesá do okamžiku, než bøit nože narazí na podložku. Hranice tøetí fáze je pøi vysekávání velmi dùležitá. Její prùbìh souvisí s úhlem bøitu nože a ovlivòuje jeho životnost. Pro ni má také zásadní dùležitost pøesné nastavení pøítlaèné funkce protitlakové (vysekávací) desky stroje podle tloušky a mechanických vlastnosti vysekávaného materiálu. Potøebná síla pro vysekávání se poèítá podle vztahu:

F = L . Fs (N), kde Fs je mìrná øezná síla (vysekávací) (N mm-1), L - délka bøitù nožù na nástroji (mm), F - øezná (vysekávací) síla (N).

N mm

2. 3. 1. mm

Obr. 113 Tøi fáze vnikání nože do lepenky a grafické znázornìní prùbìhu øezné síly.

ROTAÈNÍ VYSEKÁVÁNÍ VÝSEKOVÝM NOŽEM

Mìrné síly pro vysekávání planžetovým nožem

115

Tabulka 9 -1

Mìrná síla pro vysekávání (N mm )

Lepenka

dvojitý bøit

jednoduchý bøit

26 - 31

21 - 28

31

26

28 - 41

24 - 34

32

28

50 - 60

50 - 58

Chromonáhrada 250 až 500 g m-2 Chromokartón 450 g m-2 Strojní lepenka 300 až 700 g m-2 Hnìdá lepenka 0,7 mm Bednová lepenka 1 až 2 mm

Mìrné øezné síly pro vysekávání planžetovými nástroji mají rùznou hodnotu podle druhu vysekávaného materiálu a podle jeho tloušky (tab. 9). Mìrná øezná síla je pøi vysekávání pøíèném (kolmém) na smìr výroby lepenky o 15 až 25 % vìtší než pøi vysekávání podélném ve smìru výroby.

Planžetové vysekávací nože Nože se vyrábìjí z válcované páskové zušlechtìné oceli. Jednotlivé druhy nožù se od sebe liší úhlem a tvarem bøitu a svými rozmìry. Dùležitou vlastností nožù je také životnost, rozmìrová stálost øezného profilu a schopnost ohybu v malých polomìrech bez porušení tìla nože i øezného profilu. n

n

d

v1

v

s

s1

s1

s

s2

s

v

n

v

b

v2

n

v1

c a

n 1 n2

Obr. 114 Druhy planžetových nožù a geometrie jejich bøitu a - s jednostranným bøitem, b - s dvoustranným bøitem, c - s dvoustranným dvojitým bøitem, d - s dvoustranným bøitem s rozdílnými úhly zbroušení bøitu, v - výška bøitu, s - šíøka èela, n - tlouška nože.

116

VYSEKÁVÁNÍ

Podle tvaru bøitu se rozlišují tyto druhy nožù (obr. 114): ! ! ! !

s jednostranným bøitem, s dvoustranným bøitem, s dvoustranným dvojitým bøitem, s dvoustranným bøitem s rozdílnými úhly zbroušení bøitu.

Nože s jednostranným bøitem mají úhel bøitu a = 25° - 35°. Nùž umožòuje èistý øez a potøebná øezná síla je pøi jeho použití vzhledem k malému úhlu bøitu pomìrnì malá. Jeho použítí je však omezeno malou životností bøitu, plynoucí z nutnosti velmi tìsného pøitlaèení protitlakové desky stroje (prùbìh tøetí fáze zpùsobující pøetržení zbývajících vrstev je pøi jednostranném pùsobení stranové složky øezné síly znaènì zpoždìný). Pøi nesprávném nastavení tlaku se bøit nože velmi rychle opotøebovává. Nože s dvoustranným bøitem se používají nejèastìji. Úhel bøitu a1 = 50° až 70°. Výška bøitu a šíøka èela nože je urèena tlouškou nože a úhlem bøitu. Nože s dvoustranným dvojím bøitem mají dva úhly bøitu a1 a a2. Dvojitý bøit vyhovuje zvýšeným nárokùm na øeznou sílu a má delší životnost. Menší úhel a2 snižuje odpor materiálu. Stranovì pùsobící složky sil úmìrné úhlu bøitu jsou menší, takže k provedení výseku postaèí i menší síla. Životnost bøitu pøi jednom úhlu bøitu a2 by byla krátká, a proto je bøit zbroušen ve výšce V1 pod úhlem a1, který je vìtší. To dodává bøitu vìtší stabilitu, prodlužuje jeho životnost a také urychluje prùbìh tøetí fáze výseku (v dùsledku vìtšího podílu stranovì pùsobících složek øezné síly). Vlastní úhel bøitu nože a2 bývá 50° až 70°. Tento druh bøitù se používá u nožù vìtších tloušek. Nože s dvoustranným bøitem s rozdílnými úhly zbroušení bøitu se zhotovují tak, že jednostranný bøit se zbrousí i z druhé strany. Šíøky èela nože S a S1 jsou rozdílné. Bøit nože neleží na symetrické ose nože, ale mimo ní. Tato úprava má obdobné výhody jako dvoustranný dvojitý bøit.

Tvrdost nožù Používají s e nože rùzné tvrdosti: ! ! ! ! ! !

mìkké - tvrzené válcováním, vytvrzené - normální tvrdosti, vytvrzené - støední tvrdosti, vytvrzené - støední pružinové tvrdosti, tvrdé, speciální nože s vytvrzeným bøitem.

Mìkké nože lze tvarovat - ohýbat v libovolném polomìru a úhlu ohybu. Vytvrzené nože normální a støední tvrdosti se mohou ohýbat v polomìru vìtším než 3 mm v ostrém i tupém úhlu ohybu.

ROTAÈNÍ VYSEKÁVÁNÍ VÝSEKOVÝM NOŽEM

117

Vytvrzené nože støední pružinové tvrdosti se mohou ohýbat v polomìru vìtším než 6 mm. Pro ohyby v minimálním polomìru a v libovolném úhlu musí být nože vyrobeny z oceli s malým obsahem uhlíku, které zároveò zajistí dobrou životnost bøitu nože. Nože oznaèené jako tvrdé mají velmi dobré øezné vlastnosti. Pøi ohýbání však èasto v místech koncentrace tlakového a tahového napìtí praskají. Proto se hodí jen pro velké oblouky a rovné linky. Vysekávací nástroj bývá zhotoven z nožù rùzných tvrdostí, s rùznou životností bøitù. Opotøebování nožù je potom nestejnomìrné dochází k pøedèasnému znehodnocení nástroje. Proto výrobci sestrojili nové typy nožù, splòující všechny podmínky. Tìlo nože (planžeta) je vyrobeno z nízkouhlíkové oceli, která je mìkká a dovoluje ohyby v minimálním polomìru 0,8 mm. Zbroušený bøit nože je ve špièce speciálnì vytvrzený (obr. 115), takže ostøí nože má velkou životnost. Tyto nože se používají pro výrobu všech druhù tvarovì nároèných nástrojù a mají nìkolikrát delší životnost než normální nože.

a

b

Obr. 115 Vytvrzení bøitu nože a - u dvoustranného bøitu, b - u dvoustranného bøitu s rozdílnými úhly bøitu. Pøi použití kvalitních nožù lze pøi správném seøízení vysekávacího stroje dosáhnout jedním nástrojem 300 tisíc až 500 tisíc tlakù.

Rozmìry nožù Tlouška nožù n je zpravidla 0,70 mm nebo 0,71 mm, ale vyrábìjí se i nože o vìtší tloušce (1,07 mm, 1,42mm). Výška nože je zpravidla 23,8 mm (pøekližka bývá 18 mm tlustá).

Speciální nože Pro výrobu vysekávacích nástrojù sestavovaných z dílù (obdobnì jako u sazby knihtiskové formy) se dodávají rùzné typy dílù, které usnadòují sestavení nástroje (obr. 116). Tento zpùsob zhotovování nástrojù se s úspìchem používá i dnes.

118

VYSEKÁVÁNÍ

Obr. 116 Rùzné typy dílù pro sestavu vysekávacího nástroje

4.2.3.3. Vysekávání planžetovým nožem proti rotující podložce Pøi zdvihovém vysekávání je zapotøebí znaèných vysekávacích sil, nebo bøity všech nožù nástroje vysekávají souèasnì. Proto se nìkdy volí zpùsob, pøi kterém pøítlak vysekávaného materiálu k plochému planžetovému nástroji linkové raznici provádí rotující válec. Je to zpùsob pracující na principu knihtiskového lisu (soustava plocha - válec). Pøi tomto zpùsobu se podstatnì snižuje síla potøebná pro výsek. Okamžitá vysekávací síla je úmìrná délce bøitu nožù, které jsou v okamžitém zábìru. Nože, jejichž plocha je soubìžná s osou pøítlaèného válce, zabírají souèasnì v celé délce øezu. Potøeba síly pro øez je stejná jako pøi okamžitém zábìru. Nože, jejichž plocha je kolmá k podélné ose pøítlaèného válce, øežou v profilu polovinu kruhové úseèe, jejíž výška oblouku je dána tlouškou vysekávaného materiálu a polomìrem pøítlaèného válce. Okamžitý øez je vymezen délkou tìtivy èili délkou zcela nepatrnou. Nože umístìné šikmo k ose pøítlaèného válce øežou na šroubovici, jejíž stoupání závisí na velikosti úhlu, který svírá nùž s osou pøítlaèného válce. Protože výsek probíhá postupnì pøi odvalování pøitlaèného válce proti nástroji (od jeho jedné strany ke druhé), jsou okamžité zábìry øezu nepomìrnì mìnší nìž pøi soustavì plocha - plocha, a vysekávací stroje nemusí mít robustní konstrukci. Urèitou nevýhodou tohoto zpùsobu je snadné ohýbání pružných nožù soubìžných s osou válce, které se tím deformují a nástroje se poškozují. To se projevuje zejména pøi nesprávném seøízení stroje.

4.2.4. Rotaèní vysekávání plažetovými noži (soustava válec - válec - viz. Kapitola 5.1.4) U této soustavy je vysekávací nástroj pøipevnìn na válci, a má tedy tvar válcové plochy. Nože soubìžné s osou válce jsou rovné, nože kolmé na osu válce jsou ohýbány do oblouku o pøesném polomìru vysekávacího válce. Šikmé nože jsou ohnuty v polomìru oblouku úmìrném šikmému sklonu a jsou spirálovitì zakrouceny.

KONTROLNÍ OTÁZKY

119

Nože umístìné kolmo na osu válce pracují na stejném principu jako pøi øezu kruhovým nožem. Okamžitý zábìr øezu má obdobný prùbìh jako pøi vysekávání soustavou plocha - válec. Prùmìr pøítlaèného válce je buï vìtší, nebo èastìji menší než prùmìr vysekávacího válce. Zjizvení jeho povrchu, které zhoršuje kvalitu vysekávání, se tak postupnì rozkládá po celé ploše pláštì válce a prodlužuje se životnost jeho povlaku (z pryže, mìkkého plechu nebo plastu). Pøi kombinovaném vysekávání (rýhování, perforování, vysekávání) mívá pøítlaèný válec stejný prùmìr jako válec vysekávací. Soustava umožòuje podstatnì vìtší výkony než zpùsoby popsané v pøedcházejících kapitolách. V posledních letech se tento zpùsob používá i pøi vysekávání vlnitých a plných tlustších lepenek tam, kde se nevyžaduje absolutní pøesnost. Pro pøesné vysekávání (napø. u skládaèkových výsekù) se zatím jeho používání nerozšíøilo.

4.3. KONTROLNÍ OTÁZKY 1. Jaké zpùsoby vysekávání rozlišujeme? 2. Jmenujte zpùsoby vysekávání principem øezu a støihu. 3. Jaký význam mají univerzální vysekávací nástroje a co jimi lze vysekávat? 4. Jak se vypoète okamžitá støižná síla pro vysekávání rohù, kdy vysekávací nože mají rozdílný sklon bøitù? 5. Jaký vliv má støižná vùle na kvalitu støihu a na velikost potøebné støižné síly? 6. Charakterizujte rotaèní vysekávání a vysekávací nástroje. 7. Co vymezuje maximální šíøku vysekávaného pøíøezu rotaèními vysekávacími nástroji? 8. Charakterizujte vysekávání výsekovým nožem. Na èem závisí vysekávací síla? 9. Porovnejte vysekávání výsekovým nožem a øezem stohu na øezacím stroji a uveïte rozdíly. 10. Jaké výsekové nože se používají pøi zpracování papíru a lepenky? 11. Charakterizujte rotaèní vysekávání výsekovým nožem. 12. Uveïte pøíklady vysekávání rotujícím výsekovým nožem. 13. Co ovlivòuje sílu pro vysekávání planžetovým nástrojem? 14. Charakterizujte prùbìh jednotlivých fází vysekávání planžetovám nástrojem. 15. Jaké se používají druhy planžetových nožù podle tvaru bøitu a podle tvrdosti? 16. Jaké výhody má vysekávání planžetovým nožem proti rotující podložce? 17. Kdy se používá rotaèní vysekávání planžetovými nástroji?