4 Требования к металлической мастер-модели. Способы извлечения мастер-модели из пресс-формы.
Требования к мастер-моделям из металла:
Материал не должен менять свои свойства и разрушаться при вулканизации.
Не должен химически взаимодействовать с резиной. При вулканизации выделяется сероводород и азотная кислота.
Класс шероховатости не должен быть ниже в готовой отливке.
Размер мастер - модели должен превышать размер готовой отливки на 5-6%.
Мастер- модель изготавливают целиком, но можно сделать составную.
Особое внимание следует уделить разрезанию резины, т.к. от качества
разрезки напрямую зависит легкость извлечения восковки из пресс-формы.
Операция заключается в следующем: оценив пресс-форму, цепляем ее за край крючком или специальной прищепкой закрепленной на верстаке, и хирургическим лезвием делаем несколько пробных разрезов (рис. 1.2, а).
Рис. 1.2. Извлечение мастер-модели:
а - разрезание пресс-формы, б - разные способы разрезания
Модель
Модель освобождается таким образом, чтобы две половинки разрезан-
ной формы потом можно было бы плотно и точно соединить вновь. Поэтому
форма разрезается либо с четырьмя замками по углам, либо пилообразно по
всему периметру (рис. 1.2).
Модель полностью ≪утоплена≫ в форме, и невозможно точно сказать,
где именно она находится. Поэтому, полагаясь на свою память, как можно
дальше нужно раскрыть края взрезанной формы, пока не начнут проявляться
контуры модели. Когда контуры модели станут более или менее различимы,
можно выбирать место расположения финальных резов, подходя к этому ра-
разумно, т.е. стараться делать разрез там, где находятся более доступные места для шлифовки (например, по граням детали, а не по поверхностям, которые являются основными художественными элементами изделия) будущей отливки.
5 Модельные составы и технология изготовления восковых моделей. Применяемое оборудование. Сборка модельных блоков.
Технология изготовления восковых моделей
Технология изготовления восковых моделей включает в себя создание мастер-модели, по которой изготавливается форма, применяемая в дальнейшем для получения восковых моделей изделия. Материал мастер-модели не должен разрушаться в процессе вулканизации резиновых пресс-форм, химически взаимодействовать с резиной, используемой для изготовления формы. Качество поверхности мастер-модели должно быть очень высокого уровня, так как любые шероховатости, выщерблены и раковины будут отражаться на всех восковых моделях, а как следствие, и на всех изделиях. Размеры эталона должны превышать размеры готовой модели (на 5 - 6%) с учетом общей усадки металла при затвердении отливок и припуска на механическую обработку. В промышленности внедрен и широко применяется процесс получения восковых моделей в разрезных резиновых пресс-формах, что позволяет изготовлять изделия с точным воспроизведением сложной формы. Сущность метода: эталон модели помещают между двумя резиновыми пластинами соответствующей толщины, затем производят их вулканизацию под прессом, во время которой эталон вдавливается в разогретую, размягченную резиновую массу, после окончания вулканизации форму разрезают.
Восковую модель получают путем заливки резиновых пресс-форм воском в инжекционной установке. Перед запрессовкой пресс-форму тщательно очищают и смазывают эвкалиптовым маслом или водно-глицериновым раствором. Запрессовку модельного состава (воска) в пресс-форму производят при температуре 60 - 85 °С и давлении 2 - 15 Па. После запрессовки пресс-форму в течение 1 - 1,5 мин охлаждают в холодильнике.
при серийном производстве в точном литье, как правило, применяется только групповая отливка деталей.
Для сборки восковых моделей используется восковой стояк круглого сечения. Восковые модели собирают вокруг стояка под углом в несколько рядов. Сборку осуществляют при помощи термического шпателя или паяльника. Нагретое лезвие помещают между торцом питателя модели и посадочным местом стояка в том месте, где модель изделия должна быть припаяна. Одновременно расплавляют воск на той и другой детали, убирают шпатель и прижимают модель до застывания воска в месте припайки. Сборный модельный блок обезжиривают в спирте или четыреххлористом углероде и просушивают в естественных условиях. Для обезжиривания можно использовать и мыльный раствор, промыв затем блок в холодной воде и обсушив его в естественных условиях.
В общем случае одноразовые модели по способу их удаления из формы подразделяются на выплавляемые, растворимые и выжигаемые (газифицируемые).
Модельные составы для выплавляемых моделей.Исходные материалы.
1) Парафин (смесь углеводородов предельного ряда) - предоставляет собой белую массу с кристаллической структурой. Парафин придает моделям пластичность и устойчивость к образованию трещин. Он наиболее дешевый и недефицитный компонент модельного состава. К недостаткам парафина относятся: невысокая прочность, вспениваемость в расплавленном состоянии.
Стеарин - смесь жирных кислот, представляет собой аморфную беловато-желтую массу. Стеарин повышает теплостойкость и прочность моделей. Это дефицитный и дорогой материал (в 8 раз дороже парафина). Недостатками стеарина являются взаимодействие с этилсиликатом и омыление в воде.
Буроугольный воск - смесь воска, смолы и асфальтоподобных веществ, однородная масса темно-бурого цвета. Служит основным заменителем стеарина. Буроугольный воск обладает высокой прочностью и твердостью, значительной хрупкостью, способствует образованию твердой блестящей поверхности модели.
Церезин - смесь твердых углеводородов метанового ряда, амфорная светло-желтого цвета. Недефицитный материал. Церезин обладает более высокой пластичностью и теплостойкостью, чем парафин и стеарин. Недостатки церезина - значительная линейная усадка, невысокие прочность и твердость.
Этилцеллюлоза - разновидность простых эфиров целлюлозы. Это мелкокристаллический белый или светло-желтый порошок. Этилцеллюлоза применяется как пластификатор и упрочнитесь составов. Содержание этилцеллюлозы в модельном составе не должно превышать 5 %, иначе модельный состав будет прилипать к оснастке.
Торфяной воск - смесь высокомолекулярных углеводородов. По сравнению со стеарином и парафином торфяной воск обладает более высокой прочностью и теплостойкостью. К недостаткам торфяного воска относятся хрупкость, повышенная вязкость в расплавленном состоянии.
Полиэтилен - синтетическое высокомолекулярное соединение. Полиэтилен увеличивает термостойкость и прочность парафина в 2 раза. Недостатки полиэтилена - значительная усадка (до 3 %), повышенная вязкость в расплавленном состоянии, снижающая жидкотекучесть модельного состава.
Канифоль состоит в основном из смоляных кислот. Это - хрупкая стекловидная масса. Применяется для придания модельным составам повышенной прочности и термостойкости. При большом содержании канифоли в модельном составе, он приобретает хрупкость, прилипает к оснастке, утрачивает технологические свойства при многократном использовании.
Полистирол - термопластичный материал, получаемый полимеризацией стирола. Используется не только в качестве самостоятельного материала для изготовления моделей, но и как компонент модельного состава, повышающий его теплостойкость и механическую прочность. Модель из полистирола плохо удаляется из керамических оболочек.
Пенополистирол - термопластичный материал в виде гранул, получаемый суспензионной полимеризацией стирола (С6Н5 - СН= СН2) - в присутствии летучего пенообразователя. Является исходным материалом для изготовления моделей.
Карбамид - техническая мочевина - кристаллический материал, получаемый путем нагрева аммиака и углекислого газа при температуре 150 oС и давлении 450 МПа. При нагреве карбамид не проходит стадию размягчения. Является основным компонентом, растворяемых в воде модельных составов. Обеспечивает малую линейную усадку и высокую прочность модели.
Борная кислота - блестящие чешуйки или бесцветные мелкие кристаллы - является компонентом растворимого в воде модельного состава.
Требование к модельным составам
Модельные составы должны быть:
• однородными;
• иметь минимальные усадку (при охлаждении) и расширение (при нагревании и выплавлении);
• малую зольность;
• достаточную жидкотекучесть в вязкоподвижном или пастообразном состоянии;
• температуру размягчения выше 40°С, плавления — 50-90°С;
• высокую теплопроводность;
• не прилипать и не взаимодействовать с эластичной и литейными формами;
• хорошо паяться;
• иметь плотность ниже 1000 кг/м3;
• быть экологически чистыми и безвредными как в исходном состоянии, так и при выплавлении (вытопке) и прокалке форм.
• хорошо смачиваться огнеупорной суспензией;
• обладать после затвердевания прочностью и твердостью, достаточными для того, чтобы исключить повреждения моделей;
• сохранять свои свойства при всех технологических операциях, причем при многократном использовании;
Основные инструменты и оборудование для работы с воском:
- Бачок для растопки воска. Широко используется в тех случаях, когда в работе необходим расплав воска. Наиболее существенное требование - способность работать при заданной температуре, без перегрева, так как кипение воска при его расплавлении недопустимо.
- Восковой инжектор. Основное устройство, применяемое при тиражировании изделий. Служит для впрыскивания инжекционного воска в резиновую форму за счет разности давлений внутри и вне формы. На рынке представлен широкий выбор инжекторов с различной емкостью бачка, с различным способом задания и контроля температуры инжекции и т.п. Наиболее современными (и наиболее дорогими) являются вакуумные инжекторы, в которых впрыскивание воска происходит в вакуумируемую форму, что значительно улучшает качество восковок.
- Бормашина. Несмотря на то, что резьба воска вручную не требует приложения серьезных усилий, использование бормашины очень упрощает и облегчает работу модельера. Для работы по воску, как правило, используются специальные боры, в которых расположение режущих зубов и кромок более редкое, чем в стандартных борах по металлу. В этом случае боры не забиваются воском и не требуют частой чистки щеткой.
- Восковой пистолет. Позволяет выдавливать тонкую проволоку различного сечения из расплавленного модельного воска специальной рецептуры.
- Прибор для работы по воску разогретым резцом. Аналог приспособления для выжигания по дереву или паяльника. Разнообразие сменных рабочих резцов позволяет существенно разнообразить дизайн восковой модели.
- Режущий инструмент. Выбор инструмента для резьбы - дело индивидуальное. Следует отметить, что заточка режущих кромок производится очень редко. Часто в работе используются хирургические скальпели со сменными лезвиями и стоматологические инструменты (шпатели и т.п.), которые также могут быть заточены при необходимости.
- Напильники, надфили. Для работы по воску используются инструменты с редким расположением зубов, не требующие частой очистки щеткой.
- Лобзики. Пилки для резки воска - с редким расположением зубов. В некоторых пилках зубья расположены по спирали, что позволяет пилить воск в любом направлении.
- Спиртовка. Используется для размягчения воска, нагрева шпателей и т.д. Важно использовать именно спирт, т.к. пламя спиртовки должно быть достаточно жарким и не давать копоти, что характерно для бензинового, а также керосинового пламени.
???
при серийном производстве в точном литье, как правило, применяется только групповая отливка деталей.
Сборка моделей в блоки определяется выбором рациональной литниковой системы, наиболее отвечающей получению годных деталей при отливке.
В настоящее время применяются два способа сборки моделей в блоки: монтаж блоков подпайкой к заранее отлитым элементам литниковой системы и способ кондукторной сборки.
Монтаж пайкой имеет то преимущество, что он требует только универсальные приспособления. В специальных прессформах отливаются элементы литниковой системы (литниковая чаша, стояк, коллекторы и пр.). Глядя на собранный эталонный блок, сборщик ведет спайку отдельных элементов и припайку к ним моделей. При этом он сверяет необходимые размеры, пользуясь масштабной линейкой. Скрепление отдельных частей блока достигается аккуратным разогревом места спайки и образованием шва из расплавленной модельной массы. Недостатки монтажа пайкой: длительность операции сборки, недостаточная прочность скрепляемых элементов, неизбежная при ручной работе нестандартность блоков.
Сущность кондукторной сборки заключается в том, что подлежащие сборке модели укладываются в специальный кондуктор и их скрепление производится свободной заливкой модельной массы в кондуктор, полость которого представляет собой либо один из элементов литниковой системы, либо полностью законченную литниковую систему. При кондукторной сборке надо стремиться к максимальному упрощению литниковой системы, что ведет, в свою очередь, к упрощению кондукторов, всю литниковую систему желательно выполнять в одном кондукторе.