Пенополистироловые модели, удаляемые из оболочек форм выжиганием или растворением, можно изготовлять следующими способами: ванным, погружая металлическую пресс-форму, заполненную гранулами полистирола для вспенивания, в горячую воду; автоклавным; тепловым ударом — быстрым прогревом гранул во всем объеме полости пресс-формы вдуванием в нее перегретого пара через специальные инъекторы; вспениванием с помощью ТВЧ [путем диэлектрического нагрева смоченных жидким диэлектриком гранул; разработанным в МВТУ им. Н. Э. Баумана комбинированным методом — тепловым ударом в сочетании с ванным нагревом. Однако применение этих способов, особенно при изготовлении тонкостенных, протяженных и сложных по конфигурации моделей не обеспечивает стабильно высокого качества поверхности последних.
Наиболее приемлем разработанный в ХФ ВНИИЛИТмаш метод изготовления пенополистироловых моделей на термопластавтома-тах специальной конструкции. Изготовление такого двухпозиционного термопластавтомата мод. 69213 (рис. 5.27) освоено Тираспольским заводом литейных машин им. С. М. Кирова. Особенностью этого автомата является то, что его запрессовывающее устройство последовательно производит впрыск пластифицированного нагревом полистирола для вспенивания в две пресс-формы 4 и 5.
При работе двухпозиционной автоматической литьевой машины в приемный бункер 1, а из него мерными порциями в рабочий цилиндр 2 поступают гранулы полистирола для вспенивания (желательно марки ПСВ-ЛД). На входе рабочего цилиндра температура в нем находится в пределах 100—130 °С и постепенно повышается к выходу до 180—220 °С. Нагретый пенополистирол впрыскивают
Рис. 5.27. Термопластавтомат мод. 69213 для литья под давлением пенопо-листироловых моделей.
.
в пресс-форму через литниковый канал и точечные или щелевые питатели со скоростью не менее 120 см
/с. Впрыскиваемый за 0,2— 0,5 с материал занимает ~20 % объема пресс-формы, после чего, вспениваясь, полностью воспроизводит его. Сформировавшиеся и отвержденные в результате охлаждения модели выталкивают из пресс-форм и они попадают в бункер 3.
Таким образом, изготовление пенополистироловых моделей литьевым методом состоит из четырех стадий: пластификации гранул полистирола, впрыска его в пресс-форму, вспенивания и охлаждения модели в пресс-форме. Преимущества и свойства пенополистироловых моделей подробно рассмотрены выше в этой главе, а конструктивные особенности пресс-форм для изготовления пенополистироловых моделей указаны в гл. 4. Сконструирован восьмипозиционный карусельный автомат для получения звеньев пенополистироловых моделей, совмещенный с роторной установкой для автоматической сборки блоков моделей (см. рис. 10.12). Автоматы входят в состав комплекса оборудования для линии производства по выжигаемым ненополистироловым моделям мелких точных стальных отливок, рассчитанной на выпуск 1000—1500 т/год.
Рис. 5.28. Форма с выпадающей металлической моделью прибыли:.
/ — модель отливки из легкоплавкого модельного состава; 2 — слой модельного состава на металлической модели прибыли; в — выпадающая металлическая модель.
Рнс. 5.29. Устранение неравномерной усадки массивного хвостовика модели турбинной лопаткн вставками: а — модель без вставки; б — модель со вставкой.
.
Специальные методы изготовления моделей. Находят применение металлические так называемые выпадающие модели или части моделей, на которые наносят слой модельного состава наращиванием или запрессовкой. По первому способу металлическую модель последовательно 2—5 раз погружают на несколько секунд в расплавленный модельный состав, после чего на поверхности модели наращивается легкоплавкий слой толщиной 1,5—3 мм. Такой способ не может обеспечить точность конфигурации и размеров отливки, и поэтому используют его обычно при изготовлении моделей литниковых систем в опытном и мелкосерийном производстве.
По второму способу металлическую модель, как стержень, устанавливают в пресс-форму и зазор между поверхностью модели и поверхностью полости пресс-формы заполняют модельным составом. Таким способом можно получить точную модель или часть ее с металлической основой и тонким выплавляемым слоем (рис. 5.28).
Для предупреждения неточностей размеров и формы в массивных частях моделей могут быть применены вставки из модельного состава; их изготовляют заранее и проставляют в пресс-форму перед запрессовкой модели (рис. 5.29). На рис. 5.29, а показан характер искажения профиля массивного хвостовика лопатки в результате усадки.
Модели с искривленными отверстиями, а также со сложными по форме и расширяющимися внутри полостями обычным путем получить невозможно. В таких случаях применяют один из четырех способов: изготовляют модели из нескольких отдельных частей, которые затем спаивают или склеивают; используют растворимые стержни; получают отверстия с помощью гибких резиновых стержней; применяют керамические стержни.
Рис. 5.30л Части сборной модели рабочего колеса насоса и готовая модель.
.
На рис. 5.30 изображены изготовленные в отдельных пресс-формах части модели рабочего колеса насоса и готовая спаянная из этих частей модель.
Растворимые в воде стержни изготовляют обычно из карбамида свободной заливкой расплава в металлическую форму и затем проставляют в пресс-форму, фиксируя с помощью знаков. После за-прессовывания модельного состава модели с находящимися в них карбамидными стержнями погружают в воду (при 20—25 °С), где стержни растворяются в течение 30—50 мин. Продолжительность растворения стержней может быть значительно сокращена при изготовлении их полыми. При использовании карбамидных стержней следует учитывать их повышенную хрупкость и гигроскопичность.
Стержневой ящик с отлитым в нем карбамидным стержнем и блок моделей детали «носок», изготовленных с применением карбамидных стержней показаны на рис. 5.31 и 5.32.
Для выполнения криволинейных сквозных отверстий в моделях могут быть применены упругие резиновые стержни. Используют также керамические стержни из огнеупорных материалов, которые
Рис. 5.31. Двухместный стержневой ящик с отлитым в ием карбамидным стержнем
Рис. 5.32. Блок моделей деталей «носок»» изготовленных с применением карбамидных стержней.
устанавливают в пресс-форму перед заполнением ее модельным составом, и они оказываются внутри модели за исключением знаков. Способы изготовления керамических стержней описаны в гл. 6.
Модели литниковых систем в условиях опытного и мелкосерийного производства систем часто получают методом свободной заливки расплава модельного состава в пресс-формы, а в условиях массового производства используют металлические стояки-каркасы (см. п. 5.8).