Технология выработки пластмассовых моделей в вакуумированных формах (рис.1 и 2) создана в Техническом Университете, София, Болгария, в прошлом десятилетии. Она ведет свое начало из V-процесса [1], с той разницей, что в форму выливают модельную смесь вместо металла.
 Рис.1  Рис.2
|
Модели, сделанные в вакуумированных формах, сохраняют положительные стороны моделей, полученных в пластмассовых формах [2]. Преимущество
технологии с применением вакуумированных форм состоит в быстроте процесса, так как в выработанных за короткий срок формах получаются множество моделей из одной модели-эталона. Кроме того,
модели-эталоны могут быть выработаны из материалов небольшой прочности, так как вынуть их из формы не представляет собой никакую проблему. Слабые стороны технологии состоят в том, что для ее реализации необходимы специальные сооружения и она зависима от энергийных источников. Из указанных особенностей следует, что было бы хорошо использовать обе технологические системы совместно, когда это возможно. Несмотря на технологию их выработки, пластмассовые модели должны обладать повышенной износостойкостью. В различных публикациях и стандартах износостойкость моделей определяется в весьма широких границах. Так, Неinе [3] например, указывает следующие значения эпоксидных моделей: 20-30000 при прессовании, 1500-5000 при пескометной формовке и 9-15000 при пескострельной выработке форм. Русский стандарт 19505 [4] регламентирует где-то 2000 и 4000 циклов для эпоксидных моделей при формовке вручную, и 25-35000 при машинной формовке. Golding [5] указывает 30-60000 формований для моделей из полиуретановой смолы, причем он не выясняет условия эксплуатации, в то время Ваilеу [6] - 50000 циклов при высокопрессовой формовке. Это разнообразие данных проистекает из влияния важных факторов, таких, как геометрии моделей, состава модельной смеси, способа формовки и др. |
Здесь представлен способ определения изнашивания пластмассовых моделей, причем для его иллюстрации использованы четыре состава, выработанные в вакуумированных формах: 1 - Araldit 404, 2 - Ureol 6414 A/B + Fe пыль, 3 - Araldit 410,
4 - AП1 + Fe пыль.
| В первую очередь, образцы (рис.3) изнашиваются посредством крутки в песке (рис.4). После "прокрутки" некоторого расстояния измеряется
изменение размера А (Ао=60 мм). В таблице 1 показаны пройденные метры до уменьшения размера А на один милиметр. В таблице 2 отражены расчетные коэффициенты К отношения любого из составов к самому износостойкому из них, при соответствующем уровне изнашивания. |
 
Рис.3 Рис.4 |
| Таблица 1 | Таблица 2 |
 |  |
Дальше следует изнашивание новых образцов лишь из наиболее износостойкого состава посредством выстреливания песка и на формовочную смесь (рис.5). Число выстрелов (5000 реально проведенных, как и экстраполяцией) и соответствующее уменьшение размера А, показаны в таблице 3.
 |
|
| Рис.5 |
В конечном итоге определяется износостойкость составов, неподвергавшихся выстрелам. Это происходит посредством умножения коэффициентов К на число выстрелов, реально достигнутых наиболее износостойким составом касательно соответствующего уровня изнашивания. В таблице 4 отражены результаты выстрелов песком (граница n), а в таблице 5 - выстрелов формовочной смесью (граница N).
| Таблица 4 | Таблица 5 |
 |  |
Граница n определена при изнашивании посредством сильно абразивного материала - песка и посредством выстрелов - одного из самых абразивно действующих методов уплотнения. Так как механическое уплотнение литейных форм песком без связувющих веществ в практике не существует, граница n является условной. Граница n является возможно самой ниской износостойкостью, которую пластмассовые модели, работающие в реальных условиях, должны были бы переходить. Граница n может послужить для принятия гарантий производителями литейных пластмассовых моделей касательно срока их использования во всех эксплуатационных условиях.
Граница N определена при часто применяемых в практике условиях - сырой песчано-глинистой формовочной смеси и выстреливании ее самой. Если принять, что состав этого вида смеси не оказывает существенного влияния на изнашивание, граница N является реально и обязательно достижимой минимальной износостойкостью (в сравнении с выработки литейных форм иными способами с меньшим абразивным воздействием). При достижении границы N, контроль за моделями необходимо усилить ввиду ожиданий их возможной смены. Это обстоятельство делает границу N полезной для практики.
Данные насчет износостойкости образцов при выстрелах песком и формовочной смесью получаются медленно и с трудом, но после того, как их обнаружить, они могли бы послужить при определении изнашивания (границы n* и N*) неограниченного числа модельных составов, без надобности производить выстрелы для них. Хватит сделать более легкое испытание посредством крутки в песке и вычислить соответствующие коэффициенты.
Сейчась в Техническом Университете -София разрабатывается краткая расчетная программа для определения границ износостойкости для множества модельных составов, данные насчет которых здесь не показаны. Эти составы включают наполнители кварцового песка, корунда и карборунда разной крупностью частиц и в различных соотношениях относительно болгарской эпоксидной смолы AП1. Изнашивание образцов с теми же составами, но выработанных конвенциональной технологией в пластмассовых формах, так же являются объектом программы. С ее помощью будет возможным определение числа формований, причем лимитирующий изнашивание размер данной модели уменьшается в рамках восьми уровней по 0.2 мм (1.6 мм), или согласно классам точности К1 и К2 DIN1511 [7], и 1-9 ГОСТ 11961 [8], причем дается и соответствующая графическая интерпретация процесса изнашивания.
Литература
- Ангелов Г. и др., Вакуумно формоване, Техника, 1984.
- Ciba-Geigy Prospects, Publ. No 24028, 28145, 35513, 35950.
- Неine Н., Using Patterns Cost Effectively. Part I. Foundry M&T, June 1980, 30-40.
- ГОСТ 19505-86. Модели литейные и ящики стержневые пластмассовые. Технические требования.
- Golding J., Process development in plastic tooling, The British Foundryman, Jan. 1983, XIII-XVI.
- Bailey R., The HMP System: A New Idea in Patternmaking, Modern Casting, July 1983, 22-23.
- EN 12890:2000. Patterns, pattern equipment and core boxes for the production of sand moulds and sand cores.
- ГОСТ 11961-87. Комплекты модельные, нормы точности.
* Доклад на 5th Int'l Scientific Conference Heavy Machinery '05, June 28 - July 3, 2005, Hotel Termal, Matarushka Banja, Serbia
