деформировались и растрескивались из-за давления, развивающегося при вспенивании полиуретана.

Несмотря на то, что это давление может регулироваться выбором вспениваемого материала и температурных режимов и точным соблюдением соотношения между объемом формы и увеличением объема пенопласта, формы для вспенивания требуют особого внимания. Давление будет минимальным, если форма остается открытой. При этом, однако, недостатком является то, что пенопласт при отсутствии тщательного контроля может попасть на внешнюю сторону формы и т. д. Лучше препятствовать уходу пены, так как ее сохранение создает условия для образования мелких ячеек пенопласта, его равномерной ячеистой структуры и одинаковой плотности. Если пене позволить свободно расширяться и вытекать, то это часто приводит к неоднородности структуры пенопласта и образованию в нем пустот. Так как часто трудно подсчитать объем пенопласта при разнообразных условиях работы, которые возникают из-за колебаний температуры летом и зимой, лучше конструировать форму таким образом, чтобы выход пены был в основном ограничен. Это достигается тем, что форма должна иметь небольшие отверстия, через которые удаляется избыток пены и которые можно легко очистить после окончания реакции. Разумеется, необходимо предусмотреть отверстие для заливки компаунда. Размер заливочного отверстия зависит оТ вязкости пеноматериала и времени его реакции. Некоторые пенопласты реагируют очень быстро и имеют повышенную вязкость, что требует сравнительно больших заливочных отверстий. В тех случаях, когда заливочные отверстия не слишком велики, их можно использовать в качестве отверстий для выпуска избытка пенопласта.

В случае, если первая заливка дала мало пены, операцию можно повторить, однако этого следует избегать по следующим причинам: 1) так как во время первой заливки пенопласт мог свободно расширяться, это может привести к неоднородной структуре и плотности пенопласта; 2) адгезия пенопласта к пенопласту и соответственно прочность конечного материала меньше по сравнению с заливкой в один прием. Таким образом, следует отдавать предпочтение системам, которые можно заливать в один прием.

Изображенная на рис. 11-5 форма для заливки пенопластами является примером хорошо сконструированной формы для изготовления больших изделий из пенополиуретана. Следует отметить, что для большей прочности форма механически усилена и что предусмотрено несколько регулярно расположенных заливочных отверстий. Заливка в несколько отверстий обеспечивает более однородную структуру пенопласта, чем в случае заливки

Рис. 11-5. Форма для заливки с вспениванием больших изделий. На поверхности видно большое число отверстий для равномерной заливки и более равномерного вспучивания пенопласта.

В один конец или в середину формы. Большая часть этих отверстий сразу после заливки закрывается, а другие остаются открытыми для выпуска избытка пены.

Конструирование моделей и форм. При всех способах изготовления моделей для получения форм необходимо иметь в виду некоторые конструктивные соображения. Во-первых, всегда следует конструировать модель с уклоном не менее 0,25 и, если это возможно, до 1°, так как это сильно облегчает удаление готового изделия из формы. Точно так же важно, чтобы поверхность модели была отполирована возможно более тшательно.

так как любой дефект на поверхности будет воспроизведен на форме, а с формы он передается на все заливаемые изделия. Желательно, чтобы форма была сконструирована таким образом, чтобы было обеспечено как легкое удаление формы с модели, так и удаление залитого изделия с формы с помощью простых средств, например высадочного пресса и тому подобного оборудования.

В качестве материала для изготовления моделей сталь имеет ряд преимуществ, так как она является твердым материалом и ее поверхность не так быстро портится, как в случае алюминия. С другой стороны, преимуществом алюминия является его высокая коррозионная стойкость по сравнению со сталью, если модели и формы из последней эксплуатируются и хранятся в плохих условиях. Существуют и другие металлы, которые могут применяться для изготовления моделей и форм, но наиболее распространены алюминий и сталь. Часто можно получать модели из эпоксидных смол путем их заливки в первую форму и, таким образом, получить добавочное число моделей и ускорить процесс изготовления большего числа форм. Однако не всегда следует продолжать получать модели с каждой вновь изготовленной формы, так как неточность из-за усадки будет нарастать. В связи с этим для получения дополнительного числа эпоксидных моделей следует пользоваться только первой формой, полученной с исходной металлической модели.

При конструировании формы желательно предусмотреть наличие быстро работающих запорных устройств для сборки и разборки форм, так как попадание смолы (из-за утечки) на крепежные винты приводит к их быстрому выходу из строя. Из других соображений, которые следует учитывать при конструировании форм, можно назвать разработку простого уплотнения зажимаемой части формы и простоту способа зажима, а также Необходимость удаления воздуха из формы в процессе заливки перед отверждением. На рис. И-6 изображены некоторые примеры правильного и неправильного с этой точки зрения конструирования.

Разделительные вещества. Вследствие адгезионных свойств некоторых заливочных смол, в частности эпоксидных, операция заливки часто осложняется труд-

ностью разделения формы и залитого изделия. Способ разделения часто зависит от типа формы и вида заливочного материала. Это может заставить провести для каждого конкретного случая соответствующие эксперименты. Наиболее распространенным классом разделительных веществ являются кремнийорганические скрытия, например кремнийорганическая смазка DC-7 и

Рис. 11-6. Особенности конструирования форм для заливки электронного оборудования.

а - в - особенности конструирования форм с точки зрения их установки, сборки и уплотнения; а - правильно; 6 - уплотнение затруднено и возможно просачивание смолы вокруг штифтов; е - затруднены смыкание формы и ее установка, так как детали стремятся разойтись и возможно просачивание смолы; г - е ~ особенности конструирования формы с точки зрения правильного удаления воздуха; г - ирав-ильно; 5 и е - остаются .воздушные .маджи; / - отливка; 2 - форма; 3 - основание отливки; 4 - основание формы; 5 - ленточная прокладка из ацетобутирата целлюлозы; 6 - быстродейству'ощие

зажимы.

жидкий разделительный агент DC-20 (Dow Corning Co.). Разделительные вещества в виде смазки часто трудно наносить равномерным слоем, особенно в углах. Жидкость DC-20 в состоянии поставки обычно является слишком вязкой; если ее наносить в таком виде на внутреннюю поверхность формы, образуется покрытие, которое после отверждения приводит к появлению определенных трудностей. Эти трудности заключаются в том, что подобное покрытие с большим трудом удаляется из формы. В связи с этим следует разбавлять жидкость

DC-20 соответствующим разбавителем. Фирмой Dow Corning вместе с жидкостью DC-20 поставляется растворитель Stoddard Solvent. Из других подходящих растворителей следует назвать лаковый бензин, лигроин с высокой температурой вспышки и хлорированные растворители, например метиленхлорид.

Некоторые низковязкие разделительные вещества на основе кремнийорганики выпускаются в промышленном масштабе. В качестве примера можно назвать Aritemp Mold Release В (Aries Laboratories, Inc). Эти низковязкие разделительные вещества позволяют покрывать способом макания большое число форм одновременно при условии, что скорость испарения растворителя поддерживается на одном уровне с тем, чтобы вязкость жидкого разделительного раствора была постоянной.

Могут применяться также другие разделительные вещества. Например, раствор карнаубского воска в лигроине легко наносится и дает хорошие результаты. Растворы карнаубского воска обычно не используются при температуре выше 82°С. Выше этой температуры--до 93° С и несколько более высокой - применяется природная смола даммар, растворенная в лигроине. Однако при более высоких температурах требуются кремнийорганические разделительные вещества. Вообще говоря, кремнийорганические разделительные вещества широко распространены. Часто используется также твердая автомобильная полировочная паста в измельченном виде, особенно если пренебречь трудозатратами.

Отличный разделительный слой дает тефлон, напыленный на алюминиевые или стальные формы. Тефлс-новые покрытия нельзя наносить обычными способами из-за высокой температуры спекания тефлона. Эти покрытия очень легко разрушаются и отслаиваются в процессе работы с формами, что сводит на нет их преимущества. Из других покрытий можно назвать поливиниловый спирт и виниловые дисперсии. В некоторых случаях их также трудно применять, чем, очевидно, объясняется их небольшое распространение для заливочных целей, особенно если применяются эпоксидные компаунды.

Особенно важно возможно более тщательно покрыть и отполировать модель и форму для первых циклов заливки, так как часто замечается, что в это время изде-

ЛИЯ труднее вынимать из формы, чем после того, как модель и форма прослужат некоторое время. Таким образом, желательно произвести двойную полировку поверхности с нанесенным разделительным слоем для нескольких первых циклов заливки.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Приспособления для разборки форм. Для удаления залитых деталей из не очень сложных форм может быть использован простейший высадочный пресс или дом-кратный винт. Однако, если форма сложная или объем производства велик, эти приспособления не годятся. В этих случаях высокую эффективность дает пневматический механизм для удаления изделий из форм, совмещенный с автоматической подачей и установкой форм. С точки зрения разборки форм более рационально иметь форму цельную, пли открытую с обеих сторон, или снабженную простым выталкивателем, чем располагать формой из большого числа частей, которую каждый раз следует разбирать. Если же объем производства слишком мал для механизации, целесообразны быстродействующие запоры типа описанных выше.

Приспособления для нанесения разделительных веществ. Если применяются пасто- или воскообразные разделительные вещества, а поверхность форм является сложной, может потребоваться нанесение вручную. Это делает пастообразные вещества не очень желательными. Жидкие разделительные агенты на поверхность форм можно наносить распылением или окунанием. Так как все дефекты на поверхности формы, получившиеся из-за нанесения разделительных веществ, воспроизводятся на готовом изделии, лучше применять нанесение окунанием. При разработке соответствующих приспособлений следует учитывать два основных обстоятельства. Одно требование заключается ё необходимости поддерживать вязкость разделительного вещества а постоянном уровне. Обычно это достигается путем регулирования испарения растворителя. Для этого бак для окунания должен тщательно герметизироваться в перерывах между операциями, а растворитель - периодически туда добавляться. Так как вязкость раствора очень мала .и удельный вес разбавленного разделительного вещества зави-

сит от концентрации растворителя, определение удельного веса является простейшим способом для контроля соотношения разделительного вешества и растворителя и, таким образом, вязкости. Кроме того, в приспособлениях для окунания необходимо предусмотреть возможность очистки разделительного вешества и бака периодическим фильтрованием или другим способом, с тем чтобы грязь, попавшая в раствор, не попадала на поверхность формы.

Второе требование заключается в необходимости регулирования скорости удаления формы из разделительной жидкости. Обычно, чтобы не было подтеков на поверхности, приходится убирать форму очень медленно.- При этом скорость должна быть такой, чтобы подтеки, образующиеся при подъеме формы из бака с разделительным веществом, успевали стекать в жидкость до того, как форма поднимется. Скорость удаления форм должна быть также равномерной во избежание появления на форме горизонтальных полос. Установка должна быть такой, чтобы скорость подъема формы могла регулироваться в зависимости от вязкости и поверхностного натяжения жидкости. .Упомянутые здесь способы покрытия и удаления покрытых деталей приложим также к покрытию различных изделий лаками и другими материалами способом окунания. В качестве примера на рис. П-7 изображено приспособление для одновременного покрытия большого числа форм.

Приспособления, для очистки форм. Во многих случаях на форме после каждого цикла использования остается некоторое количество подтеков заливочного компаунда, большинство которых необходимо удалить перед последующим циклом заливки. Если форма изготовлена из инструментальной стали или другого достаточно твердого и износостойкого материала, для очистки можно использовать аппарат типа пескоструйного (Pangborn Corp.) с мягким абразивным материалом, например дроблеными кукурузными кочерыжками или Shelblast (С. Р. Hall Co.; Agrashell, Inc.), который представляет собой дробленую скорлупу ореховых и абрикосовых косточек.

Если формы недостаточно прочны для такого способа очистки, применяется ручная очистка. В тех случаях, когда форма целиком покрыта разделительным веще-

ством (например, по способу окунания), возможно выбивать избыток отвержденного заливочного материала постукиванием деревянным молотком, обтянутым кожей. Последнее средство, хотя часто и рекомендуется, приводит к царапанию форм. Если наблюдается царапание, не следует применять острый инструмент, который может

Рис. 11-7. Бак для окунания форм в низковязкое разделительное

вещество.

привести к дефектам поверхности и в результате к выходу форм из строя, повышению стоимости их содержания, а также снижению качества изделия.

Загрязнения могут удаляться шетками или иногда обработкой парами растворителей. В случае металлических форм может применяться активный растворитель типа метиленхлорида. Если формы пластмассовые, то для очистки должен использоваться менее активный растворитель, например Stoddard Solvent. В противном случае формы за короткий срок могут разрушиться. При применении в качестве разделительного агента

низковязкои жидкости пленка на форме может быть столь тонка, что между циклами может не потребоваться большой очистки от загрязнений. Это является оптимальным случаем, иногда достижимым .при использовании низковяэких жидких разделительных веществ.

ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Зачистка. Обычно заливочные компаунды абразивны по своей природе и с трудом обрабатываются механическим путем. Степень абразивности в значительной степени зависит от использованного наполнителя. Наиболее абразивны такие наполнители, как двуокись кремния -И песок, тогда как тальк или карбонат кальция относятся к малоабразивным наполнителям. Из этого следует исходить при определении способа зачистки.

Операция может выполняться шлифованием, фрезерованием или обрезкой. Наихудшие результаты дает шлифование, особенно если объем производства велик. Причиной этого является то, что большинство типов шлифовальной шкурки имеет тенденцию к быстрому засаливанию. Это, как правило, приводит к неоднородности зачистки и ухудшению качества поверхности. Шлифование вручную дает неоднородную поверхность детали, а изготовление специальных приспособлений и державок для шлифования не всегда легко. Кроме того, затраты на инструмент весьма высоки, так как шлифовальную шкурку приходится часто менять. Кроме того, из-за разного качества и разных марок шкурки поверхность деталей время от времени может меняться. Для получения хорошей поверхности операцию шлифования приходится часто повторять ввиду того, что при быстром грубом шлифовании абразивные зерна большой величины царапают поверхность. Одним из недостатков шлифования с помощью шкурки является значительное пылеобразование, приводящее к загрязнению и недопустимое с точки зрения охраны труда.

Фрезерование обычно лучше шлифования, так как при этом получается более равномерное режущее действие. Однако фрезерование - медленная и, следовательно, дорогая операция. Фрезерованная поверхность подобно грубошлифованной поверхности обычно имеет грубую поверхность, особенно если с целью ускорения операции применяется глубокое фрезерование за один

проход, в связи с этим, если требуется гладкая поверхность, часто после фрезерования применяют обработку тонкой шлифовальной шкуркой.

Для зачистки часто применяются шлифовальные круги, при правильной работе дающие очень хорошие результаты. Шлифовальные Круги во избежание засаливания не должны быть на смоляной связке. Кроме того, зерно на кругах не должно быть мелким, так как в противном случае круг во время работы будет нагреваться и засаливаться. Хорошие результаты дает воздушное охлаждение кругов во время работы. Если в шлифуемой детали есть термопласт или материал, размягчающийся при невысокой температуре, шлифовальный круг надо защищать покрытием воском. Примером кругов хорошего качества для шлифования таким способом являются Круги Carborundum С24К'6 (Carborundum Co.).

Для обрезки хорошо зарекомендовали себя циркульные пилы. При этом должно быть предусмотрено приспособление, удерживающее обрабатываемую деталь, с тем чтобы режущий край пилы обрабатывал неподвижную деталь. Это обеспечивает получение очень гладкой поверхности. Как в случае фрезерования, так и в случае опиловки лучшие результаты дает инструмент с алмазными режущими гранями. В некоторых случаях такой инструмент является просто незаменимым. На втором месте стоит инструмент с твердосплавными (карбидными) резцами, который применим во всех случаях, за исключением обработки особО' абразивных материалов. Масштабы применения будут обусловливать вид инструмента, но если объем производства велик, алмазный инструмент обеспечит целый ряд преимуществ, несмотря на его высокую начальную стоимость. Помимо того, что такой инструмент имеет повышенную износостойкость, его применение обычно позволяет получать поверхность достаточно гладкую, чтобы исключить дополнительные операции обработки. На рис. И-8 показана циркульная пила с алмазным инструментом.

Относительно новым способом повышения износостойкости инструмента является газопламенное напыление [Л. Ill-6]. Этот способ заключается в нанесении тонкого покрытия карбида вольфрама или окиси алюминия на поверхность металла. Хотя такая защита не помогает при механической обработке прочных наполненных