CN101460269A - 减压铸造方法和减压铸造装置 - Google Patents

Abstract

本发明解决密封性能、压差、减压度的稳定性。提供一种对模具型腔内进行减压来实现铸造的减压铸造方法，从柱塞套筒(2)的浇注口(6)浇注后，构成包围上述浇注口(6)及上述柱塞套筒(2)的与模具(1)相反侧的开放端部(2a)的减压室(11)，在柱塞头(3)的注射动作开始前，开始上述减压室(11)及上述型腔内(4)的减压动作，特别是在上述减压开始时，上述柱塞头(3)配置于比上述浇注口(6)更靠近上述柱塞套筒(2)的开放端部(2a)的一侧，经由上述浇注口(6)使上述减压室(11)与上述柱塞套筒(2)内连通。

Description

减压铸造方法和减压铸造装置

技术领域

本发明涉及一种减压铸造方法和减压铸造装置。

背景技术

以往，关于减压铸造技术已知有抑制注射活塞的柱塞头的背面侧的空气向型腔侧泄漏的技术，例如日本特开2002-224807号公报中公开有此类技术。

然而，可以想到在如上述专利文献中公开的以往的方法中，随着堵塞柱塞头的端面开口部及浇注口的开口部而发生不良情况。

具体而言，例如柱塞套筒的端面开口部，采用通过在柱塞套筒内滑动的减压套筒来封闭的构成，因此通过柱塞套筒的由热引起的变形或者膨胀，而在减压套筒与柱塞套筒之间的间隙产生变化，从而造成无法保证密封性能。

另外，关于浇注口的开口部，若考虑存在熔液的溅落液体，则在利用盖等进行密封的方式中，而变得无法可靠地进行密封。

另外，在如上述专利文献中公开的以往的方法中，在柱塞套筒的端面开口部和浇注口被堵塞的状态下，可以进行柱塞头的背面侧的空间与型腔两方的减压，但是由于存在两个空间的容积差或者减压通道的阻力，难以保持两个空间的减压度相同，因此造成上述两个空间产生压差。因上述压差，熔液浸入到柱塞头与柱塞套筒的间隙或柱塞头的背面侧，而且因该浸入的熔液，有时会发生柱塞头的卡住或者滑动不良等的不良情况。

另外，减压铸造中，以往存在如下问题：因型腔容积或者浇道通道的复杂性，而难以在规定时间内使从型腔至柱塞套筒的全部空间达到所需的减压度。

若考虑熔液在柱塞套筒内的凝固，则减压能够消耗的时间为1秒钟左右，可以想到在型腔、柱塞套筒的减压度发生分布。

并且，当在这样的减压度不稳定的状态下进行铸造时，可以想到增大了品质的不稳定性。

发明内容

于是，本发明提供一种针对减压铸造方法和减压铸造装置，解决上述的密封性能问题、压差问题及减压度不稳定问题的新技术。

本发明要解决的问题如上所述，下面说明用于解决该问题的方案。

本发明的第一方式，其是对模具型腔内减压来进行铸造的减压铸造方法，当从柱塞套筒的浇注口浇注之后，构成包围上述浇注口及上述柱塞套筒的与上述模具相反侧的开放端部的减压室，在柱塞头的注射动作开始之前，开始上述减压室及上述型腔内的减压动作。

特别优选地，当上述减压开始之时，上述柱塞头配置于比上述浇注口靠近上述柱塞套筒开放端部的一侧，借助上述浇注口连接上述减压室与上述柱塞套筒的内部。

本发明的第二形态，其具备：在内部形成有减压室的堵塞构件，上述减压室包围柱塞套筒的浇注口及上述柱塞套筒的与模具相反侧的开放端部；以及用于将上述减压室及上述模具的型腔内部减压的减压机构，在从上述浇注口浇注之后用上述堵塞构件形成减压室，在形成上述减压室之后开始利用上述减压机构减压，在减压开始之后利用柱塞头开始注射动作。

优选地，当上述减压开始之时，上述柱塞头配置于比上述浇注口靠近上述柱塞套筒开放端部的一侧，借助上述浇注口连接上述减压室与上述柱塞套筒的内部。

另外，优选地，上述堵塞构件为在上述柱塞套筒射出之际移动一侧的端面开放的筒状部件，上述柱塞头的支承轴通插另一侧封闭侧的端面，上述堵塞构件的内部尺寸构成为大于上述柱塞套筒的外部尺寸，通过上述堵塞构件的开放一侧的端面向上述柱塞套筒射出时的移动方向移动，将上述柱塞套筒的开放端部插入到上述堵塞构件的内部空间。

再者，优选地，上述柱塞套筒的外壁上竖立设置有凸缘部，通过上述堵塞构件的开放一侧的端面压接于上述凸缘部来形成上述减压室。

另外，固定上述模具的固定台板上设置有凸缘部，通过上述堵塞构件的开放一侧的端面压接于上述凸缘部来形成上述减压室。

另外，优选地，上述堵塞构件、上述柱塞套筒、上述柱塞头及上述柱塞头的支承轴配置在同轴上。

根据本发明的第一形态，由于加压开始的时机较早并且可以在减压开始后有效地实施减压动作，因此在短时间内可以进行柱塞套筒内以及型腔内的减压动作，可以可靠且稳定地实现直至目标水平的减压。

根据本发明，进一步在柱塞头的注射动作之前，借助上述浇注口可以对柱塞头的前面侧以及背面侧的两个空间大致均等地减压，考虑到上述情况，可以抑制在上述两个空间之间发生压差，可以抑制发生熔液向柱塞头与柱塞套筒之间的间隙侵入等的不良情况。

根据本发明的第二方式，由于加压开始的时机较早并且可以在减压开始后有效地实施减压动作，因此在短时间内可以进行柱塞套筒内以及型腔内的减压动作，可以可靠且稳定地实现直至目标水平的减压。

根据本发明，进一步在柱塞头的注射动作之前，借助上述浇注口可以对柱塞头的前面侧以及背面侧的两个空间大致均等地减压，考虑到上述情况，可以抑制在上述两个空间之间发生压差，可以抑制发生熔液向柱塞头与柱塞套筒之间的间隙侵入等的不良情况。。

根据本发明，可以进一步上述简单的构造。

根据本发明，根据凸缘部可以进一步实现堵塞构件的止动件和减压室的密封这样两个功能。另外，没有直接接触柱塞套筒以及浇注口而在柱塞套筒的开放端部侧形成减压室，再者用凸缘部密封，因此无论是否存在柱塞套筒的加热变形或浇注口的污染情况，可以可靠地密封。

根据本发明，可以进一步实现减压铸造装置的小型化。

附图说明

图1是表示浇注时的减压铸造装置的图。(b)是表示减压开始时的减压铸造装置的图。

图2是表示减压铸造的一连串处理过程的图。

图3是以横轴为时间、纵轴为压力来表示压力随时间变化的例子的图。

图4是以横轴为减压度、纵轴为缺陷面积总计来表示两者的相关关系的图。

图5是表示凸缘部的第二实施方式的图。

符号说明：

1  模具           2  柱塞套筒

2a 开放端部       3  柱塞头

4  型腔           6  浇注口

7  浇包           10 堵塞构件

11 减压室         30 减压铸造装置

具体实施方式

下面，说明本发明的实施方式。

图1(a)、(b)是表示减压铸造装置30的构成例的图。

如图1(a)所示，在模具1上经由未图示的固定台板附设有柱塞套筒2。并且，其是在该柱塞套筒2内使柱塞头3滑动以将熔液5注射到设于模具1的型腔4内的构造。

如图1(a)所示，在上述柱塞套筒2上设有浇注口6，经由该浇注口6将熔液5从浇包7供给到柱塞套筒2内。

在上述柱塞套筒2的外壁上设有凸缘部8。将该凸缘部8构成为形成与大致垂直于上述柱塞头3行进方向的平面大致并行的壁面。该凸缘部8的位置位于：比配置上述浇注口6的位置更靠近柱塞头3注射熔液时移动的一侧，即上述模具1侧。

如图1(b)所示，在与上述柱塞头3的支承轴9同轴上设有用于形成减压室11的堵塞构件10。

该堵塞构件10是在上述柱塞头3注射时移动的一侧的端面10a开放的筒状部件，上述支承轴9滑动自由地插通于另一侧封闭侧的端面10d的贯通孔10c中。

将构成筒状的堵塞构件10的内部尺寸，构成为大于上述柱塞套筒2的外部尺寸。通过使堵塞构件10的上述端面10a向上述柱塞头注射时的移动方向移动，将上述柱塞套筒2的开放端部2a插入到上述堵塞构件10的内部空间中。

并且，当将在上述堵塞构件10的上述端面10a上设置的凸缘部10b压接于上述柱塞套筒2的凸缘部8时，形成包围上述柱塞套筒2的开放端部2a的周围的减压室11(腔室)。

上述堵塞构件10、上述柱塞套筒2、上述柱塞头3和上述柱塞头的支承轴9采用配置在同轴上的构成，由此可实现减压铸造装置30的小型化。

如图1(a)所示，上述支承轴9按照利用由汽缸、油缸等形成的未图示的执行器进退的方式被控制。由此，设于前端上的柱塞头3在柱塞套筒2内进退。

如图1(a)所示，上述支承轴9滑动自由地贯穿安装在上述堵塞构件10的封闭的端面10d上设置的贯通孔10c中，并且，在上述贯通孔10c上设有由O形密封环等构成的密封构件12，该密封构件12密封其与支承轴9之间的间隙。

如图1(a)、(b)所示，上述堵塞构件10构成为：利用由汽缸、油缸等形成的执行器13，保持与柱塞头3(支承轴9)同轴上的位置的状态下进行移动。

如后所述那样，该执行器13与柱塞头3(支承轴9)独立地被驱动，由此使上述堵塞构件10与柱塞头3独立地进行动作。

如图1(a)、(b)所示，在上述柱塞套筒2上竖立设置的凸缘部8中，在与上述堵塞构件10的凸缘部10b相对置的一侧上设有由O形密封环等构成的密封构件14。利用该密封构件14，在两个凸缘部8、10被压接的状态下，密封两者之间所形成的间隙。此外，也可以是在密封构件10的凸缘部10b上设有密封构件14的构造。

并且，根据这样的凸缘部8、10的构成，可以实现堵塞构件10的止动件、和减压室11的密封这样两个功能。

另外，由于堵塞构件10在柱塞套筒2的外侧进行移动，所以在柱塞套筒2与堵塞构件10之间不需要润滑油。

另外，由于由上述凸缘部8、10构成的密封部，配置在柱塞套筒2的外侧，所以可抑制由熔液的热引起的凸缘部8、10的变形，由此能够确保可靠的密封性。

另外，由于上述密封构件10能够形成减压室11而不与浇注口6接触，所以不会发生由可附着于浇注口6的熔液等而损坏减压室11的密封性能等不良情况。由此，能够可靠地确保成为目标的减压度。再者，能够实现与密封性能相关的免维护。

如图1(a)、(b)所示，上述堵塞构件10内设有用于抽吸由其内部空间形成的减压室11内的空气的抽吸口15。

并且，上述抽吸口15设置于上述柱塞套筒2的凸缘部8，并且可以构成为在上述堵塞构件10处于图1(b)所示的状态下，利用设置在凸缘部8上的抽吸口进行抽吸。根据这样的构造，能够固定与减压罐18连接的吸气配管。

上述模具1上设置有抽吸口16，该抽吸口16用于通过上述型腔4内而抽吸型腔4内的空气。另外，在连接型腔4与上述抽吸口16的通道上，设有切断阀17。

另外，上述两个抽吸口15、16经由减压罐18而与真空泵19连接，通过设置在其通道上的开闭阀20的动作，开始上述减压室11及型腔4的减压。另外，减压罐18起到缓冲作用。

图1(a)、(b)所示的构成中，优选地构成为：按照完全连动的方式控制浇包7、柱塞头3、堵塞构件10(执行器13)、切断阀17、开闭阀20及真空泵19。

例如，就上述执行器13而言，其随着浇注完成后的浇包7的后退而使堵塞构件10前进，以压接于凸缘部8而形成减压室11。另外，在注射完成后，可以想到在柱塞头3后退前或者同时进行后退的动作这样的动作控制。

并且，就使各个装置动作的具体机构而言，其没有特别的限定。

下面，通过图2说明上述装置构成的减压铸造。

首先，如图2所示，在浇注S1时通过浇包7将熔液供给到柱塞套筒2内。

此时，利用执行器13按照向远离柱塞套筒2的一侧牵引的方式控制上述堵塞构件10。另外，按照配置在比浇注口6更靠前的位置的方式控制柱塞头3的前端部，形成上述浇注口6完全开放的状态。此外，上述开闭阀20处于关闭的状态，处于不进行抽吸的状态。

接下来，如图2所示，在减压开始时S2开始减压。

此时，通过上述执行器13，将上述堵塞构件10与设置在柱塞套筒2上的凸缘部8顶接。由此，将柱塞套筒2的开放端部2a及浇注口6配置在堵塞构件10的减压室11内。该状态下，经由上述浇注口6使柱塞头3的背面侧(没有与熔液接触的一侧的端面侧)的空间与柱塞套筒2内的空间连通。

这样，当上述减压开始时，上述柱塞头3配置在比上述浇注口6更靠近上述柱塞套筒2的开放端部2a的一侧，经由上述浇注口6使上述减压室11与上述柱塞套筒2内连通。

另外，在减压开始时S2，为了使因浇包7的浇注而摇晃的熔液静置，而短时间放置(例如1～2秒左右)。

另外，在熔液静置中或者静置后，通过打开上述开闭阀20而开始抽吸上述减压室11及型腔4内的空气的抽吸，开始减压。

在由柱塞头3的熔液的注射动作开始之前开始该减压。由此，在柱塞头3堵塞浇注口6之前开始减压。另外，在该减压过程中，上述减压室11经由浇注口6与柱塞套筒2连通，因此柱塞套筒2内的空气不仅经由上述型腔4且经由上述浇注口6的较大开口而被抽吸。

另外，通过如上所述的构成，能够将柱塞套筒2内的减压开始的时机设在柱塞头3的注射动作开始之前，进而，能够经由型腔4和浇注口6的两者来实施柱塞套筒2内的减压。

这样，减压开始的时机变早，并且减压开始后能够有效地实施减压，因此可以在短时间内进行柱塞套筒2内以及型腔4内的减压(能够节省减压时间)。

另外，关于由这样的减压方法带来的效果，例如能够通过比较如图3所示的减压曲线L1和L2来表现。并且，图3表示为了比较减压度，仅通过低速注射测量减压度而不进行高速注射。

在该例子中，减压曲线L1表示基于本实施例的情况，减压曲线L2表示基于以往例的情况，横轴表示时间，纵轴表示型腔内的压力。另外，曲线L3表示柱塞头3的位置，并且表现出在某目标时间T2内开始高速注射。

如减压曲线L1所示，在本实施例中能够将减压开始的时机设定为较早的时间T0(例如，熔液刚刚静置后的时机)。即，能够在柱塞头3的位置为0的状态下开始减压。

另一方面，在柱塞头通过浇注口后开始减压的以往情况下，如减压曲线L2所示，从晚于时间T0的时间T1开始减压，在某个目标时间T2时的压力比减压曲线L2高。

这样，在本实施例中，能够将减压开始的时机设定得较早，因此能够在某个目标时间T2时实现更大的减压。

另外，不仅是因为上述减压开始的时机，而且本实施例中还能够从上述浇注口6及型腔4的两者进行减压，能够有效地进行该减压，因此最终能够实现更大的减压。

接下来，如图2所示，在注射时S3进行注射。

上述柱塞头3利用未图示的执行器移动，且熔液被注射到被确保为规定减压度的型腔4内。在进行该注射期间，保持上述开闭阀20打开的状态，且继续进行型腔4及减压室11的减压。

另外，在此，在柱塞头3通过浇注口6的时刻，柱塞套筒2内的空间分为型腔4侧的空间和柱塞头3的背面侧的空间的两个空间，但可以想到在两个空间中，已经由上述浇注口6大致均等地被实施减压，因此可以说在两个空间之间不会发生较大的压差。由此，能够抑制发生熔液浸入到柱塞套筒2与柱塞头3之间的间隙的情况。

接下来，如图2所示，在注射完成时S4完成注射。

在该状态下，通过高速注射熔液而关闭切断阀17。

并且，在柱塞头3向注射侧移动到头后的状态下，处于上述开闭阀20关闭而结束减压的状态。

型腔4内的产品凝固后，打开模具取出产品。

另外，在注射完成后，将上述柱塞头拉回。此时，在柱塞套筒2内存在垃圾、熔液的碎片等情况下，它们被柱塞头3的背面推压而被除去，并且从柱塞套筒2的开放端部2a被排出。

这样，通过在柱塞头3后退时的柱塞头3的动作，能够使柱塞套筒2内的内周面处于干净的状态。

并且，通过除去上述垃圾等，可抑制下一次注射时混入杂质，进而能够实现品质的提高。

如上所示，在本实施例的减压铸造方法中，如图1(a)、(b)所示，在从柱塞套筒2的浇注口6浇注后构成减压室11，该减压室11包围上述浇注口6及上述柱塞套筒2的反模具1侧的开放端部2a，在上述柱塞头3注射动作开始前，开始上述减压室11及型腔4内的减压。

另外，本实施例的减压铸造装置30中，具备：在内部形成有减压室11的堵塞构件10，该减压室11包围柱塞套筒2的浇注口6及上述柱塞套筒2的反模具1侧的开放端部2a；用于对上述减压室11及型腔4内进行减压的作为减压机构的减压罐18和真空泵19，并且构成为：在从上述柱塞套筒2的浇注口6浇注后利用上述堵塞构件10形成减压室11，在形成上述减压室11后开始利用上述减压机构进行减压，在开始减压后开始利用柱塞头3进行注射动作。

另外，根据以上的方法、装置构成，减压开始的时机较早并且能够在减压开始后有效地实施减压，因此短时间内可进行柱塞套筒2内以及型腔4内的减压动作，能够可靠且稳定地实现直至目标水平的减压。

另外，在柱塞头3的注射动作之前，经由上述浇注口6对柱塞头3的前面侧及背面侧的两个空间中大致均等地实施减压，考虑到该情况，能够抑制在上述两个空间之间发生压差，能够抑制熔液向柱塞头3与柱塞套筒2之间的间隙侵入等的不良情况的发生。

另外，以上的效果带来产品品质的提高。例如如图4所示，关于在某个目标时间内达到的减压度(torr)、和在该减压度的状况下进行铸造时的产品的缺陷面积总计(mm²)之间的关系，可以表述为能够可靠地确保减压度的情况下的集合M1中的缺陷面积总计，小于无法可靠地确保减压度的情况下的集合M2以及M3中的缺陷面积总计。通过实施实际的试验，也能够得到如该图4所示的减压度与缺陷面积总计的相关关系。

并且，凸缘部8并不限定于竖立设置在上述柱塞套筒2的外壁上的构成，只要设置在可与上述堵塞构件10的凸缘10b抵接且通过与凸缘部10b压接而形成减压室的位置即可。例如，也可以如图5所示竖立设置在安装模具1的固定台板20上。

产业上的可利用性

本发明可适用于减压铸造方法以及减压铸造装置的技术。

Claims (8)

1.一种减压铸造方法，是对模具型腔内进行减压来实现铸造的减压铸造方法，其特征在于：

从柱塞套筒的浇注口浇注之后，构成包围上述浇注口及上述柱塞套筒的与上述模具相反侧的开放端部的减压室，

在柱塞头的注射动作开始之前，开始进行上述减压室及上述型腔内的减压。

2.根据权利要求1所述的减压铸造方法，其特征在于：当上述减压开始时，上述柱塞头配置于比上述浇注口更靠近上述柱塞套筒的开放端部的一侧，

经由上述浇注口使上述减压室与上述柱塞套筒内连通。

3.一种减压铸造装置，其特征在于：

具备：在内部形成有减压室的堵塞构件，该减压室包围柱塞套筒的浇注口及上述柱塞套筒的与模具相反侧的开放端部；以及用于对上述减压室及上述模具的型腔内部进行减压的减压机构，

在从上述浇注口浇注后由上述堵塞构件形成减压室，

在形成上述减压室后开始利用上述减压机构进行减压，

在减压开始后利用柱塞头开始进行注射动作。

4.根据权利要求3所述的减压铸造装置，其特征在于：当上述减压开始时，上述柱塞头配置于比上述浇注口更靠近上述柱塞套筒的开放端部的一侧，

经由上述浇注口使上述减压室与上述柱塞套筒内连通。

5.根据权利要求4所述的减压铸造装置，其特征在于：上述堵塞构件为在上述柱塞头注射时移动的一侧的端面开放的筒状部件，

上述柱塞头的支承轴插通于另一侧封闭侧的端面的贯通孔中，

上述堵塞构件的内部尺寸构成为大于上述柱塞套筒的外部尺寸，

通过上述堵塞构件的开放侧的端面向上述柱塞头注射时的移动方向移动，上述柱塞套筒的开放端部插入到上述堵塞构件的内部空间中。

6.根据权利要求5所述的减压铸造装置，其特征在于：上述柱塞套筒的外壁上竖立设置有凸缘部，

通过上述堵塞构件的开放侧的端面压接于上述凸缘部，而形成上述减压室。

7.根据权利要求5所述的减压铸造装置，其特征在于：在固定台板上设置有凸缘部，

通过上述堵塞构件的开放侧的端面压接于上述凸缘部，而形成上述减压室。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的减压铸造装置，其特征在于：上述堵塞构件、上述柱塞套筒、上述柱塞头及上述柱塞头的支承轴配置在同轴上。

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