CN109311085B - 低压铸造用模具 - Google Patents

Abstract

一种低压铸造用模具，其具有形成模腔（3）的至少上下的模(4U、4L)和在下模(4L)的多个部位配置的筒状的浇口构件(8、9)，各浇口构件(8、9)具有在模腔(3)开口的浇口部(8A、9A)和熔液滞留部(8B、9B)，并且熔液滞留部(8B、9B)的容积根据下模(4)中的位置而不同，由此减少对下模(4L)、供液管的构造的影响，提高装置设计的自由度，在此基础上，实现了各浇口部(8A、9A)中的熔液的凝固时间的均等化。

Description

低压铸造用模具

技术领域

本发明涉及具有热控制功能的低压铸造用模具。

背景技术

作为现有的铸造用模具，例如存在记载于专利文献1的铸造用模具。专利文献1中记载的铸造装置为低压铸造装置，具有形成铸造模腔的上模及下模、在下模配置的多个浇道部、和从下侧的供液管至上侧的各浇道部的各自的浇口部。并且，对于铸造装置，使各浇口部的高度不同，并且在各浇口部的外周部具有预热单元。并且，铸造装置进行温度控制以使各浇道部中的熔液的凝固大致同时完成，由此实现了铸造品的脱模性、铸造品质的提高。

专利文献1：日本国特开平4-361850号公报

发明内容

然而，上述现有的铸造装置是各浇口部的高度不同的构造，因此各浇口部的高低差会对包含浇道部的下模及模具整体、供液管的构造带来不可避免的影响。因此，对于现有的铸造装置，存在下述问题，即，装置设计的自由度变小，有可能导致铸造方案的繁琐化、铸造品形状的限制，解决上述问题是本发明的课题。

本发明就是着眼于上述现有的课题而提出的，其目的在于提供低压铸造用模具，其是在将浇口部配置于多个部位的模具，装置设计的自由度高，在此基础上，还能够实现各浇口部中的熔液的凝固时间的均等化。

本发明涉及的低压铸造用模具设为下述结构，具有形成模腔的至少上下的模和在下模的多个部位配置的筒状的浇口构件。并且，低压铸造用模具设为如下结构，即，各浇口构件具有在模腔开口的上侧的浇口部和该浇口部下侧的熔液滞留部，并且熔液滞留部的容积根据下模中的位置而不同，具有上述结构来作为用于解决现有的课题的手段。

发明的效果

本发明涉及的低压铸造用模具通过使在多个部位配置的浇口构件的熔液滞留部的容积不同，从而在熔液滞留部的容积相对较大的浇口构件中，熔液滞留部内的熔液的热量变大，浇口部内的熔液的凝固时间相对变长。另一方面，在熔液滞留部的容积相对较小的浇口构件中，熔液滞留部内的熔液的热量变小，浇口内的熔液的凝固时间相对变短。

对于上述的低压铸造用模具，由于使各浇口构件的熔液滞留部的容积不同，因此对下模及模具整体、供液管的构造的影响变小或无影响，装置设计的自由度高。这样，低压铸造用模具在装置设计的自由度高的基础上，能够实现在多个部位配置的浇口部中的熔液的凝固时间的均等化。

附图说明

图1是对能够应用本发明涉及的低压铸造用模具的低压铸造装置进行说明的剖视图。

图2是对低压铸造用模具的第1实施方式进行说明的下模及铸造品的俯视图。

图3是对浇口部及燃烧室形成部的配置进行说明的俯视图。

图4是图2所示的下模的剖视图。

图5是图4所示的中央区域及端部区域的浇口构件的放大剖视图。

图6是对低压铸造用模具的第2实施方式进行说明的下模的俯视图。

图7是对第2实施方式中的浇口部的配置进行说明的斜视图。

图8是对低压铸造用模具的第3实施方式进行说明的下模的俯视图。

图9是对低压铸造用模具的第4实施方式进行说明的下模的剖视图。

图10是图9所示的中央区域及端部区域的浇口构件的放大剖视图。

具体实施方式

〈第1实施方式〉

图1所示的低压铸造装置1能够应用本发明涉及的低压铸造用模具。低压铸造装置1在基台2上具有形成作为铸造空间的模腔3的模具主体(铸模/成型模)4，并且在基台2的下侧具有储存熔液5的保持炉6。在以下的说明中，模具主体4简称为“模具4”。

模具4具有能够升降的上模4U、固定于基台2的下模4L、和能够沿横向进退的多个中间模4M，在图示例中，在模腔3配置有型芯7。另外，在下模4L设置有形成浇口部8A(9A)的筒状的浇口构件8(9)。

保持炉6具有作为向模具4供给熔液5的供给路的供液管10。供液管10的下端部浸渍于熔液5，并且上端部与浇口部8A(9A)连通。此外，对于保持炉6，省略了图示，但具有用于向内部空间供给加压用气体的气体供给装置、用于对熔液5进行保温的加热装置等。

上述的低压铸造装置1通过将气体加压供给至保持炉6的内部空间，从而经过供液管10及浇口部8A而将熔液5供给至模腔3。并且，在熔液5凝固之后，打开模具4而进行铸造品(成型品)的取出。

本发明涉及的低压铸造用模具能够应用于上述低压铸造装置1的模具4。在该实施方式中，示出了向构成模具4的下模4L的应用例。即，对于低压铸造用模具，作为基本结构，如图2所示，具有形成模腔3的至少上下的模4U、4L和在下模4L的多个部位配置的筒状的浇口构件8、9。

另外，在该实施方式中，铸造品为内燃机的气缸盖CH。包含图2所示的下模4L的模具4一次对2个气缸盖CH进行铸造。因此，模腔3、型芯7对应于气缸盖CH的内外形状。与此相对，模具4如图3概略地示出，具有形成气缸盖CH的燃烧室的燃烧室形成部CF，将浇口构件8、9配置于燃烧室形成部CF的附近。

图2所示的气缸盖CH为直列3气缸型。因此，在图3所示的模具4以直列地配置有3个燃烧室形成部CF。另外，在各燃烧室形成部CF设置有冷却介质的流通路CP，在铸造时积极地对燃烧室形成部CF进行冷却。这是为了通过冷却使燃烧室周边的材料组织变得致密，提高机械特性。并且，在下模4L设置有合计8个浇口构件8、9，以使在每个燃烧室形成部CF的周围4个位置配置有浇口部8A、9A。

另外，在上述的模具4中，与公知的低压铸造装置同样地，通过将熔液5填充至模腔3之后，从反浇口侧至浇口部8A、9A依次使熔液5凝固，从而能够得到良好的铸造品。即，最终使熔液5凝固的浇口部8A、9A的部分与其他部分相比需要保持高温。

而且，在模具4中，通常，远离外部气体的中央区域容易变成高温，在图2及图3中如虚线的矩形框所示，模具4的中央区域成为相对高温的高温区域HA，其两侧的端部区域成为相对低温的低温区域LA、LA。因此，在高温区域HA和低温区域LA中，各浇口部8A、9A中的熔液5的凝固时间产生差异。

与此相对，在上述的模具4中，对浇口构件8、9进行了以下的改进。

各浇口构件8、9形成如前所述的筒状，如图4及图5所示，具有在模腔3开口的上侧的浇口部8A、9A、其下侧的熔液滞留部8B、9B和下端部外周的凸缘部8C、9C。

浇口部8A、9A是朝向上方而直径逐渐增大的空间。另外，熔液滞留部8B、9B是朝向下方而直径逐渐增大的空间。因此，浇口构件8、9具有将浇口部8A、9A与熔液滞留部8B、9B的边界设为最小径的圆柱状空间。通过设为上述空间，从而可靠地使浇口部8A、9A内的凝固部分与熔液滞留部8B、9B内的熔液分离，容易进行铸造品的脱模。

并且，在上述的模具4中，在与模腔3的中央区域和端部区域对应的位置分别配置浇口构件8、9。即，在图2所示的下模4L中，将4个浇口构件8配置于作为中央区域的高温区域HA，分别各将2个浇口构件9配置于作为端部区域的两侧的低温区域LA、LA。

并且，各浇口构件8、9使得熔液滞留部8B、9B的容积根据下模4L中的位置而不同。更具体而言，与图5的左侧所示的中央区域(高温区域HA)中的浇口构件8的熔液滞留部8B的高度尺寸Hb8相对，使图5的右侧所示的端部区域中的浇口构件9的熔液滞留部9B的高度尺寸Hb9相对变高，由此使熔液滞留部8B、9B的容积彼此不同。

另外，图示例的浇口构件8、9均具有相等的外观尺寸。因此，浇口构件8、9通过设定上述的熔液滞留部8B、9B的高度尺寸Hb8、Hb9，从而相对于中央区域的浇口构件8的浇口部8A的高度尺寸Ha8，使端部区域的浇口构件9的高度尺寸Ha9相对变低。

即，在该实施方式的模具4中，在将中央区域的浇口构件8和端部区域的浇口构件9设为相等的外观尺寸的基础上，使浇口部8A、9A的容积(高度尺寸Ha8、Ha9)与熔液滞留部8B、9B的容积(高度尺寸Hb8、Hb9)成反比地不同。换言之，各浇口构件8、9通过使浇口部8A、9A及熔液滞留部8B、9B的容积成反比地不同，从而将两者设为相等的外观尺寸。

另外，作为更优选的实施方式，各浇口构件8、9除了熔液滞留部8B、9B的高度尺寸Hb8、Hb9以外，还能够使浇口部8A、9A的高度尺寸Ha8、Ha9、熔液滞留部的内径D8、D9、构件本身的体积及形状中的至少一者不同。此时，浇口构件8、9可以根据铸造品的形态等，在将各个外观尺寸设为相等的基础上改变上述各尺寸，还可以连同外观尺寸一起对上述各尺寸进行改变。各浇口构件8、9以上述方式，设定各个熔液滞留部8B、9B的容积。

具有上述结构的模具4在图1所示的低压铸造装置中，通过将气体加压供给至保持炉6的内部空间，从而经过供液管10及各浇口构件8、9将模腔3供给至熔液5。

然后，在模具4中，填充于模腔3的熔液5从反浇口侧至浇口部8A、9A而依次凝固。此时，在模具4中，各浇口构件8、9的熔液滞留部8B、9B的容积不同，因此在熔液滞留部8B的容积相对较大的端部区域的浇口构件9中，熔液滞留部9B内的熔液5的热量变大，使浇口部9A的熔液5的凝固时间相对变长。即，通常，在低温区域LA中浇口部9A的熔液5容易冷却(容易凝固)，因此，在上述模具4中，使低温区域LA的浇口构件9中的熔液滞留部9B的热量相对增加而延长凝固时间。

另一方面，在熔液滞留部9B相对较低的中央部(高温区域HA)浇口构件8中，熔液滞留部8B内的熔液5的热量变小，浇口部8A的熔液5的凝固时间相对变短。即，通常，在高温区域HA中浇口部8A的熔液5不易冷却(不易凝固)，因此，在上述模具4中，使高温区域HA的浇口构件8中的熔液滞留部8B的热量相对减少而缩短凝固时间。

这样，低压铸造用模具能够实现配置于下模4L的多个部位的浇口部8A、9A中的熔液的凝固时间的均等化。另外，低压铸造用模具采用了在实现各浇口部8A、9A的凝固时间的均等化的基础上，还使各浇口构件8、9的熔液滞留部8B、9B的容积不同的结构，因此对下模4L及模具4的整体、供液管10的构造的影响少，或者无影响。

由此，对于低压铸造用模具，装置设计的自由度高，能够实现配置于多个部位的浇口部中的熔液的凝固时间的均等化。另外，对于低压铸造用模具，随着装置设计的自由度的提高，能够缓和铸造方案的繁琐化、铸造品形状的限制。

并且，对于低压铸造用模具，作为将浇口部8A、9A配置于多个部位的模具，能够减少熔液5向模腔3的填充时间，实现铸造的循环时间的缩短化。并且，低压铸造用模具通过各浇口部8A、9A的凝固时间的均等化，能够得到无未凝固部的形状不良、缩孔等的良好品质的铸造品，在该实施方式中，能够得到良好品质的气缸盖CH。

另外，对于上述低压铸造用模具，在配置于中央区域(高温区域HA)的浇口构件8和配置于端部区域(低温区域LA)的浇口构件9中，浇口部8A、9A的容积和熔液滞留部8B、9B的容积设为成反比地不同。由此，对于低压铸造用模具，能够使各浇口构件8、9的外观形状、外观尺寸相同(通用)，因此对包含下模4L的模具4、供液管10的构造的影响进一步变少，能够进一步提高装置设计的自由度。

并且，对于上述低压铸造用模具，使各浇口构件8、9的熔液滞留部8B、9B的高度Hb8、Hb9、浇口部8A、9A的高度Ha8、Ha9、熔液滞留部8B、9B的下端部的内径D8、D9、构件本身的体积及形状中的至少一者不同。由此，对于低压铸造用模具，能够设定熔液滞留部8B、9B的容积，与此同时，能够更详细地设定各浇口构件8、9中的熔液6的凝固时间，能够更有利于制造良好品质的铸造品。

图6～图10是对本发明涉及的低压铸造用模具的第2～第4实施方式进行说明的图。在以下的实施方式中，与第1实施方式相同的结构部位标注相同标号而省略其详细说明。

〈第2实施方式〉

图6及图7所示的低压铸造用模具具有在下模4A中，至少安装于在端部区域(低温区域LA)配置的浇口构件9的加热器11及温度传感器12、和基于温度传感器12的测定值使加热器11动作的温度控制装置13。此外，在图6中，作为相对于温度控制装置13的输入输出的系统，省略了在图中下侧的浇口构件9安装的加热器11及温度传感器12的连结线。

另外，图示例的模具4与第1实施方式(参照图2)同样地，制造直列3气缸的气缸盖(由虚线示出)CH，在下模4L配置有8个浇口构件8、9。另外，对于模具4，中央区域是相对高温的高温区域HA，其两侧区域是相对低温的低温区域LA、LA。

具备上述结构的低压铸造用模具通过加热器11对配置于LA的浇口构件9进行保温，并且通过温度传感器12对浇口构件9的温度进行测定，基于其测定值，通过温度控制装置13对加热器11进行反馈控制。

由此，对于低压铸造用模具，在能够得到与之前的实施方式相同的效果的基础上，还会进行更准确的温度控制，与浇口构件8、9的各尺寸的设定相结合，能够进一步实现各浇口部8A、9A中的熔液的凝固时间的均等化。

〈第3实施方式〉

图8所示的低压铸造用模具在形成模具14的下模14L，在多个部位具有形成浇口部8A、9A的浇口构件8、9。图示例的模具14同时对2个气缸盖进行铸造，但与第1及第2实施方式(参照图2及图6)相比，成为两者的模腔3、3接近的配置。

上述的模具14在并列状态下对2个直列3气缸型的缸体进行成型，相对于3个燃烧室形成部CF而分别配置有4个浇口构件8、9。在该情况下，在模具14中，两者的模腔3、3接近，因此处于两模腔3、3中间的中央区域变成高温区域HA，作为外侧的端部区域变成低温区域LA。

因此，模具14在配置于低温区域LA的浇口构件9设置加热器11及温度传感器12，并且具有基于温度传感器12的测定值使各加热器11动作的温度控制装置13。

具备上述结构的低压铸造用模具与第2实施方式同样地，通过加热器11对配置于低温区域LA的浇口构件9进行保温，并且通过温度传感器12对浇口构件9的温度进行测定，基于其测定值，通过温度控制装置13对加热器11进行反馈控制。由此，对于低压铸造用模具，在能够得到与之前的实施方式相同的效果的基础上，能够进一步实现各浇口部8A、9A中的熔液的凝固时间的均等化。

另外，对于图8所示的低压铸造用模具，作为其他实施方式，能够将加热器(由虚拟线示出一部分)及温度传感器设置于全部的浇口构件8、9。在该模具14中，通过各个加热器对全部的浇口构件8、9进行保温，并且通过温度传感器对其温度进行测定，基于其测定值，通过温度控制装置对各加热器进行反馈控制。由此，进行更准确的温度控制，进一步实现各浇口部8A、9A中的熔液的凝固时间的均等化。

此外，在采用将加热器11设置于全部的浇口构件8、9的结构的情况下，能够大致进行或省略浇口构件8、9的熔液滞留部8B、9B的容积、各尺寸的设定，即使这样，也能够进一步实现各浇口部8A、9A中的熔液的凝固时间的均等化，能够实现熔液的填充时间及铸造的循环时间的缩短化、进行无未凝固部的形状不良、缩孔等的良好品质的铸造品的制造。

(第4实施方式)

图9及图10所示的低压铸造用模具在构成模具4的下模4L，在多个部位具有形成浇口部18A、19A的浇口构件18、19。各浇口构件18、19与之前的实施方式同样地形成筒状，但内部空间的容积、外观尺寸彼此不同。

更具体而言，如图10的左侧所示，对于配置于中央区域(高温区域)的浇口构件18，整体的高度尺寸及熔液滞留部18B的高度尺寸Hb18相对较大。另外，对于该浇口构件18，熔液滞留部18B的下端部的内径D18、及作为浇口部18A与熔液滞留部D9的边界的最小径Ds18相对较小。

另一方面，如图10的右侧所示，对于配置于端部区域(低温区域)的浇口构件19，整体的高度尺寸及熔液滞留部19B的高度尺寸Hb19相对较小。另外，对于该浇口构件19，熔液滞留部19B的下端部的内径D19、及作为浇口部19A与熔液滞留部19B的边界的最小径Ds19相对较大。

如上所述，对于各浇口构件18、19，关于高度尺寸，端部区域的浇口构件19比中央区域的浇口构件18低，但关于径向的大小，端部区域的浇口构件19比中央区域的浇口构件18大。由此，两浇口构件18、19成为如下结构，即，熔液滞留部18B、19B的容积彼此不同，端部区域(低温区域)的浇口构件19中的熔液滞留部19B的容积相对较大。

具备上述结构的低压铸造用模具与之前的实施方式同样地，通过使浇口构件18、19的熔液滞留部18B、19B的容积不同，从而在其容积相对较大的浇口构件19中，熔液滞留部19B内的熔液的热量变大，熔液的凝固时间相对变长。另一方面，在熔液滞留部18B的容积相对较小的浇口构件18中，熔液滞留部18B内的熔液的热量变小，熔液的凝固时间相对变短。

对于上述的低压铸造用模具，使各浇口构件的熔液滞留部的容积不同，因此对下模14L及模具14的整体、供液管的构造的影响少、或无影响。由此，对于低压铸造用模具，装置设计的自由度变高，还能够缓和铸造方案的繁琐化、铸造品形状的限制。这样，对于低压铸造用模具，在装置设计的自由度高的基础上，还能够实现配置于多个部位的浇口部中的熔液的凝固时间的均等化。

此外，本发明的低压铸造用模具的结构的细节不仅限定于上述各实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围对结构进行适当变更，能够用于各种铸造品的低压铸造。

标号的说明

3 模腔

4 模具

4L 下模

4U 上模

8 中央区域的浇口构件

8A、9A 浇口部

8B、9B 熔液滞留部

9 端部区域的浇口构件

11 加热器

12 温度传感器

13 温度控制装置

14 模具

14L 下模

18A、19A 浇口部

18B、19B 熔液滞留部

CH 气缸盖(铸造品)

Claims (6)

1.一种低压铸造用模具，其特征在于，

具有形成模腔的至少上下的模和在下模的多个部位配置的筒状的浇口构件，

各浇口构件具有在模腔开口的上侧的浇口部、和该浇口部下侧的熔液滞留部，并且熔液滞留部的容积根据下模的位置而不同。

2.根据权利要求1所述的低压铸造用模具，其特征在于，

在与模腔的中央区域和端部区域对应的位置配置有浇口构件，

相对于在中央区域配置的浇口构件的熔液滞留部的容积，使在端部区域配置的浇口构件的熔液滞留部的容积增大。

3.根据权利要求2所述的低压铸造用模具，其特征在于，

在配置于中央区域的浇口构件和配置于端部区域的浇口构件中，浇口部的容积和熔液滞留部的容积成反比地不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的低压铸造用模具，其特征在于，

由模腔成型的铸造品为内燃机的气缸盖。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的低压铸造用模具，其特征在于，

各浇口构件的熔液滞留部的高度尺寸、熔液滞留部的内径、体积及形状中的至少一者不同。

6.根据权利要求2或3所述的低压铸造用模具，其特征在于，具有：

加热器及温度传感器，它们至少安装于在端部区域配置的浇口构件；以及

温度控制装置，其基于温度传感器的测定值使加热器动作。

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