CN111328301B - 模具铸造装置 - Google Patents

Abstract

课题在于提供一种能够容易地进行模具更换的模具铸造装置。模具铸造装置(1)是向形成于上模具(21)与下模具(22)之间的型腔内浇注熔融材料而得到铸件的装置。模具铸造装置(1)构成为具备：升降机构(3)，其使上模具(21)升降；模板(4)，其固定于上模具(21)；以及基座部件(5)，其设置于升降机构(3)的上端部，并从下侧支承模板(4)。模板(4)以能够相对于基座部件(5)相对移动的方式支承于基座部件(5)。

Description

模具铸造装置

技术领域

本发明涉及一种模具铸造装置。

背景技术

一般而言，模具铸造装置通过向形成于上模具和下模具之间的型腔内浇注熔融材料并进行冷却，来形成目标形状的铸件。在以往的模具铸造装置中，存在以下类型的装置：当更换模具时使模具横向移动来进行更换的类型的装置(参照专利文献1)、和利用叉车等将模具及模板向上方抬起而取出的类型的装置(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3712194号公报(图1及图2)

专利文献2：日本实开平6-29746号公报(图1、第[0004]及[0009]段)

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的模具铸造装置中，当更换模具时，在使台车接近铸造装置的状态下，使模具沿横向移动而装载到台车上以进行更换。因此，该模具铸造装置存在以下问题：需要用于在装置的周边配置台车的台车空间的问题、以及模具的更换作业花费时间的问题。

此外，在专利文献2所记载的模具铸造装置中，拆卸下模具和固定板之间的安装，拆卸螺杆和可动板之间的安装，然后，利用叉车等将可动板和上下模具抬起并取出到机外。因此，上模具和下模具在更换模具时位置关系偏移，因此存在下次将模具设置于铸造装置时必须再次调整位置关系的问题。

因此，本发明是为了解决上述问题而发明的，其课题在于提供一种能够容易地进行模具更换的模具铸造装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的模具铸造装置是向形成于上模具与下模具之间的型腔内浇注熔融材料而得到铸件的模具制造装置，所述模具铸造装置的特征在于，其构成为具备：升降机构，其使所述上模具升降；模板，其固定于所述上模具；以及基座部件，其设置于所述升降机构的上端部，从下侧支承所述模板，所述模板以能够相对于所述基座部件相对移动的方式支承于所述基座部件。

发明效果

本发明能够提供一种能够容易地进行模具更换的模具铸造装置。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的模具铸造装置的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图2中，(a)是示出要将模板载置于至基座部件上时的状态的主要部分放大正视图，(b)是示出将模板载置在基座部件上时的状态的主要部分放大正视图。

图3是示出将上模具载置于下模具上时的状态的模具铸造装置的主要部分放大正视图。

图4是模具铸造装置的主要部分放大正视图，其示出了设置成使基座部件下降而能够用测量件计测模板的位移时的状态。

图5是模具铸造装置的放大俯视图。

图6是基座部件的放大俯视图。

图7是图4的A部放大图。

图8是示出用测量件测量模板的位移时的状态的主要部分放大正视图。

具体实施方式

参照图1～图8，对本发明的实施方式的模具铸造装置进行说明。

另外，在本发明的实施方式中，以上模具21沿上下方向移动的情况为例进行说明，并且为了方便，将附图的前后左右方向作为上下左右方向进行说明。

《模具铸造装置》

如图1(a)、(b)所示，模具铸造装置1是通过向形成于模具2的上模具21与下模具22之间的型腔内浇注熔融材料并进行冷却来形成铸件的低压铸造装置。模具铸造装置1主要具备：上模具21、下模具22、固定于上模具21的模板4、载置有模板4的基座部件5、使基座部件5升降的升降机构3、测量件6、保持炉7、提升装置8、以及机械臂9。

《模具》

如图1(a)所示，模具2例如是构成为具备以下部分的铸造用模具：配置在上侧的上模具21、对置配置于上模具21的下侧的下模具22、以及未图示的型芯。模具2也可以是分割成多个面的水平分割的模具，模具2的形状、结构等没有特别限定。当铸造时，模具2内的型腔被从配置在该模具2的下方的保持炉7供给铝等熔融材料。

上模具21由可动模具构成，该可动模具能够通过升降机构3而相对于下模具22上升、下降。在上模具21形成有：定位销21a，其与形成于下模具22的定位孔22a(参照图3)卡合；以及型芯或上型腔(省略图示)，其用于形成铸模件的上半体(省略图示)。上模具21隔着上模具安装框架体23而固定于模板4的下表面。定位销21a从上模具21的下表面向下方突出设置。

下模具22由载置并固定在下模板10上的固定模具构成。下模具22具有用于形成铸模件的下半体的未图示的下型腔。此外，在上模具21的下表面和下模具22的上表面，对置配置有对位用的定位键、与该定位键卡合而能够自动地使上模具21与下模具22的位置对准的凹部。

上模具安装框架体23是在下表面固定有上模具21且在上表面有固定模板4的部件。上模具安装框架体23通过将框架部件组装成箭楼状而形成。在上模具安装框架体23的上部侧面，沿水平方向突出设置有用于安装供给模具冷却用的冷却水的多根管的管保持部件(省略图示)。

另外，图1(a)所示的上模具安装框体23只要固定于模板4即可，也可以隔着挤压机构42间接地固定在模板4的下表面，而且，也可以直接固定于模板4的下表面。

《模板》

模板4是将上模具21保持为从上侧悬吊的状态的上模板。模板4以能够相对于基座部件5相对移动的方式支承于基座部件5。在模板4设置有：与用于提升该模板4的提升装置8(参照图2(a)、(b))连结的起吊部41、用于挤压模具2内的铸件的挤压机构42、以及上模具安装框架体23。模板4由金属制板状部件构成。

如图5所示，列举一例来说，模板4具有形成在左右中央部的切口部4a和在左右的前后端部向左右方向突出的卡定部4b。因此，模板4在俯视观察时形成为大致H形状。上模具21借助上模具安装框架体23从上方紧固于模板4(参照图2(a)、(b))。

切口部4a是用于配置成使冷却水用的多根管(省略图示)贯插的状态的部位。

卡定部4b是通过载置在基座部件5的阶梯部5c上而将与模板4连结的上模具21载置为由基座部件5悬吊的状态的部位。

如图2(a)、(b)所示，起吊部41是吊车等构成的提升装置8的钩81钩挂的部位。起吊部41由设置于模板4的上表面的加工成环状或倒U字状的金属制杆状部件构成。起吊部41例如设置在模板4的上表面的前后左右的4个部位(参照图5)。

挤压机构42例如是用于挤压模具2内的铸件而使其脱模的装置。挤压机构42构成为具备：液压缸装置42a，其具有活塞(省略图示)；以及多个脱模销42b，其通过挤压机构42而进退。

《升降机构》

如图1(b)所示，升降机构3是用于使基座部件5上升、下降的升降装置。升降机构3例如由以下这样的电动升降装置构成，其具备电动马达31、外螺纹部件32、升降框架33、滑动引导件34以及引导支柱35。升降机构3构成为，通过将作为驱动源的电动马达31载置于模具铸造装置1的下部的基台11上，而设备整体的高度变低。

电动马达31例如由AC伺服马达等构成，该AC伺服马达在该电动马达31的输出轴相反侧搭载旋转检测器(编码器)，通过检测转子的位置和旋转速度，能够进行高分辨率、高响应的定位运转。

外螺纹部件32是由电动马达31旋转驱动的旋转部件。外螺纹部件32在向上方延伸设置的圆柱形状的柱部件的外周面具有外螺纹部(例如由滚珠丝杠构成)。

升降框架33是借助于外螺纹部件32的转动而升降的左右一对梁状部件。在升降框架33设置有：内螺纹部33a，其用于与外螺纹部件32的外螺纹部螺合而使升降框架33升降；圆筒部33b，滑动引导件34贯插于该圆筒部33b中；以及引导支柱35。升降框架33发挥将借助于外螺纹部件32的转动而升降的内螺纹部33a与载置有基座部件5的引导支柱35连结成联动地升降的连结部件的功能。

内螺纹部33a由固定于升降框架33的中央部的筒状部件构成。在内螺纹部33a的内表面形成有内螺纹。

圆筒部33b是以相对于滑动引导件34沿上下方向滑动自如的方式外套于滑动引导件34的圆筒状部件。圆筒部33b分别固定于升降框架33的前后端部。

滑动引导件34是发挥用于引导升降框架33升降的引导部件的功能和从下侧支承下模板10的柱子的功能的部件。滑动引导件34由立设于基台11上的前后左右的4根圆柱形状的支柱构成。在各个滑动引导件34的上端载置有下模板10。

引导支柱35是下端立设在升降框架33上且上端紧固于基座部件5的柱状部件。引导支柱35由从下模板10上沿上下方向延伸设置的4根圆柱形状的部件构成。引导支柱35构成为，当升降框架33升降时，引导支柱35与升降框架33一体地升降，从而使基座部件5升降。

下模板10是水平地载置于外螺纹部件32及滑动引导件34之上的俯视观察为四边形的厚板部件。在下模板10上载置有下模具22。在下模板10的前后左右，朝向上下方向分别设置有支承引导支柱35的筒状部10a，引导支柱35上下移动自如地贯插于筒状部10a中。

《基座部件》

基座部件5由用于从下侧支承模板4的四边形的框状的厚板部件构成(参照图6)。基座部件5具有：支承部5a，其支承模板4；贯插部5b，其用于供固定于模板4的上模具21上下贯插；以及阶梯部5c，其形成于贯插部5b的上侧内缘。

如图5所示，在基座部件5的左右方向的前部及后部设置有升降机构3(参照图1(b))的上端的4根引导支柱35和4个测量件6。因此，由引导支柱35支承、具有模板支承用的支承部5a和阶梯部5c、以及上模具贯插用的贯插部5b的基座部件5在上模具21升降时起到限制上模具21的水平方向的移动的引导部件的作用(参照图2(a)、(b))。

支承部5a是将模板4载置并支承于基座部件5的部位。在本实施方式中，支承部5a由形成在贯插部5b的前后左右的4个部位的阶梯部5c构成。

贯插部5b由形成于基座部件5的中央部的四边形的开口部构成。

阶梯部5c是将模板4支承为在水平方向上仅能够移动规定范围的阶梯状部位。

在阶梯部5c的里侧壁与卡定部4b之间、以及在基座部件5的贯插部5b的边缘与模板4的前后方向的边缘之间存在间隙S1，以使得模板4相对于基座部件5沿前后左右方向仅能够移动规定距离。

《测量件》

如图2(a)、(b)所示，测量件6是测量因上模具21(参照图1(a)、(b))的热膨胀引起的模板4的位移的测量装置。测量件6例如由行程传感器构成，该行程传感器能够对从铸造开始到结束的上模具21的位移以μm(微米)为单位来测量至1/1000mm程度的微小位移。测量件6构成为具备推杆61、传感器主体62、臂部63和传感器支柱64。

推杆61由配置成从传感器主体62突出的状态的杆状部件构成。推杆61以如下的状态配置：基端部被内设于传感器主体62的压缩弹簧向末端侧施力、且末端在测量时与模板4的上表面抵接。

传感器主体62由内置了将推杆61的进退移动转换为电阻值的可变电阻器、或者将推杆61的进退移动转换为电压值的霍尔IC等的壳体构成。

臂部63是用于水平地保持传感器主体62并且将基端侧能够转动地轴支于传感器支柱64的部件。

传感器支柱64由立设在基座部件5的上表面的左右前后端部的圆柱形状的杆状部件构成。

《保持炉》

如图1(a)所示，保持炉7是将向模具2内浇注的铝等熔融材料以加温后的状态贮存的炉。保持炉7以能够移动的状态配置在基台11上的中央部。

《提升装置》

如图2(a)所示，提升装置8是用于使固定了上模具21的模板4上升、下降的升降装置。提升装置8只要是能够使模板4与上模具21一起升降的装置即可，其构造没有特别限定。提升装置8的一个例子是起重机等高架起重机。提升装置8具备钩挂于模板4的起吊部41的钩81和用于吊起模板4的吊索82。

《机械臂》

如图1(a)所示，在模具铸造装置1的周围例如配置有两台机械臂9。机械臂9中的一方是用于将完成的铸件从模具2取出的装置，机械臂9中的另一方是用于取出型芯的装置。

《作用》

接着，参照图1～图8，按照铸造工序顺序说明本发明的实施方式的模具铸造装置1的作用。

首先，如图2(a)所示，将钩81钩挂于使上模具21、上模具安装框架体23以及模板4成为一体的模板4上的起吊部41，利用提升装置8将上模具21吊起。

接着，如图2(b)所示，利用提升装置8使上模具21及上模具安装框体23以从模具铸造装置1的上方贯插到贯插部5b内的方式下降。然后，进一步使模板4下降，使各卡定部4b载置于各自的阶梯部5c(支承部5a)上，将模板4载置在基座部件5上(上模具下降工序)。

接着，如图3所示，利用升降机构3(参照图1(b))使基座部件5下降，使上模具21的定位销21a插入下模具22的定位孔22a中进行对位，将上模具21载置于下模具22上的规定位置(模具定位工序)。此时，上模具21载置在下模具22上，利用上模具21、上模具安装框架体23、模板4、挤压机构42等的自重将模具2闭模。

这样，上模具21相对于下模具22不被固定，与上模具21连结的模板4浮动支承于基座部件5。因此，模板4与基座部件5由于不通过模具夹或螺栓等进行锁模，因此成为非夹紧的状态，因此能够削减作业工序而提高生产率。此外，上模具21和下模具22即使不锁模，型腔内的熔融材料也不会泄漏到模具2外，因此能够简化闭模结构。

此外，此时，由定位销21a调整上模具21和下模具22的位置。因此，不需要解除夹紧来进行位置调整。

接着，使图1(b)所示的升降机构3的电动马达31驱动，使基座部件5下降，如图4及图7所示，将模板4配置成从基座部件5的阶梯部5c的上表面浮起高度H1(10mm左右)的状态。因此，如图7所示，模板4以上升了高度H1而从阶梯部5c的上表面浮起的状态支承于阶梯部5c的侧壁，并且通过阶梯部5c以仅能够水平移动间隙S1的量的状态被浮动支承。

接着，如图2(b)及图7所示，使测量件6的传感器主体62以传感器支柱64为中心向模板4侧转动，使推杆61的末端与模板4的上表面抵接(测量件设置工序)。由此，成为能够利用测量件6测量模具2(参照图4)的膨胀引起的模板4的位移的状态。

本申请人进行了用行程传感器(测量件6)计测浮动支承上模具21的状态下的模板4的位移的实验。

其结果是，查明了浮动支承状态下的行程传感器的位移(即上模具21的热膨胀)与铝熔体的温度变化之间具有非偶然的相关关系。由此，如图4所示，通过用行程传感器计测浮动支承状态下的模板4的位移，能够把握模具2内的熔融材料的凝结趋势(凝结印象)。其结果是，能够推断出熔融材料成为最佳状态的脱模时机。

接着，在对模具2进行预热(模具预热工序)后，将保持炉7(参照图1(b))内的熔融材料供给到模具2内，并送入型腔内使型腔内充满熔融材料(熔融材料供给工序)。当向模具2内供给熔融材料时，熔融材料的热传递到模具2而被加热。当铸造铸件时(铸造工序)，优选使熔融材料及模具2的温度成为期望的温度。

如图4及图8所示，模具2被熔融材料加热而膨胀并产生位移。当该模具2因熔融材料的热而膨胀时，隔着上模具安装框架体23将模板4及推杆61向上推出高度H2。通过用测量件6测量模板4上升的高度H2，测量由熔融材料的热引起的模具2的膨胀，能够间接地把握模具2内的熔融材料的状态和上模具21及下模具22的状态。

并且，在模具2及熔融材料因冷却水的冷却而温度降低从而凝结的情况下，模板4随之与上模具21一起下降。通过用测量件6测量模板4的下降，能够适当地把握铸件的凝结和开模的时机。以往，在测量铝熔体的温度的情况下，必须在模具2内设置多个温度传感器，作业性差。与此相对，由行程传感器构成的测量件6设置在模具2之外即可，因此能够容易地进行设置。

接着，如图4或图7所示，确认到模板4下降到原来的阶梯部5c上的位置，恢复到测量件6的原来的状态。然后，在通过测量件6等能够确认模具2内的熔融材料被冷却而成为形成了铸件的温度的情况下，利用提升装置8使上模具21上升，使上模具21从模具铸造装置1移动而将上模具21取出(上模具取出工序)。

接着，利用图1(a)所示的机械臂9将型芯、铸件从下模具22取出(产品脱模工序)，清扫模具2，由此完成利用模具铸造装置1进行的铸件的铸造。

此外，当更换上模具21时，也与上述同样地进行。首先，如图2(a)所示，利用提升装置8使上模具21上升，将具备使用过的上模具21的上模具安装框体23从模具铸造装置1取出并卸下。接着，利用提升装置8使具备已修整的下模具22的上模具安装框架体23上升，并替换载置于下模具22上即可。

这样，如图1(a)、(b)所示，本发明是一种模具铸造装置1，其向形成于上模具21与下模具22之间的型腔内浇注熔融材料而得到铸件，其构成为具备：升降机构3，其使上模具21升降；模板4，其固定于上模具21；以及基座部件5，其设置于升降机构3的上端部，并从下侧支承模板4，模板4以能够相对于基座部件5相对移动的方式支承于基座部件5。

由此，如图3及图4所示，本发明的模具铸造装置1的模板4以能够相对于基座部件5相对移动的方式支承于基座部件5。因此，上模具21当被熔融材料加热而膨胀移位时，相对于基座部件5上升而成为被浮动支承的状态。其结果是，能够始终追随铸造循环中产生的热引起的模具2的形状变化进行闭模，因此，相对于时刻变化的模具温度，能够确保最佳的闭模位置。因此，本发明能够消除以往为了配合模具的温度上升而成为最佳的锁模而按顺序进行的定位作业，从而能够使作业效率提高。

此外，本发明能够利用升降机构3使模板4与上模具21一起上升、下降，从而进行模具更换，因此能够不需要用于将上模具21安装于模板4的连结部件的拆装。因此，本发明能够实现更换模具2的作业的高效化。

因此，本发明能够提供一种能够容易地进行模具更换的模具铸造装置1。

此外，本发明的模具铸造装置1还具备测量上模具21的热膨胀引起的模板4的位移的测量件6。

由此，如上所述，固定于上模具21的模板4相对于基座部件5被浮动支承，因此能够利用测量件6测量模板4的位移。在上模具21被熔融材料加热而因热膨胀移位时，通过由测量件6测量固定于上模具21的模板4的位移，而能够知道作为热的发生源的熔融材料的状态。

此外，如图2(a)、(b)所示，模板4具有多个起吊部41，该起吊部41与用于提升该模板4的提升装置8连结。

由此，提升装置8通过将钩81等钩挂于起吊部41来进行提升，能够使固定了上模具21的模板4向模具铸造装置1的上方上升或向模具铸造装置1内下降。此外，本发明在模具铸造装置1的下部配置了使上模具21升降的升降机构3(参照图1(b))，因此，使模具铸造装置1的上部结构简化，从上方拆装上模具21变得容易。

此外，基座部件5具备：支承部5a，其支承模板4；以及贯插部5b，其用于供固定于模板4的上模具21上下贯插。

由此，基座部件5能够使上模具21贯插于贯插部5b中并上下移动，并且能够利用支承部5a支承固定有上模具21的模板4。因此，模具铸造装置1能够将上模具21从装置的上方配置在装置内，能够提高模具更换作业的作业性。

另外，在贯插部5b的上侧内缘形成有阶梯部5c，该阶梯部5c将模板4支承为沿水平方向仅能够移动规定范围。

由此，模板4以沿水平方向仅能够移动规定范围的方式支承于阶梯部5c，由此能够在将上模具21载置于下模具22上时进行位置调整。

[变形例]

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在其技术思想的范围内能够进行各种改造及变更，本发明当然也涉及这些改造及变更后的发明。

例如，图5所示的模板4并不限定于俯视观察时为H形状，形状没有特别限定。模板4例如也可以是正方形或长方形等四边形或其他多边形的板部件。

此外，图5及图6所示的基座部件5只要是从下侧支承模板4即可，并不限定于四边形的框状。基座部件5例如也可以是从下侧支承模板4的前后两缘部或左右两缘部的两块矩形的板状部件。

在该情况下，两块矩形的板状部件固定于前后的引导支柱35的上端，或者配置为固定在左右的引导支柱35的状态即可。

此外，用于浮动支承模板4的机构并不限定于由贯插部5b的上侧内缘的阶梯部5c和卡定部4b构成，该卡定部4b使模板4以沿水平方向仅能够移动规定范围的方式支承于阶梯部5c。

例如，浮动支承机构也可以由突出设置于基座部件5的贯插部5b的上侧缘部的多个夹紧突起和分别与夹紧突起间隙配合的夹紧卡合孔构成。

在这种情况下，夹紧突起是用于通过插入至夹紧卡定孔中而将模板4支承于规定位置的支承用突起。夹紧突起由从基座部件5的上表面向上方突出的杆状突起构成。

为了在卡合有夹紧突起时将模板4支承为沿前后左右方向仅能够移动间隙S1的长度，夹紧卡定孔的半径形成为比夹紧突起的半径仅大出间隙S1的长度即可。

标号说明

1：模具铸造装置；

2：模具；

3：升降机构；

4：模板；

5：基座部件；

5a：支承部；

5b：贯插部；

5c：阶梯部；

6：测量件；

8：提升装置；

21：上模具；

22：下模具；

41：起吊部。

Claims (2)

1.一种模具铸造装置，其向形成于上模具与下模具之间的型腔内浇注熔融材料而得到铸件，

所述模具铸造装置的特征在于，其构成为具备：

升降机构，其使所述上模具升降；

模板，其固定于所述上模具；以及

基座部件，其设置于所述升降机构的上端部，从下侧支承所述模板，

所述模具铸造装置还具备测量件，该测量件测量由所述上模具的热膨胀引起的所述模板的位移，

在所述基座部件具备：支承部，其支承所述模板；以及贯插部，其用于供在所述模板上所固定的上模具上下贯插，

在所述贯插部的上侧内缘形成有阶梯部，该阶梯部将所述模板支承为沿水平方向仅能够移动规定范围，

所述模板以能够相对于所述基座部件相对移动的方式被浮动支承为从所述基座部件的所述阶梯部的上表面浮起的状态。

2.根据权利要求1所述的模具铸造装置，其特征在于，

所述模板具有多个起吊部，所述起吊部与用于提升该模板的提升装置连结。

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