CN114367641A - 模具压力测量装置及模具压力测量方法 - Google Patents

Abstract

模具压力测量装置具备：模具，其内部形成型腔，且形成有一端在型腔开口的压力测量用通路；模具插入构件，其插入型腔内并安装于模具，从而覆盖压力测量用通路的开口；以及压力传感器，其设置于压力测量用通路的另一端侧，经由模具插入构件与模具之间的间隙以及压力测量用通路，测量熔融金属流入型腔内时的型腔内的气体压力。

Description

模具压力测量装置及模具压力测量方法

技术领域

本发明涉及测量模具的型腔内的气体压力的模具压力测量装置及模具压力测量方法。

背景技术

准确地测量压铸模具等模具的型腔内的气体压力对于品质的稳定性是重要的。在这种情况下，优选在使熔融金属停止在模具的型腔中的同时在气体进行通气的位置设置压力传感器。例如，已知有经由过滤器利用压力传感器测量型腔内的压力的模具压力测量装置(参照日本特开2012-121070)。

发明内容

但是，若经由过滤器利用压力传感器反复测量型腔内的压力，则有可能在过滤器上产生堵塞。若发生堵塞，则压力传感器的测量值的精度降低，品质降低。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够高精度地测量模具的型腔内的气体压力、能够提高品质的模具压力测量装置及模具压力测量方法。

为了实现上述目的，本发明的一个方式是一种模具压力测量装置，其具备：

模具，其内部形成形腔，且形成有一端在该型腔开口的压力测量用通路；

模具插入构件，其插入所述型腔内并安装于所述模具，从而覆盖所述压力测量用通路的开口；以及

压力传感器，其设置于所述压力测量用通路的另一端侧，经由所述模具插入构件与模具之间的间隙以及所述压力测量用通路，测量熔融金属流入所述型腔内时的所述型腔内的气体压力。

在该一个方式中，所述模具插入构件也可以是所述模具的镶铸件或型芯。

在该一个方式中，所述模具插入构件的热容也可以比所述模具的热容高。

在该一个方式中，所述模具插入构件也可以由海绵状的陶瓷形成。

在该一个方式中，所述压力传感器也可以设置在所述模具内。

为了实现上述目的的本发明的一个方式也可以是模具压力测量方法，其包括：

将模具插入构件插入到模具的型腔内，以覆盖压力测量用通路的开口的方式将该模具插入构件安装于所述模具的步骤，其中，所述模具在内部形成所述型腔，且形成一端在该型腔开口的所述压力测量用通路；以及

通过设置于所述压力测量用通路的另一端侧的压力传感器，经由所述模具插入构件与模具之间的间隙以及所述压力测量用通路，测量熔融金属流入所述型腔内时的所述型腔内的气体压力的步骤。

根据本发明，能够提供一种模具压力测量装置及模具压力测量方法，其能够高精度地测量模具的型腔内的气体压力，从而能够提高品质。

附图说明

以下，参考附图，说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，相同附图标记表示相同元件。

图1是表示本实施方式的模具压力测量装置的概略结构的剖视图。

图2是图1的模具的放大图。

图3是表示本实施方式的模具压力测量装置的概略性的系统结构的框图。

图4是表示本实施方式的模具压力测量方法的流程的流程图。

具体实施方式

实施方式1

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的模具压力测量装置的概略结构的剖视图。图2是图1的模具的放大图。

本实施方式的模具压力测量装置1高精度地测量模具2的型腔21内的气体压力。模具压力测量装置1具备在内部形成有型腔21的模具2、插入模具2的型腔21内的模具插入构件3、测量模具2的型腔21内的气体压力的压力传感器4。

模具2也可以构成为用于对金属材料进行加压铸造的压铸模具。模具2也可以由能够相对于设备移动的可动模22和固定在设备上的固定模23构成。模具2例如对作为汽车的发动机的部件的大致圆筒形状的汽缸体进行成形。

在模具2上形成有用于将型腔21内的气体排出的气体排出用通路。在由可动模22及固定模23形成的型腔21上连接有注射缸5。柱塞6可往复运动地设置在注射缸5内。在注射缸5上形成有供熔融金属流入的浇铸口7。熔融金属从浇铸口7流入注射缸5内，被柱塞6从注射缸5挤出，从而注射到型腔21内。

熔融金属例如由650℃左右的熔融的铝合金、镁等构成。另外，模具2构成为压铸模具，但不限于此。模具2也可以是压铸模具以外的注射成形模具或铸造模具。

在模具2内形成有用于测量型腔21内的气体压力的压力测量用通路24。压力测量用通路24的一端在型腔21内开口。开口形成于模具2的侧面。

压力测量用通路24的另一端设有压力传感器4。压力传感器4例如是测压传感器或压电式传感器。压力传感器4通过压力测量用通路24测量型腔21内的气体压力。

这样，通过将压力传感器4内置于模具2中，能够实现装置的小型化。另外，由于能够缩短测量对象的型腔21与进行该测量的压力传感器4之间的距离，因此能够提高压力传感器4的测量精度。

另外，压力传感器4也可以设置于模具2的外侧。在这种情况下，例如，压力传感器4也可以经由配管等与压力测量用通路24的另一端连接。

图3是表示本实施方式的模具压力测量装置的概略性系统结构的框图。压力传感器4例如与PC等监视装置8连接。

监视装置8具有通常的计算机的硬件结构，该通常的计算机例如具备：CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等处理器81、RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)等内部存储器82、HDD(Hard Disk Drive)、SDD(Solid State Drive)等存储设备83、用于连接外围设备的输入输出I/F 84、与装置外部的设备进行通信的通信I/F 85。

监视装置8例如可以通过由处理器81利用内部存储器82执行存储在存储设备83或内部存储器82等中的程序来实现各功能。

监视装置8具有显示压力传感器4的压力值的液晶显示器或有机EL等显示部86。用户通过观察监视装置8的显示部86的压力值，能够监视模具2的型腔21内的压力。

模具插入构件3插入模具的型腔21内，并安装于模具2。模具插入构件3由铁等金属形成。模具插入构件3例如是镶铸在模具2中的镶铸件。镶铸件是与模具2的形状对应地预先制作的。

例如，在用于对大致圆筒状的铝制的汽缸体进行成形的模具2的情况下，模具插入构件3是用于防止汽缸体的磨损的大致圆筒状的铁制的汽缸衬套。

在该情况下，使用机器人等将汽缸衬套嵌入模具2的圆筒形状的缸孔销的外侧。然后，闭合模具2，进行浇铸(熔融金属的注射)，将汽缸体与汽缸衬套一体地成形。

但是，例如，在基于使用压铸模具的压铸机的铸造法中，在注射时可靠地进行模具型腔内的气体的放出这一点对于品质的稳定生产是重要的。但是，存在润滑油气化而成的气体不能从气体排出用通路排出的情况。在模具型腔内的气体不能排出的情况下，虽然模具型腔内的压力上升，但是应作用于熔融金属的压力被残留气体吸收，从而加压不足，或者受到气体卷入铸件制品中等的影响，从而不良率变高，品质降低。

与此相对，在本实施方式中，如上所述，设置与模具2的型腔21内连通的压力测量用通路24，经由该压力测量用通路24，利用压力传感器4测量型腔21内的熔融金属被注射并流入时的型腔21内的气体压力。

在此，由于熔融金属流入型腔21内，因此存在熔融金属流入压力测量用通路24内并堵塞压力测量用通路24的可能。与此相对，在本实施方式中，通过将模具插入构件3插入型腔21内并安装于模具2，来覆盖压力测量用通路24的开口。由此，能够防止熔融金属流入压力测量用通路24内。

另一方面，虽然利用模具插入构件3覆盖了压力测量用通路24的开口，但在镶铸件等模具插入构件3与模具2的接触部之间通常形成有微小的间隙(例如0.5mm左右)。该微小间隙为气体可通过但熔融金属不可通过的程度的间隔。型腔21内和压力测量用通路24经由该间隙仅气体性地连通。

因此，压力传感器4能够经由模具插入构件3与模具2之间的间隙以及压力测量用通路24来测量熔融金属流入型腔21内时的型腔21内的气体压力。即，能够高精度地测量模具2的型腔21内的气体压力，从而能够提高品质。

另外，在本实施方式中，所谓模具插入构件3安装于模具是指，如上所述，不仅包括模具插入构件3嵌入模具2且两者接触的情况，还包括模具插入构件3放置于模具2且两者接触的情况。

由于上述理由，在压力测量用通路24的一端形成的开口能够形成于模具插入构件3所接触的模具2的任意侧面。另外，如果压力测量用通路24较长，则在其通行的过程中气体的温度就容易变化。因此，为了进一步缩短压力测量用通路24，进一步提高压力传感器4的测量精度，优选形成于离压力传感器4更近的位置。

接着，详细说明本实施方式的模具压力测量方法。图4是表示本实施方式的模具压力测量方法的流程的流程图。

首先，将模具插入构件3插入模具2的型腔21内，并以覆盖压力测量用通路24的开口的方式将模具插入构件3安装于模具2(步骤S101)。

使模具2的可动模22接近固定模23，关闭模具2(步骤S102)。从注射缸5向模具2的型腔21内注射熔融金属(步骤S103)。

压力传感器4经由模具插入构件3与模具2之间的间隙以及压力测量用通路24，测量熔融金属流入型腔21内时的型腔21内的气体压力进行(步骤S104)。

以上，本实施方式的模具压力测量装置1具备：模具，其形成有一端在型腔21内开口的压力测量用通路24；模具插入构件3，其插入型腔21内并安装于模具2，从而覆盖压力测量用通路24的开口；以及压力传感器4，其设置于压力测量用通路24的另一端侧，经由模具插入构件3与模具2之间的间隙以及压力测量用通路24，测量熔融金属流入型腔21内时的型腔21内的气体压力。由此，能够高精度地测量模具2的型腔21内的气体压力，从而能够提高品质。

实施方式2

在本实施方式中，模具插入构件3的热容优选高于模具2的热容。

在模具2上安装有例如常温的模具插入构件3。并且，当向型腔21内注射熔融金属、熔融金属与模具插入构件3接触时，热容高的模具插入构件3会夺取熔融金属的热量，从而熔融金属凝固。由此，即使熔融金属少量进入模具插入构件3与模具2之间的间隙，熔融金属也会立即凝固，因此能够防止熔融金属到达压力测量用通路24的开口。因此，能够可靠地确保供型腔21内的气体通过的压力测量用通路24。

即，根据本实施方式，不仅使用模具插入构件3与模具2之间的微小间隙，还使用热容高的模具插入构件3使熔融金属有效地凝固。由此，能够可靠地防止熔融金属进入压力测量用通路24的开口，能够更稳定且高精度地测量模具2的型腔21内的气体压力。

另外，在将模具插入构件3作为镶铸件的情况下，在进行注射成形之前，镶铸件必然安装于模具2，并在注射成形结束后与铸造物一体地从模具2上取下。因此，在注射成形之前，会将常温的新的镶铸件安装于模具2。因此，不需要为了防止熔融金属流入压力测量用通路24内而设置特别的构造等，而且，也不需要如上述那样为了使熔融金属凝固而预先使镶铸成为低温等的工序。另外，由于注射成形结束后会从模具2上取下，因此镶铸件与模具2之间的微小间隙堵塞等问题也难以发生。

如上所述，模具插入构件3优选由铁形成，更优选由热传导率高的铜形成。由此，能够使少量进入模具插入构件3与模具2之间的间隙的熔融金属更快地凝固，能够更可靠地防止熔融金属进入压力测量用通路24的开口。

在上述实施方式中，模具插入构件3是在压铸铸造中使用的镶铸件，但不限于此，例如也可以是在低压铸造中使用的型芯。通过将型芯插入型腔21内并使其与模具2接触来覆盖压力测量用通路24的开口。由此，与上述同样，能够可靠地防止熔融金属流入压力测量用通路24内，因此能够高精度地测量模具2的型腔21内的气体压力，从而能够提高品质。

在上述实施方式中，模具插入构件3也可以由金属以外的例如海绵状的陶瓷形成。由此，与上述同样，可期待能够抑制熔融金属进入模具插入构件3与模具2之间的间隙的效果。

在上述实施方式中，对相对于用于成形气缸体的模具2安装作为模具插入构件3的汽缸衬套并进行注射成形的情况进行了说明，但不限于此。例如，对于支承曲轴的曲轴轴颈用的模具2，也可以安装用于防止滑动磨损的铁制的衬套作为模具插入构件3，与上述同样地进行注射成形。

虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和要旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (6)

1.一种模具压力测量装置，其具备：

模具，其内部形成型腔，且形成有一端在该型腔开口的压力测量用通路；

模具插入构件，其插入所述型腔内并安装于所述模具，从而覆盖所述压力测量用通路的开口；以及

压力传感器，其设置于所述压力测量用通路的另一端侧，经由所述模具插入构件与模具之间的间隙以及所述压力测量用通路，测量熔融金属流入所述型腔内时的所述型腔内的气体压力。

2.根据权利要求1所述的模具压力测量装置，其中，

所述模具插入构件是所述模具的镶铸件或型芯。

3.根据权利要求1或2所述的模具压力测量装置，其中，

所述模具插入构件的热容比所述模具的热容高。

4.根据权利要求1或2所述的模具压力测量装置，其中，

所述模具插入构件由海绵状的陶瓷形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模具压力测量装置，其中，

所述压力传感器设置在所述模具内。

6.一种模具压力测量方法，其包括：

将模具插入构件插入到模具的型腔内，以覆盖压力测量用通路的开口的方式将该模具插入构件安装于所述模具的步骤，其中，所述模具在内部形成所述型腔，且形成一端在该型腔开口的所述压力测量用通路；以及

通过设置于所述压力测量用通路的另一端侧的压力传感器，经由所述模具插入构件与模具之间的间隙以及所述压力测量用通路，测量熔融金属流入所述型腔内时的所述型腔内的气体压力的步骤。

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