JP2000301290A - 消失模型鋳造方法 - Google Patents

消失模型鋳造方法

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JP2000301290A
JP2000301290A JP11106974A JP10697499A JP2000301290A JP 2000301290 A JP2000301290 A JP 2000301290A JP 11106974 A JP11106974 A JP 11106974A JP 10697499 A JP10697499 A JP 10697499A JP 2000301290 A JP2000301290 A JP 2000301290A
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JP
Japan
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pressurized air
casting
flask
model
sand
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JP11106974A
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Harumi Ueno
治己 上野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 埋設時における消失模型の変形や損傷を防い
で良好な品質の鋳造品を得ることができる消失模型鋳造
方法を提供する。 【解決手段】 分散板12が上底板16上に配置される
ことで、加圧チャンバー22から流れ込む加圧空気の流
れ易さが、鋳枠10の中心部と外周部とで平均化され
る。すなわち、鋳枠10の中心部に流れ込む加圧空気の
一部は分散板12に遮られて外周部に流れ、残りの加圧
空気は分散板12の空気孔を通過してそのまま中心部を
流れる。これによって、加圧空気の加圧力が鋳枠10の
中心部と外周部とで均一にされる。この結果、鋳枠10
の中心部において加圧力が過大となって鋳砂Sが突沸状
態となることもなく、逆に鋳枠10の外周部において加
圧力が不足して鋳砂Sが流動不足となることもない。従
って、消失模型Mが変形したり損傷を受けたりすること
がなく、製作時の形状を保って鋳砂S中に埋設される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、いわゆる消失模
型を使用した消失模型鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】消失模型鋳造方法は、発泡スチロール等
の材料で鋳造品の形状に製作された消失模型を鋳枠に充
填された鋳砂中に埋設して、この消失模型を溶湯で置換
することによって鋳造を行う鋳造方法である。ここで、
消失模型を鋳砂中に埋設する手順について、図3を参照
して説明する。図3は、従来技術における消失模型を鋳
砂中に埋設する手順を示す正面図である。
【0003】図3に示されるように、鋳枠30の底面近
くは多孔質エレメントからなる上底板16によって仕切
られており、二重底になっている。上底板16の上側に
は鋳砂Sが充填されており、上底板16の下側は空間で
あって加圧チャンバー22となっている。この加圧チャ
ンバー22には、鋳枠30の側壁を貫通して加圧バルブ
18が接続されている。加圧バルブ18には、図示しな
い加圧源から加圧空気を導く加圧配管20が接続されて
いる。なお、鋳枠30全体は、図示しない振動台の上に
載置されている。
【0004】一方、鋳枠30の近傍には、模型セットロ
ボット2が設置されている。この模型セットロボット2
は、昇降機構4とクランプ機構6を備えており、図に示
されるようにクランプ機構6によって消失模型Mの湯口
部分をクランプする。この消失模型Mを鋳砂S中に埋設
する際には、加圧配管20から加圧バルブ18を通して
加圧空気を加圧チャンバー22に圧入する。これによっ
て、加圧チャンバー22から多孔質エレメントの上底板
16を通して鋳砂Sに加圧空気が導かれ、鋳砂Sが流動
状態となる。
【0005】この状態で、模型セットロボット2の昇降
機構4が作動してクランプ機構6が下降し、消失模型M
が流動状態の鋳砂S中に入り込んでいく。そして、消失
模型Mの湯口部分が鋳砂Sの表面まで埋まったら、クラ
ンプ機構6によるクランプを開放して、昇降機構4によ
ってクランプ機構6を上昇させる。それから加圧空気の
供給を停止して、図示しない振動台を振動させるととも
に、加圧配管20から図示しない吸引ポンプを用いて逆
に減圧することによって鋳砂Sを密に充填させる。この
ようにして、消失模型Mの埋設が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の方法においては、図4に矢印Rで示されるよう
に、鋳枠30の外周部と中心部とで加圧力の不均一が生
ずる。すなわち、鋳枠30の中心部では加圧空気が流れ
易いために、加圧力が過大となって鋳砂Sが突沸状態と
なる。一方、外周部では加圧空気が流れにくいために、
加圧力が不足して鋳砂Sの流動不足が生ずる。このた
め、埋設時に消失模型Mが流動状態の鋳砂Sから受ける
流動抵抗によって、本来図5(A)に示される形状を有
する消失模型Mが、図5(B)にMaで示されるように
変形・損傷してしまう。この結果、得られる鋳造品の品
質が著しく劣化してしまうという問題点があった。
【0007】そこで、本発明の課題は、埋設時における
消失模型の変形や損傷を防いで良好な品質の鋳造品を得
ることができる消失模型鋳造方法を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するために、本発明においては、鋳砂が収容される鋳
枠の底面から加圧空気を吹き上げることによって前記鋳
砂を流動させながら消失模型を前記鋳砂中に埋設して、
前記消失模型を溶湯で置換することによって鋳造を行う
消失模型鋳造方法であって、前記鋳枠の底部の加圧空気
の吹き上げ部分に前記加圧空気の加圧力を均一にする分
散板を設置することを特徴とする消失模型鋳造方法を創
出した。
【0009】この発明に係る消失模型鋳造方法において
は、分散板によって鋳枠中の加圧空気の流れ易さが平均
化されて、加圧空気の加圧力が鋳枠の中心部と外周部と
で均一にされる。これによって、鋳枠の中心部において
加圧力が過大となって鋳砂が突沸状態となることもな
く、逆に鋳枠の外周部において加圧力が不足して鋳砂が
流動不足となることもない。従って、埋設時において消
失模型が変形したり損傷を受けたりすることがなく、製
作時の形状を保って鋳砂中に埋設される。このようにし
て、本発明の消失模型鋳造方法によれば、埋設時におけ
る消失模型の変形や損傷を防いで良好な品質の鋳造品を
得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明を具現化した一実施
形態について、図1乃び図2を参照して説明する。ま
ず、本実施形態の消失模型鋳造方法を実施するための鋳
枠及び模型セットロボットの構成について、図1を参照
して説明する。図1は本実施形態の消失模型鋳造方法を
実施するための鋳枠及び模型セットロボットの構成を示
す正面図である。本実施形態の模型セットロボット2の
構成は、図3に示される従来技術の模型セットロボット
2と同一である。すなわち、消失模型Mの湯口部分をク
ランプするクランプ機構6と、このクランプ機構6を上
昇・下降させる昇降機構4とを備えている。
【0011】また、本実施形態の鋳枠10は、図3に示
される従来技術の鋳枠30に、底部から吹き上げる加圧
空気の加圧力を均一にするための分散板12を追加設置
したものである。すなわち、この分散板12は、多孔質
エレメントの上底板16の上面中心部に固定された支持
棒14の上端に固定されている。なお、鋳枠10全体も
図示しない振動台の上に載置されている。
【0012】この分散板12の構造について、図2を参
照して説明する。図2(A)は分散板12の構造を示す
平面図であり、図2(B)は図2(A)のB−B断面図
である。図2(A),(B)に示されるように、分散板
12は円盤形状を有しており、上下方向に貫通する複数
の円形の空気孔12a〜12aが穿設されている。これ
らの空気孔12a〜12aは、図2(A)に示されるよ
うに、二つの同心円上に配置されている。すなわち、内
側の同心円上に4個、外側の同心円上に8個、合計12
個穿設されている。
【0013】このような構造を有する分散板12が、図
1に示されるように上底板16の中心部に配置されるこ
とによって、加圧チャンバー22から流れ込む加圧空気
の流れ易さが、鋳枠10の中心部と外周部とで平均化さ
れる。すなわち、図1に矢印で示されるように、鋳枠1
0の中心部に流れ込む加圧空気の一部は、分散板12に
遮られて外周部に流れる。中心部に流れ込んだ残りの加
圧空気は、分散板12の空気孔12a〜12aを通過し
てそのまま中心部を流れる。
【0014】これによって、加圧空気の加圧力が鋳枠1
0の中心部と外周部とで均一にされる。この結果、鋳枠
10の中心部において加圧力が過大となって鋳砂Sが突
沸状態となることもなく、逆に鋳枠10の外周部におい
て加圧力が不足して鋳砂Sが流動不足となることもな
い。このように均一な流動状態にある鋳砂S中に、模型
セットロボット2によって消失模型Mが埋設される。す
なわち、模型セットロボット2の昇降機構4が作動して
クランプ機構6が下降し、消失模型Mが均一な流動状態
の鋳砂S中に入り込んでいく。従って、消失模型Mが変
形したり損傷を受けたりすることがなく、製作時の形状
を保って鋳砂S中に埋設される。
【0015】そして、消失模型Mの湯口部分が鋳砂Sの
表面まで埋まったら、クランプ機構6によるクランプを
開放して、昇降機構4によってクランプ機構6を上昇さ
せる。それから加圧空気の供給を停止して、図示しない
振動台を振動させるとともに、加圧配管20から図示し
ない吸引ポンプを用いて逆に減圧することによって鋳砂
Sを密に充填させる。鋳砂Sが密に充填されたら、その
まま吸引ポンプによる減圧を続けながら、消失模型Mの
湯口から溶湯を注入する。これによって、高温の溶湯の
熱で消失模型Mが溶融消失し、溶湯と置換される。この
ように、埋設時に消失模型Mが変形したり損傷を受けた
りすることがなく、製作時の形状を保って鋳砂S中に埋
設されているため、良好な品質の鋳造品を得ることがで
きる。
【0016】本実施形態においては、円盤形状の分散板
12に円形の空気孔12aを二つの同心円上に合計12
個配置しているが、空気孔12aの形状,数,配置さら
には分散板12の形状及び大きさは、実験的データによ
って決定される。すなわち、鋳枠10内の中心部から外
周部にかけて複数の圧力センサを配置したり、鋳砂S中
に水平方向に歪みゲージを貼り付けた薄い板を埋設した
り、発泡スチロールに歪みゲージを貼り付けて模型セッ
トロボットによって鋳砂S中に埋設したりする。
【0017】このような方法で、実際に加圧空気を送り
込みながら、種々の分散板を設置した場合における加圧
力の分布を測定する。そして、最も均一で適切な加圧力
が得られた分散板が採用される。本実施形態の分散板1
2の形状,大きさ,空気孔12aの形状,数,配置は、
このようにして決定されたものであり、鋳枠10の形
状,大きさ、鋳砂Sの材質,粒度等によって、分散板の
形状,大きさ,空気孔の形状,数,配置は、適宜選択さ
れるものである。
【0018】消失模型鋳造方法のその他の工程や、消失
模型の形状,寸法,材質、鋳枠のその他の部分の構造、
模型セットロボットの構造等についても、本実施形態に
限定されるものではない。
【0019】
【発明の効果】本発明においては、埋設時における消失
模型の変形や損傷を防いで良好な品質の鋳造品を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る消失模型鋳造方法の一実施形態を
実施するための鋳枠及び模型セットロボットの構成を示
す正面図である。
【図2】消失模型鋳造方法の一実施形態に使用される分
散板の構造を示す平面図及び断面図である。
【図3】従来技術の消失模型鋳造方法を実施するための
鋳枠及び模型セットロボットの構成を示す正面図であ
る。
【図4】従来技術の消失模型鋳造方法における鋳枠内の
加圧力の分布を示す断面図である。
【図5】従来技術の消失模型鋳造方法における消失模型
の変形を示す正面図である。
【符号の説明】
10 鋳枠 12 分散板 16 鋳枠の底部 M 消失模型 S 鋳砂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳砂が収容される鋳枠の底面から加圧空
    気を吹き上げることによって前記鋳砂を流動させながら
    消失模型を前記鋳砂中に埋設して、前記消失模型を溶湯
    で置換することによって鋳造を行う消失模型鋳造方法で
    あって、 前記鋳枠の底部の加圧空気の吹き上げ部分に前記加圧空
    気の加圧力を均一にする分散板を設置することを特徴と
    する消失模型鋳造方法。
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