JP2002113749A - Mold for injection molding - Google Patents
Mold for injection moldingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、ロストワックス精
密鋳造法により製造するインペラのワックス模型を成形
する射出成形用金型構造に関するものであり、また特に
インペラのワックス模型を金型から離型するための容易
な構造に関するものである。ここに言うインペラとは過
給機等において使用される放射状に多数の曲面形状であ
るブレード面を有した羽根車を総称したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold structure for injection molding for forming a wax model of an impeller manufactured by a lost wax precision casting method, and more particularly to a mold model for releasing a wax model of an impeller from a mold. For an easy structure. The impeller referred to here is a general term for an impeller having a large number of radially curved blade surfaces used in a supercharger or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車用内燃機関の過給機(タ−ボチャ
−ジャ)の排気タ−ビンは、隣接するブレ−ドが製品軸
に対して放射状および螺旋状に突出した形状となってい
るが、このブレード間を形成する金型部分については、
従来より種々な構造によりワックス模型を取り出してい
る。たとえば、特開昭59−232810号にはラジア
ル方向ガイドに沿ってブレードキャビティが分離集合す
ることにより一体化したワックス模型の製造方法が提案
されている。この提案は精度が高く量産性のあるワック
ス模型製造金型構造としては、優れたものである。2. Description of the Related Art An exhaust turbine of a supercharger (turbocharger) of an automobile internal combustion engine has a shape in which adjacent blades project radially and spirally with respect to a product axis. However, for the mold part that forms between the blades,
Conventionally, wax models are taken out by various structures. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-232810 proposes a method for manufacturing a wax model integrated by separating and assembling blade cavities along a radial guide. This proposal is excellent as a wax model manufacturing mold structure having high accuracy and mass productivity.
【0003】一方、その他の分野で使用するインペラ、
たとえば船舶用内燃機関の過給機、小型ガスタ−ビン用
のインペラは、より多くの風量を得るためボス部に突出
するブレ−ドの枚数が多く、またブレ−ド面の面積を増
すためブレ−ド面の設置角度がゆるやかになった形状の
ものが多くなっており、ブレ−ドのハブ側(ブレ−ドの
根元部分)からブレ−ドのシュラウド側(ブレ−ドの外
周部分)まで回転軸線方向に重なりが多く、すなわち回
転軸線方向に投影して見た時、オ−バ−ラップが多くな
っている。On the other hand, impellers used in other fields,
For example, a turbocharger for a marine internal combustion engine or an impeller for a small gas turbine has a large number of blades protruding from a boss portion in order to obtain a larger air flow, and has a large blade surface area to increase the blade area. -The angle of installation of the blade surface has become more gradual, from the hub side of the blade (the base of the blade) to the shroud side of the blade (the outer periphery of the blade). There is a lot of overlap in the direction of the rotation axis, that is, there is a lot of overlap when projected in the direction of the rotation axis.
【0004】このようなインペラは、前述のような金型
構造ではブレ−ドのオ−バ−ラップ部分を形成出来ない
ため、下記のような方法で作られている。一つの方法
は、ボス部とブレ−ド部を別々に射出成形した後、それ
らを互いに組み付けて一体化することで製作する方法。
具体的にはこの方法は、ボス部のワックス模型成形体と
ブレ−ド部のワックス模型成形体をワックス組立て治具
を使用し、ブレ−ドを一枚づつ接着接合して一体化する
ことからなるものである。もう一つの方法は、可動側金
型にブレードとブレードの間を形成する金属中子を一枚
づつ組付け、固定側金型を閉めて射出成形した後、固定側
金型を開けて可動側金型から前記金属中子を一枚づつ取
り除きワックス模型を取り出す方法である。[0004] Such an impeller cannot be formed with the above-mentioned mold structure to form an overwrap portion of the blade. One method is to separately injection-mold the boss portion and the blade portion, and then assemble and integrate them together.
Specifically, this method uses a wax assembling jig to mold the wax model molded body of the boss portion and the wax model molded body of the blade portion, and bond and integrate the blades one by one. It becomes. Another method is to assemble the metal cores that form the gap between the blades one by one into the movable mold, close the fixed mold and perform injection molding, then open the fixed mold and open the movable mold. This is a method in which the metal cores are removed one by one from a mold and a wax model is taken out.
【0005】さらに、自動車用内燃機関の過給機の吸入
側インペラは、前記のインペラ同様、オ−バ−ラップが
多くまた長翼、短翼から構成されておりブレ−ドの枚数
も多いため、一層複雑な形状になっている。このような
インペラについても、単一のワックス模型成形体として
射出成形することが出来ないので、インペラ単体のマス
タ−モデルを製作して、そのマスタ−モデルにシリコ−
ンゴムを流して固化させてゴム型を作り、さらに、その
ゴム型にシリコ−ンゴムを注入して模型としてのゴム成
形体を作る方法がとられている。Further, the intake side impeller of the supercharger of the internal combustion engine for an automobile has many overwraps, long wings and short wings, and has a large number of blades, similarly to the above-mentioned impeller. , More complex shapes. Since such an impeller cannot be injection-molded as a single molded wax model, a master model of the impeller alone is manufactured, and the master model is used as a silicon model.
A method has been adopted in which a rubber mold is made by flowing and solidifying rubber, and a silicone rubber is injected into the rubber mold to form a rubber molded body as a model.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように各ブレ
ードがオーバーラップするインペラのワックス模型を射
出成形する金型においては、予め成形したワックス模型
を相互に接着接合する方法は、工数がかかり生産能率が
悪いだけでなく、ボス部とブレード部の接合精度を確保
することも容易ではないという問題点があった。また、金
属中子を使う場合も金型の開閉、ワックス模型の取出し
に工数がかかり生産能率が悪い上、一個の金属中子を一
体で作るのではなく、分割して製作してそれを組み合せ
て一個の金属中子にするため、組合わせ精度を確保する
ことも容易では無く、ブレード面が一体ではないためワ
ックス模型に段差、すなわちパーティングラインが発生
するという問題点もあった。ゴム型を使用する方法に関
しては、ゴム型から一個のゴム成形体を作るのに非常に
工数がかかり、生産量に併せて、多数のゴム型を製作しな
くてはならないため、生産能率が極めて悪い上、ゴム成形
体の場合変形し易い為、寸法精度を確保することも容易
ではないという問題点があった。いずれの場合も、ロスト
ワックス精密鋳造法でブレード面がオーバーラップする
インペラを製造する場合においては、均質なワックス模
型を使用して大量生産することを実用化する上で大きな
問題となる。本発明の目的は、移動自在なスライド金型
の作動方法を解決することで、ロストワックス精密鋳造
法で製造するインペラ用の単一ワックス模型を均質で高
い生産能率で成形する射出成形用金型構造を提供するこ
とである。As described above, in a mold for injection-molding a wax model of an impeller in which each blade overlaps, a method of bonding and bonding the previously molded wax models to each other requires a lot of man-hours and production. In addition to the poor efficiency, there is a problem that it is not easy to secure the joining accuracy between the boss portion and the blade portion. Also, when using a metal core, it takes a lot of time to open and close the mold and remove the wax model, resulting in poor production efficiency. Therefore, it is not easy to secure the combination accuracy because one metal core is used, and there is also a problem that a step, that is, a parting line occurs in the wax model because the blade surface is not integrated. Regarding the method of using a rubber mold, it takes a lot of man-hours to make one rubber molded body from a rubber mold, and a large number of rubber molds must be manufactured in accordance with the production volume. In addition, there is a problem that it is not easy to secure dimensional accuracy because the rubber molded body is easily deformed. In any case, when an impeller whose blade surfaces overlap with each other is manufactured by the lost wax precision casting method, there is a serious problem in mass-production using a uniform wax model. An object of the present invention is to solve the operating method of a movable slide mold, and to mold a single wax model for an impeller manufactured by a lost wax precision casting method at a uniform and high production efficiency. Is to provide a structure.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は、移動自在な
スライド金型の作動方法の問題を検討し、CAD/CA
Mを使用した3次元モデルにより、回転軸線方向にオー
バーラップするインペラのブレード面のアンダーカット
方向を検索することにより、アンダーカット処理がスラ
イド金型の製品軸に対して放射方向の移動に加え、ブレ
ード形状に対応した曲面に沿った回転動作を加えること
により、スライド金型の脱型が可能であること見いだし
本発明に到達した。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has studied the problem of the method of operating a movable slide mold, and has studied CAD / CA.
By searching for the undercut direction of the blade surface of the impeller that overlaps in the direction of the rotation axis with the three-dimensional model using M, the undercut processing is performed in addition to the radial movement with respect to the product axis of the slide mold. The present inventors have found that it is possible to remove the slide mold by applying a rotating operation along a curved surface corresponding to the blade shape, and arrived at the present invention.
【0008】すなわち本発明は、製品軸に対して放射状
に配置された複数枚のブレードを有するロストワックス
精密鋳造法で製造するインペラのワックス模型を成形す
る射出成形用金型において、製品軸方向に開閉自在な固
定側金型および可動側金型と、隣接する前記ブレードの
間にそれぞれ配置され、型絞め時には相互に環状に配置
される形状によりインペラのブレードキャビティを形成
するスライド金型を具備し、該スライド金型は放射方向
に移動自在かつ、前記放射方向軸線に対して回動可能で
型開き時に回転後退手段を有するものであって、スライ
ド金型と前記固定側金型および前記可動側金型とによっ
て、ワックス模型を成形することを特徴とする射出成形
用金型である。好ましくは、前記スライド金型は連動す
る構造で一体化し、各々のスライド金型が回転後退する
構造であることが望ましい。また、前記回転後退手段
は、曲面状のスライド面を有するスライド金型と、前記
スライド面と嵌め合い摺動する案内で構成され、スライ
ド金型は型締め位置から製品軸に対して前記案内に沿っ
て放射状に後退しつつ、スライド面の曲面に沿って回動
するものであることを特徴とする射出成形用金型であ
る。さらに、前記回動手段は、前記スライド金型の曲面
状のスライド面に配設した突起形状が前記嵌め合い摺動
する案内上に放射方向軸線に対して斜めに配設した溝に
沿ってスライドする構造により設定されていることを特
徴とする射出成形用金型である。That is, the present invention relates to an injection molding mold for molding a wax model of an impeller manufactured by a lost wax precision casting method having a plurality of blades radially arranged with respect to a product axis. It has a slide mold that is disposed between the fixed mold and the movable mold that can be opened and closed, and the adjacent blades, and forms a blade cavity of the impeller by a shape that is arranged in a ring shape when the mold is compressed. The slide mold is movable in a radial direction, is rotatable about the radial axis, and has a retreat means for rotating when the mold is opened. The slide mold, the fixed mold, and the movable mold A mold for injection molding, characterized in that a wax model is formed by a mold. Preferably, the slide dies are integrated in an interlocking structure, and each of the slide dies preferably rotates and recedes. The rotating and retreating means includes a slide mold having a curved slide surface, and a guide that fits and slides on the slide surface, and the slide mold moves from the mold clamping position to the guide with respect to the product shaft. A metal mold for injection molding characterized by rotating along a curved surface of a slide surface while retreating radially along the same. Further, the rotating means slides along a groove provided obliquely with respect to a radial axis on a guide on which the protrusions provided on the curved slide surface of the slide mold are fitted and slid. This is a mold for injection molding characterized by being set according to the structure to be formed.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴はCAD/CAMの3次元モデルにより回転軸線方
向にオーバーラップするインペラのブレード面のアンダ
ーカット方向を検索する作業と、アンダーカット処理を
可能とするスライド金型の作動方法すなわち、前記スラ
イド金型が放射状方向のスライドと前記スライド軸線に
対しての回転作動を同時に行う作動方法すなわち、型開
き時にスライド金型が回転後退移動することでアンダー
カット処理が可能であることを見出したことにある。本
発明においては、前記作動を固定金型に配設した曲面部
を有するスライド板を使用することで実現しているが、
これに限定されるものでない。As described above, an important feature of the present invention is that a three-dimensional CAD / CAM model is used to search for an undercut direction of a blade surface of an impeller overlapping in the direction of a rotation axis, and an undercut is performed. An operation method of a slide mold that enables processing, that is, an operation method in which the slide mold simultaneously performs a radial slide and a rotation operation with respect to the slide axis, that is, the slide mold rotates and retracts when the mold is opened. It has been found that undercut processing is possible. In the present invention, the above operation is realized by using a slide plate having a curved surface portion disposed on a fixed mold.
It is not limited to this.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明を実施例と図面に基づいて説明
する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものでな
く、製品、特にブレード形状により種々の形態が適用で
きる。図1は、金型装置により成形したインペラのワッ
クス模型の全体を示す正面図である。本インペラ1は中
心に円錐状のボス部2と、このボス部2の外周面上に放
射状に突設された複数のブレード3とからなっている。
図面は明確化のためブレード枚数は2枚に省略してある
が、本実施例は14枚のブレードを有している。また図
1に示すように、ブレード3の背側の後縁面側の形状と
隣接するブレード3の腹側の前縁面側の形状がオーバー
ラップしている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments and drawings. Note that the present invention is not limited to the following examples, and various forms can be applied depending on products, particularly blade shapes. FIG. 1 is a front view showing the entire wax model of the impeller formed by the mold apparatus. The impeller 1 includes a boss 2 having a conical shape at the center, and a plurality of blades 3 protruding radially on the outer peripheral surface of the boss 2.
In the drawing, the number of blades is omitted for clarity, but the present embodiment has 14 blades. Further, as shown in FIG. 1, the shape of the rear edge side of the back side of the blade 3 and the shape of the front edge side of the abdominal side of the adjacent blade 3 overlap.
【0012】図2にインペラのワックス模型1を成形す
る射出成形用金型全体の矢視図を示す。本金型は可動側
金型4と固定側金型5およびスライド金型6から形成さ
れている。図3は前記固定金型5およびスライド金型の
要部7(明確化のため1個のみ示している)の矢視図で
ある。図4は固定側金型に取り付けられている曲面部を
有するスライド板8の状態を示す拡大図である。図5は
スライド金型の要部7の拡大図である。本要部について
も前記スライド板8に合致した曲面部10を有してい
る。FIG. 2 is an arrow view of the entire injection molding die for molding the wax model 1 of the impeller. This mold includes a movable mold 4, a fixed mold 5, and a slide mold 6. FIG. 3 is an arrow view of the main part 7 of the fixed die 5 and the slide die (only one is shown for clarity). FIG. 4 is an enlarged view showing a state of the slide plate 8 having a curved surface portion attached to the fixed mold. FIG. 5 is an enlarged view of a main part 7 of the slide die. The main portion also has a curved surface portion 10 that matches the slide plate 8.
【0013】ついで、図1〜5を用いて射出成形用金型
の動作を説明する。オーバーラップしているインペラ1
は、製品軸方向に開閉自在な可動側金型4及び固定側金
型5と、隣接するブレード3の間にそれぞれ配置された
スライド金型6が組立てられ、型締め密接されてインペ
ラキャビティを形成する。ついで、溶融もしくは半溶融
状態のワックス材料を射出成形機(図示せず)を用いて
成形してワックス模型を製造する。ワックス材料が固化
し所定の時間を経過した後、射出成形金型を解体しワッ
クス模型を脱型する動作となる。Next, the operation of the injection mold will be described with reference to FIGS. Overlapping impeller 1
Is assembled with a movable mold 4 and a fixed mold 5 that can be opened and closed in the product axial direction, and a slide mold 6 that is respectively arranged between the adjacent blades 3, and the molds are brought into close contact to form an impeller cavity. I do. Next, the wax model in a molten or semi-molten state is molded using an injection molding machine (not shown) to produce a wax model. After the wax material has solidified and a predetermined time has elapsed, the injection molding die is disassembled and the wax model is released.
【0014】まず、可動側金型4が開く。ついで、スラ
イド金型の要部7を固定側金型に設置された溝に沿って
放射状に引き出す。この際、スライド金型要部7に付設
された突起11が、固定側金型に付設された曲面部を有
したスライド板に彫られた溝9に沿って曲面を斜めに移
動するため、直線移動に合わせて回転作動をしてスライ
ド金型が引き出される。スライド板の曲面部について
は、ブレード面の曲面に合わせて設定するが、ブレード
部のオーバーラップ面の形状によっては、単純な円柱も
しくは円筒状の一部分の形状になり得る。スライド金型
の移動手段については図示していないが、手動で個々の
スライド金型要部を引き抜く方法、好ましくは、スライ
ド金型は連動する構造で一体化し、各々のスライド金型
が回転後退する構造で引き抜く方法をとることができ
る。First, the movable mold 4 is opened. Next, the main part 7 of the slide mold is radially pulled out along the groove provided in the fixed mold. At this time, the projection 11 attached to the main part 7 of the slide die obliquely moves on the curved surface along the groove 9 engraved on the slide plate having the curved surface part attached to the fixed-side die. The slide die is pulled out by rotating in accordance with the movement. The curved surface portion of the slide plate is set in accordance with the curved surface of the blade surface. However, depending on the shape of the overlapping surface of the blade portion, it may be a simple columnar or cylindrical part. Although the slide die moving means is not shown, a method of manually pulling out individual slide die main parts, preferably, the slide die is integrated by an interlocking structure, and each slide die retreats. The structure can be pulled out.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明によれば、オーバーラップしたブ
レードを有するインペラの均質で安定したワックス模型
を製造する上で生産能率を飛躍的に改善することがで
き、ロストワックス精密鋳造法によるインペラの製造に
とって欠くことのできない技術となる。According to the present invention, the production efficiency can be remarkably improved in producing a uniform and stable wax model of an impeller having overlapping blades, and the impeller by the lost wax precision casting method can be produced. This is an indispensable technology for manufacturing.
【図1】インペラのワックス模型の全体を示す正面図で
ある。FIG. 1 is a front view showing the entire wax model of an impeller.
【図2】射出成形用金型全体の矢視図をである。FIG. 2 is an arrow view of the entire injection molding die.
【図3】固定金型5およびスライド金型の要部7(明確
化のため1個のみ示している)の矢視図である。FIG. 3 is an arrow view of a fixed mold 5 and a main part 7 (only one is shown for clarity) of a slide mold.
【図4】固定側金型に取り付けられている曲面部を有す
るスライド板の状態を示す拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a state of a slide plate having a curved surface portion attached to a fixed mold.
【図5】スライド金型の要部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the slide mold.
インペラ ボス部 ブレード 可動側金型 固定側金型 スライド金型 スライド金型要部 スライド板 スライド板溝 曲面部 突起 ブレード面 Impeller Boss Blade Movable mold Fixed mold Mold slide mold Slide mold main part Slide plate Slide plate groove Curved surface
Claims (3)
枚のブレードを有するロストワックス精密鋳造法で製造
するインペラのワックス模型を成形する射出成形用金型
において、製品軸方向に開閉自在な固定側金型および可
動側金型と、隣接する前記ブレードの間にそれぞれ配置
され、型絞め時には相互に環状に配置される形状により
インペラのブレードキャビティを形成するスライド金型
を具備し、該スライド金型は放射方向に移動自在かつ、
前記放射方向軸線に対して回動可能で型開き時に回転後
退手段を有するものであって、スライド金型と前記固定
側金型および前記可動側金型とによって、ワックス模型
を成形することを特徴とする射出成形用金型。1. An injection mold for molding a wax model of an impeller manufactured by a lost wax precision casting method having a plurality of blades radially arranged with respect to a product axis, the mold being capable of being opened and closed in the product axis direction. A slide mold that is disposed between the fixed mold and the movable mold and the adjacent blade, and that forms a blade cavity of the impeller by a shape that is arranged in an annular shape when the mold is pressed; The mold is movable in the radial direction,
It is rotatable with respect to the radial direction axis and has retreat means for rotating when the mold is opened, and a wax model is formed by a slide mold, the fixed mold and the movable mold. Mold for injection molding.
面を有するスライド金型と、前記スライド面と嵌め合い
摺動する案内で構成され、スライド金型は型締め位置か
ら製品軸に対して前記案内に沿って放射状に後退しつ
つ、スライド面の曲面に沿って回動するものであること
を特徴とする請求項1記載の射出成形用金型。2. The rotary retreat means comprises a slide mold having a curved slide surface, and a guide which is fitted and slid on the slide surface, and the slide mold is moved from a mold clamping position to a product shaft. 2. The injection molding die according to claim 1, wherein the die revolves radially along the guide and rotates along the curved surface of the slide surface.
面状のスライド面に配設した突起形状が前記嵌め合い摺
動する案内上に放射方向軸線に対して斜めに配設した溝
に沿ってスライドする構造により設定されていることを
特徴とする請求項1および2に記載の射出成形用金型。3. The rotating means includes a groove formed on a curved slide surface of the slide die, the protrusion being disposed obliquely with respect to a radial axis on the guide for fitting and sliding. The injection mold according to claim 1, wherein the mold is set by a structure that slides along the mold.
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