JP2005095943A - Die casting apparatus and casting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイカスト装置に係り、特に、金型キャビティ内の気体を金属溶湯を射出、充填する前に排気し、減圧下で鋳造する真空ダイカスト法を用いたダイカスト装置に関する。 The present invention relates to a die casting apparatus, and more particularly, to a die casting apparatus using a vacuum die casting method in which a gas in a mold cavity is exhausted before being injected and filled with molten metal and cast under reduced pressure.
ダイカスト製品の品質のばらつきによる信頼性低下の原因の一つとして、ダイカスト製品へのガスの含有がある。すなわち、高速、高圧で射出、充填された溶湯は射出スリーブと金型のキャビティ内で乱流となり、空気や気化した金型に塗布された離型剤等を巻き込む。
上記のような問題を克服するため、真空ダイカスト法によるダイカストマシンを用いて鋳造することによって、ダイカスト製品へのガスの含有を抑制し、ダイカスト製品のガスの含有による品質のばらつきを低減する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいては、高い強度、品質の製品を鋳造するためには、金型内をより高真空化でき、減圧状態を維持できることが求められている。金型内が高真空化されていないと、鋳造された製品にガスが含有し、鋳造後の焼きなまし等の熱処理を製品に施した際に、製品に歪みや変形が生じやすく、真空ダイカスト法による十分な効果を得ることが難しいからである。
In order to overcome the above problems, there is a technology that suppresses the gas content in the die-cast product by casting using a die-casting machine by a vacuum die casting method, and reduces the quality variation due to the gas content of the die-cast product. It is known (for example, refer to Patent Document 1).
In a die casting machine using a vacuum die casting method, in order to cast a product with high strength and quality, it is required that the inside of a mold can be further evacuated and a reduced pressure state can be maintained. If the inside of the mold is not evacuated, gas will be contained in the cast product, and when the product is subjected to heat treatment such as annealing after casting, the product is likely to be distorted and deformed. This is because it is difficult to obtain a sufficient effect.
ところで、真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいて、鋳造サイクルを短くするには、金型内の減圧に要する時間を短縮する必要がある。
金型内の減圧に要する時間を短縮するには、予め所定圧力まで減圧した真空タンクを金型に接続し、バルブの開閉により金型内の減圧を行う方法が考えられる。
しかしながら、上記の方法では、金型内の圧力と真空タンク内の圧力が均衡してくると、減圧速度が低下する。このため、金型内を所定圧力まで減圧するのに長時間を要するという不利益が存在した。
また、金型内の圧力と真空タンク内の圧力が均衡すると、均衡した圧力よりも低い圧力が必要な場合には、真空ポンプ等で金型内の圧力を均衡した圧力よりもさらに低い圧力に減圧する必要があり、減圧するのにさらに長時間を要する。
By the way, in a die casting machine using the vacuum die casting method, in order to shorten the casting cycle, it is necessary to shorten the time required for decompression in the mold.
In order to shorten the time required for depressurization in the mold, it is conceivable to connect a vacuum tank depressurized to a predetermined pressure in advance to the mold and depressurize the mold by opening and closing the valve.
However, in the above method, when the pressure in the mold and the pressure in the vacuum tank are balanced, the decompression speed is reduced. For this reason, there is a disadvantage that it takes a long time to reduce the pressure in the mold to a predetermined pressure.
In addition, when the pressure in the mold and the pressure in the vacuum tank are balanced, if a pressure lower than the balanced pressure is required, the pressure in the mold is lowered to a pressure lower than the balanced pressure by a vacuum pump or the like. It is necessary to reduce the pressure, and it takes a longer time to reduce the pressure.
本発明は、上述の従来の課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、キャビティ内を減圧して金属溶湯を射出、充填する際に、減圧に要する時間を短縮でき、かつ、より低い圧力まで減圧することができるダイカスト装置および鋳造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to reduce the time required for pressure reduction when injecting and filling a molten metal by reducing the pressure inside the cavity, and An object of the present invention is to provide a die casting apparatus and a casting method capable of reducing pressure to a lower pressure.
本発明のダイカスト装置は、金型に形成されるキャビティ内を排気して減圧し、減圧された前記キャビティ内に金属溶湯を射出、充填して鋳造品を成形するダイカスト装置であって、前記キャビティを含む減圧される閉空間に接続され、予め減圧された複数の真空タンクと、前記複数の真空タンクと前記閉空間との接続経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段とを有し、前記閉空間を前記複数の真空タンクの一部を使用して減圧したのち、当該一部の真空タンクと前記閉空間との接続経路を閉じるとともに、他の真空タンクと減圧された前記閉空間との接続経路を開いて追加的に減圧する。 The die casting apparatus of the present invention is a die casting apparatus for forming a cast product by evacuating and depressurizing a cavity formed in a mold, and injecting and filling a molten metal into the decompressed cavity. A plurality of vacuum tanks connected to a decompressed closed space and pre-depressed, and a plurality of opening / closing means for opening and closing connection paths between the plurality of vacuum tanks and the closed space, respectively, And reducing the pressure using a part of the plurality of vacuum tanks, then closing the connection path between the some vacuum tanks and the closed space, and connecting the other vacuum tanks and the reduced space with the closed space. Open and depressurize additionally.
前記複数の真空タンクは、金型に設けられた排気路に接続され、前記キャビティを含む閉空間を減圧するメイン真空タンクと、前記排気路以外の前記閉空間の空気の漏洩経路に接続され、前記キャビティを含む閉空間を補助的に減圧する第1および第2の補助真空タンクとを有し、前記メイン真空タンクおよび前記第1の補助真空タンクを使用して前記閉空間を減圧したのち、前記第2の補助真空タンクを使用して追加的に減圧する構成を採用することも可能である。 The plurality of vacuum tanks are connected to an exhaust passage provided in a mold, and connected to a main vacuum tank that depressurizes a closed space including the cavity, and an air leakage path of the closed space other than the exhaust passage, First and second auxiliary vacuum tanks for auxiliary decompression of the closed space including the cavity, and after depressurizing the closed space using the main vacuum tank and the first auxiliary vacuum tank, It is also possible to employ a configuration in which the pressure is additionally reduced using the second auxiliary vacuum tank.
本発明の鋳造方法は、金型に形成されるキャビティ内を排気して減圧し、減圧された前記キャビティ内に金属溶湯を射出、充填して鋳造品を成形する鋳造方法であって、前記キャビティを含む減圧される閉空間に接続され、予め減圧された複数の真空タンクの一部を使用して減圧する工程と、減圧された前記閉空間を前記複数の真空タンクの他の真空タンクにより追加的に減圧する工程と、前記他の真空タンクにより減圧された前記キャビティへ金属溶湯を射出、充填する工程とを有する。 The casting method of the present invention is a casting method in which the inside of a cavity formed in a mold is evacuated and decompressed, and a molten metal is injected into and filled in the decompressed cavity to form a cast product. A step of reducing pressure using a part of a plurality of vacuum tanks previously reduced in pressure connected to a closed space to be reduced, and adding the reduced closed space by another vacuum tank of the plurality of vacuum tanks And a step of injecting and filling molten metal into the cavity reduced in pressure by the other vacuum tank.
本発明では、複数の真空タンクの一部を使用してまず減圧を開始する。この一部の真空タンクで減圧し、キャビティ内の圧力が真空タンクの圧力と均衡してくると、減圧速度が低下してくる。ここで、一部の真空タンクに代えて、他の真空タンクを使用して減圧すると、キャビティ(一部の真空タンク)と他の真空タンクとの間に存在する圧力差によりキャビティのさらなる減圧が行なわれ、キャビティ内をより低い圧力まで減圧することができる。 In the present invention, decompression is first started using a part of a plurality of vacuum tanks. When the pressure in the vacuum tank is reduced and the pressure in the cavity is balanced with the pressure in the vacuum tank, the pressure reduction speed decreases. Here, if the pressure is reduced using another vacuum tank instead of some vacuum tanks, the pressure reduction between the cavities (some vacuum tanks) and other vacuum tanks may cause further pressure reduction of the cavities. This can be done to reduce the pressure in the cavity to a lower pressure.
本発明によれば、キャビティ内の減圧に要する時間を短縮でき、かつ、より低い圧力まで減圧することができる。 According to the present invention, the time required for decompressing the cavity can be shortened, and the pressure can be decompressed to a lower pressure.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第1実施形態
図1は、本発明の一実施形態に係るダイカスト装置の金型周辺の構造を示す断面図である。
ダイカスト装置1は、固定金型2、移動金型3、射出装置10、コントローラ装置30、真空タンクTA,TB、シャットオフバルブ60等を有する。
なお、固定金型2および移動金型3は本願発明の金型の一実施態様であり、射出装置10は本発明の射出装置の一実施態様である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure around a mold of a die casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
The die casting apparatus 1 includes a
The fixed
固定金型2は、複数の部材2a、2bから構成されている。この固定金型2は、図示しない型締装置の固定ダイプレートに固定されている。固定金型2は、後述する射出装置10の射出スリーブ16が固定されている。
The fixed
移動金型3は、複数の部材3a、3bから構成されている。この移動金型3には、シャットオフバルブ60が一体的に設けられている。
また、移動金型3には、複数の押出ピン65が移動可能に設けられている。
The moving mold 3 is composed of a plurality of
In addition, the movable mold 3 is provided with a plurality of
図1に示す固定金型2および移動金型3は型締状態にある。固定金型2は図示しない型締装置の固定ダイプレートに固定されており、移動金型3は図示しない型締装置の移動ダイプレートに固定されている。たとえば、トグル機構等により移動ダイプレートが固定ダイプレートに向けて所定の力で押圧されることにより、固定金型2と移動金型3とが型締される。
The fixed
固定金型2の分割面2fと移動金型3の分割面3fとの間には、鋳造品を鋳造するためのキャビティCが形成されている。
固定金型2の分割面2fと移動金型3の分割面3fとの間には、分割面2fと分割面3fとの間をシールするシール部材SLが設けられている。このシール部材SLは、たとえば、シリコンゴム製である。
A cavity C for casting a cast product is formed between the dividing
Between the dividing
移動金型3には、シャットオフバルブ60が設けられている。シャットオフバルブ60は本発明の開閉バルブの一実施態様である。
シャットオフバルブ60は、電磁アクチュエータ61と、弁体62と、弁軸63と、弁座部材64とを有する。
The moving mold 3 is provided with a
The shut-off
弁座部材64は、貫通孔64aを有する円筒状部材であり、移動金型3に埋め込まれている。弁座部材64と移動金型3の部材3bとの間には、シール部材SLが設けられている。弁座部材64は、弁座面64fが移動金型3の分割面3fに一致する位置に配置されている。
移動金型3および弁座部材64には、弁座部材64の貫通孔64aに連通する排気路52が形成されている。この排気路52に排気管51が接続されており、この排気管51には、複数の真空タンクTA,TBが開閉バルブ70A,70Bを介して接続されている。
The
An
弁軸63は、弁座部材64の貫通孔64aに挿入されており、電磁アクチュエータ61によって図1に矢印で示す直動方向に駆動される。
固定金型2と移動金型3との間には、弁軸63の先端部に設けられた弁体62のが移動できる空間Spが形成されている。この空間SpはキャビティCと連通している。したがって、キャビティCは、空間Sp、弁座部材64の貫通孔64aおよび排気路52を通じて、排気管51と連通している。
The valve shaft 63 is inserted into the
Between the fixed
弁軸63の先端部に設けられた弁体62は、弁座部材64側に駆動されることにより、弁座部材64の弁座面64fに当接する。これにより、キャビティCと排気管51を結ぶ排気経路が閉じられる。弁体62は、固定金型2側に駆動されることにより、キャビティCと排気管51を結ぶ排気経路が開放される。
電磁アクチュエータ61は、コントローラ30から制御指令30scを受けて駆動される。
The
The
射出装置10は、射出スリーブ16と、プランジャロッド14およびプランジャチップ15からなる射出プランジャ17と、油圧シリンダ11とを備えている。
射出スリーブ16は、円筒状の部材からなり、固定金型2に固定され、上記したキャビティCと連通している。射出スリーブ16の後端部側には、金属溶湯を供給する供給口16hが形成されている。
The
The
プランジャチップ15は、プランジャロッド14の一端に固定されており、射出スリーブ16の内周に嵌合している。このプランジャチップ15が供給口16hより前方に移動することにより、射出スリーブ16は外部に対して閉塞される。
プランジャロッド14は、他端が油圧シリンダ11のピストンロッド12にカップリング13を介して接続されている。
油圧シリンダ11は、所定圧力の作動油によって駆動され、ピストンロッド12を伸縮する。
The
The other end of the
The
プランジャロッド14に対しては、位置検出センサ35が設けられている。
プランジャロッド14の外周には、軸方向に対し一定ピッチで磁極が形成されている。位置検出センサ35は、たとえば、移動するプランジャロッド14の磁極の変化を検出し、この磁極の変化をパルス信号に変換して出力する。位置検出センサ35は、検出信号35sをコントローラ30へ出力する。コントローラ30では、パルス信号からなる検出信号35に基づいて、射出プランジャ17の位置や速度が算出される。
A
Magnetic poles are formed on the outer periphery of the
真空タンクTAは、排気管51に開閉バルブ70Aを介して接続されている。この真空タンクTAは、排気管51を通じて、移動金型3と固定金型2との間に形成されるキャビティCを含む閉空間内を排気する。
真空タンクTAは、真空ポンプ50によって、予め所定の圧力まで減圧されている。
The vacuum tank TA is connected to the
The vacuum tank TA is depressurized to a predetermined pressure by the vacuum pump 50 in advance.
真空タンクTBは、排気管51に開閉バルブ70Aを介して接続されている。この真空タンクTBは、真空タンクTAと同様に、排気管51を通じて、移動金型3と固定金型2との間に形成されるキャビティCを含む閉空間内を排気する。真空タンクTBは、真空ポンプ50によって、予め所定の圧力まで減圧されている。
The vacuum tank TB is connected to the
開閉バルブ70Aは、真空タンクTAと排気管51との間の経路を開閉する。この開閉バルブ70Aは、コントローラ30からの制御信号30saにより開閉する。
開閉バルブ70Bは、真空タンクTBと排気管51との間の経路を開閉する。この開閉バルブ70Bは、コントローラ30からの制御信号30sbにより開閉する。
The on-off
The on-off
コントローラ30は、ダイカスト装置1を総合的に制御し、射出装置10、シャットオフバルブ60、開閉バルブ70A,70B、型締装置、給湯装置等を制御する。なお、コントローラ30による射出装置10、シャットオフバルブ60、開閉バルブ70A,70B等の制御手順については後述する。
The
次に、上記構成のダイカスト装置1の動作の一例について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。
鋳造を開始する時点において、プランジャチップ15は、スリーブ16の供給口16hを開放する初期位置P1 に位置する。
この状態においては、キャビティCは密閉されておらず、キャビティC内の圧力は大気圧に等しい。
一方、真空タンクTA,TBは、図3(a)に示すように、大気圧を0kPaとしたときに、たとえば、−100kPaに減圧されており、開閉バルブ70A,70Bは共に閉じられている。
Next, an example of operation | movement of the die-cast apparatus 1 of the said structure is demonstrated with reference to the flowchart shown in FIG.
In the time of starting the casting, the
In this state, the cavity C is not sealed, and the pressure in the cavity C is equal to the atmospheric pressure.
On the other hand, as shown in FIG. 3A, the vacuum tanks TA and TB are depressurized to, for example, −100 kPa when the atmospheric pressure is set to 0 kPa, and both the opening and
プランジャチップ15が初期位置P1 に位置する状態において、コントローラ30は図示しない給湯装置へ指令を出力する。これにより、たとえば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属を溶解した金属溶湯がスリーブ16の供給口16hを通じて供給される(ステップS1)。
In a state where the
所定量の金属溶湯のスリーブ16への供給が完了したのち、コントローラ30は射出装置10を駆動し、プランジャチップ15を低速で前進させる(ステップS2)。
After the supply of the predetermined amount of molten metal to the
コントローラ30は、位置検出センサ35の検出信号35sに基づいて、プランジャチップ15がスリーブ16の供給口16hを閉塞する位置P2 へ到達したかを判断する(ステップS3)。
プランジャチップ15がスリーブ16の供給口16hを閉塞する位置P2 へ到達すると、スリーブ16およびキャビティCで構成される閉空間は密閉される。
コントローラ30は、プランジャチップ15が位置P2 へ到達したと判断したところで、シャットオフバルブ60および開閉バルブ70Aを開く(ステップS4)。
開閉バルブ70Aを開いた時点をTsとすると、キャビティC内の圧力は、図4に示すように、時点Tsから急激に減少を開始する。
キャビティC内の圧力の減圧速度は、時間の経過とともに低下していき、キャビティC内の圧力と真空タンクTA内の圧力とが均衡する。
図3(b)に示すように、キャビティC内の圧力と真空タンクTA内の圧力とが均衡した状態では、真空タンクTAの圧力は初期状態よりも上昇する。このため、キャビティC内を真空タンクTAの初期圧力(−100kPa)まで減圧することはできない。
The
When the
Assuming that the time when the opening /
The pressure reduction rate of the pressure in the cavity C decreases with time, and the pressure in the cavity C and the pressure in the vacuum tank TA are balanced.
As shown in FIG. 3B, in a state where the pressure in the cavity C and the pressure in the vacuum tank TA are balanced, the pressure in the vacuum tank TA rises from the initial state. For this reason, the inside of the cavity C cannot be reduced to the initial pressure (−100 kPa) of the vacuum tank TA.
コントローラ30は、真空タンクTAを真空タンクTBに切り換える切換タイミングTcかどうかを判断する(ステップS5)。この切換タイミングTcは、たとえば、減圧速度が所定の値よりも低下する時点、キャビティC内の圧力と真空タンクTA内の圧力とが略均衡する時点等に基づいて決められる。また、キャビティC内の圧力をモニターしておき、この圧力が所定の圧力、たとえば、−90kPaまで減圧された時点を切換タイミングTcとすることができる。あるいは、キャビティC内の圧力が所定圧力に低下する時点におけるプランジャチップ15の位置を予め求めておき、プランジャチップ15がこの位置に到達した時点を切換タイミングTcとすることができる。
The
コントローラ30は、切換タイミングTcに達したと判断すると、開閉バルブ70Aを閉じ、開閉バルブ70Bを開く(ステップS6)。これにより、真空タンクTAはキャビティCから切り離され、真空タンクTBがキャビティCに接続される。
真空タンクTBがキャビティCに接続されると、キャビティC内の圧力と真空タンクTB内の圧力との間には差があり、真空タンクTB内の圧力のほうが低い。このため、図4に示すように、真空タンクTAから真空タンクTBへ切り換えた時点からキャビティC内の圧力は再び急速に低下する。
When determining that the switching timing Tc has been reached, the
When the vacuum tank TB is connected to the cavity C, there is a difference between the pressure in the cavity C and the pressure in the vacuum tank TB, and the pressure in the vacuum tank TB is lower. For this reason, as shown in FIG. 4, the pressure in the cavity C rapidly decreases again from the time when the vacuum tank TA is switched to the vacuum tank TB.
図3(c)に示すように、真空タンクTBとキャビティCの圧力が均衡すると、キャビティC内は真空タンクTAによってすでに減圧されているので、真空タンクTBの圧力の上昇はわずかであり、キャビティCの圧力をほぼ真空タンクTBの初期圧力(−100kPa)まで減圧することができる。 As shown in FIG. 3C, when the pressures in the vacuum tank TB and the cavity C are balanced, the pressure in the vacuum tank TB is slightly increased because the inside of the cavity C has already been depressurized by the vacuum tank TA. The pressure of C can be reduced to the initial pressure (−100 kPa) of the vacuum tank TB.
次いで、コントローラ30は、プランジャチップ15がシャットオフバルブ60を閉じる閉位置P3 へ到達したかを判断する(ステップS7)。これは、プランジャチップ15の前進速度が高速に切り換わる前に、シャットオフバルブ60を確実に閉じてシャットオフバルブ60内への金属溶湯の侵入を防ぐためである。
コントローラ30は、閉位置P3 へ到達したと判断すると、シャットオフバルブ60を閉じる(ステップS8)。
Next, the
The
次いで、コントローラ30は、プランジャチップ15が高速切換位置P4 へ到達したかを判断する(ステップS9)。高速切換位置P4 へ到達したと判断した場合には、プランジャチップ15の前進速度を高速に切り換える(ステップS10)。これにより、スリーブ16内の金属溶湯が急速に減圧されたキャビティC内へ射出、充填される。
Then, the
次いで、コントローラ30は、プランジャチップ15が増圧切換位置P5 へ到達したかを判断する(ステップS9)。増圧切換位置P5 へ到達したと判断した場合には、射出装置10を速度制御から圧力制御へ切り換え、プランジャチップ15による鋳造圧力を上昇させる(ステップS11)。
コントローラ30は、射出、充填工程が完了したかを判断し(ステップS12)、完了と判断すると、開閉バルブ70Bを閉じる。
これにより真空タンクTA,TBは排気管51から切り離される。真空タンクTA,TB内は、次の鋳造サイクルに備えて、真空ポンプ50により再び所定圧力まで減圧される。その後、型開き、製品の押出し等の工程を経て、上記したステップが再び繰り返される。
Then, the
The
Thereby, the vacuum tanks TA and TB are separated from the
本実施形態によれば、予め所定圧力に減圧された複数の真空タンクTA,TBを用意し、真空タンクTAによりキャビティC内を減圧し、両者の圧力が均衡したところで真空タンクTBに切り換え、真空タンクTAを切り離すことにより、均衡状態からさらに減圧することが可能となる。
また、真空タンクTAから真空タンクTBへ切り換え、真空タンクTAを切り離すことにより、真空タンクTAと真空タンクTBとを同時に使用する(開閉バルブ70A,70Bを同時に開く)場合よりも、キャビティC内をさらに低い圧力まで減圧することができる。
なお、本実施形態では、真空タンクTA,TBを用いた場合について説明したが、さらに多くに真空タンクを用いることが可能である。
According to the present embodiment, a plurality of vacuum tanks TA and TB that have been previously depressurized to a predetermined pressure are prepared, the inside of the cavity C is depressurized by the vacuum tank TA, and when both pressures are balanced, the vacuum tank TB is switched to a vacuum tank. By separating the tank TA, it is possible to further reduce the pressure from the equilibrium state.
In addition, by switching from the vacuum tank TA to the vacuum tank TB and disconnecting the vacuum tank TA, the inside of the cavity C can be obtained more than when the vacuum tank TA and the vacuum tank TB are used simultaneously (opening the on-off
In the present embodiment, the case where the vacuum tanks TA and TB are used has been described. However, it is possible to use more vacuum tanks.
第2実施形態
図5は、本発明の他の実施形態に係るダイカスト装置の金型周辺の構造を示す断面図である。なお、図5において、第1の実施形態に係るダイカスト装置1と同一構成部分については同一の符号を使用している。
Second Embodiment FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure around a mold of a die casting apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals are used for the same components as those of the die casting apparatus 1 according to the first embodiment.
上記した固定金型2および移動金型3の間は、シール部材SLによりシールされているが、減圧時にこのシール部材SLによって完全に密封できるわけではなく、シール部材SLと金型の隙間から空気が漏洩して減圧した閉空間に空気が侵入する可能性がある。
また、固定金型2や移動金型3は複数の部材の組み合わせで構成されているため、部材間の寸法誤差やがたつきにより、部材間を通じて空気が減圧された閉空間へ侵入する可能性がある。
さらに、プランジャチップ15とスリーブ16とは嵌合しているが、プランジャチップ15とスリーブ16との間から空気が減圧された閉空間へ侵入する可能性がある。
隙間から、キャビティ内へ空気が侵入すると、高い真空度が得られない。
The space between the fixed
In addition, since the fixed
Furthermore, although the
If air enters the cavity from the gap, a high degree of vacuum cannot be obtained.
本実施形態では、図5に示すように、固定金型2の部材2a,2bの間および移動金型3の部材3a,3bの間に排気管150,151を接続している。固定金型2の部材2a,2bの間や移動金型3の部材3a,3bの間に隙間があると、この隙間が空気の流れる経路となる。したがって、シャットオフバルブ60の開閉する排気管51からだけでなく、部材2a,2bの間や部材3a,3bの間の隙間からも排気を補助的に行う。
さらに、プランジャチップ15に排気路15hを形成し、プランジャチップ15とスリーブ16との間に形成される隙間からも排気を補助的に行う。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, exhaust pipes 150 and 151 are connected between the
Further, an exhaust passage 15 h is formed in the
図5に示すように、排気管51は、開閉バルブ170Mを介してメインタンクMTに接続されている。
また、排気管150,151およびプランジャチップ15の排気路15hは、開閉バルブ170Aを介してサブタンクSTAに接続されている。
さらに、排気管150,151およびプランジャチップ15の排気路15hは、開閉バルブ170Bを介してサブタンクSTBに接続されている。
メインタンクMTおよびサブタンクSTA,STBは、それぞれ真空ポンプ50により予め所定の圧力、たとえば、−100kPaに減圧されている。
なお、メインタンクMTは、本発明のメイン真空タンクの一実施態様であり、サブタンクSTAは本発明の第1の補助真空タンクの一実施態様であり、サブタンクSTBは本発明の第2の補助真空タンクの一実施態様である。
As shown in FIG. 5, the
Further, the exhaust pipes 150 and 151 and the exhaust passage 15h of the
Further, the exhaust pipes 150 and 151 and the exhaust passage 15h of the
The main tank MT and the sub tanks STA and STB are previously depressurized by a vacuum pump 50 to a predetermined pressure, for example, −100 kPa.
The main tank MT is an embodiment of the main vacuum tank of the present invention, the sub tank STA is an embodiment of the first auxiliary vacuum tank of the present invention, and the sub tank STB is the second auxiliary vacuum of the present invention. It is one embodiment of a tank.
開閉バルブ170M、170A,170Bは、コントローラ30からの指令30sM,30sA,30sBによって開閉する。
The opening / closing valves 170M, 170A, 170B are opened / closed by commands 30sM, 30sA, 30sB from the
排気管51は、キャビティCへ直接接続され、流路の断面積は比較的広いため、メインタンクMTによって減圧が急速に行われるが、サブタンクSTA,STBによる減圧は、流路の断面積が非常に小さいため急速には行われない。
Since the
次に、上記構成のダイカスト装置101の動作の一例について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。
鋳造を開始する時点において、プランジャチップ15は、スリーブ16の供給口16hを開放する初期位置P1 に位置する。この状態においては、キャビティCは減圧されておらず、キャビティC内の圧力は大気圧に等しい。また、メインタンクMTの開閉バルブ170Mは開かれ、金型側のシャットオフバルブ60は閉じられているものとする。
Next, an example of the operation of the die casting apparatus 101 having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the time of starting the casting, the
プランジャチップ15が初期位置P1 に位置する状態において、コントローラ30は図示しない給湯装置へ指令を出力する。これにより、たとえば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属を溶解した金属溶湯がスリーブ16の供給口16hを通じて供給される(ステップS21)。
In a state where the
所定量の金属溶湯のスリーブ16への供給が完了したのち、コントローラ30は射出装置10を駆動し、プランジャチップ15を低速で前進させる(ステップS22)。
After the supply of the predetermined amount of molten metal to the
コントローラ30は、位置検出センサ35の検出信号35sに基づいて、プランジャチップ15がスリーブ16の供給口16hを閉塞する位置P2 へ到達したかを判断する(ステップS23)。
プランジャチップ15がスリーブ16の供給口16hを閉塞する位置P2 へ到達すると、スリーブ16およびキャビティCで構成される閉空間は密閉される。 コントローラ30は、プランジャチップ15が位置P2 へ到達したと判断したところで、サブタンクSTAの開閉バルブ170Aを開く(ステップS24)。これにより、サブタンクSTAによるキャビティCの補助的な減圧が開始される。
The
When the
次いで、コントローラ30は、シャットオフバルブ60を開く(ステップS25)。シャットオフバルブ60を開くと、メインタンクMTによるキャビティCの減圧が開始される。
Next, the
ここで、図7にキャビティC内の圧力の変化の一例を示す。
サブタンクSTAの開閉バルブ170Aを開いた時点Tssでは、キャビティC内の圧力はそれほど変化しないが、シャットオフバルブ60を開いた時点TmsからキャビティC内の圧力は急速に低下する。
なお、サブタンクSTAの開閉バルブ170Aを開くタイミングを、シャットオフバルブ60を開くタイミングの直前としたが、同時としてもよい。
Here, FIG. 7 shows an example of a change in pressure in the cavity C. FIG.
At the time Tss when the opening / closing valve 170A of the sub tank STA is opened, the pressure in the cavity C does not change so much, but the pressure in the cavity C rapidly decreases from the time Tms when the shut-off
The timing for opening the opening / closing valve 170A of the sub-tank STA is set to be just before the timing for opening the shut-off
次いで、コントローラ30は、プランジャチップ15がシャットオフバルブ60を閉じる閉位置P3 へ到達したかを判断する(ステップS26)。これは、プランジャチップ15の前進速度が高速に切り換わる前に、シャットオフバルブ60を確実に閉じてシャットオフバルブ60内への金属溶湯の侵入を防ぐためである。
コントローラ30は、閉位置P3 へ到達したと判断すると、シャットオフバルブ60を閉じる(ステップS27)。これにより、メインタンクMTによるキャビティC内の減圧が終了する。
シャットオフバルブ60を閉じる閉位置P3 は、スリーブ16内の金属溶湯が減圧されたキャビティC内へ吸い込まれることがない位置に設定される。
Next, the
The
Closed position P 3 for closing the shut-off
コントローラ30は、シャットオフバルブ60を閉じた直後に、サブタンクSTBの開閉バルブ170Bを開き、サブタンクSTAの開閉バルブ170Aを閉じる(ステップS28)。これにより、キャビティC内の補助的な減圧を行うサブタンクがサブタンクSTAからサブタンクSTBへ切り換わる。
なお、図7に示す開閉バルブ170Bを開き開閉バルブ170Aを閉じるタイミングTcは、シャットオフバルブ60を閉じるタイミングTmeの直前としてもよい。
Immediately after closing the
Note that the timing Tc for opening the on-off valve 170B and closing the on-off valve 170A shown in FIG. 7 may be immediately before the timing Tme for closing the shut-off
ここで、キャビティC内の補助的な減圧を行うサブタンクがサブタンクSTAからサブタンクSTBへ切り換える理由について説明する。
本実施形態では、メインタンクMTにより減圧されたキャビティC内の圧力が空気の漏れにより上昇するのを防ぐためにサブタンクSTAにより補助的に減圧をしている。
しかしながら、サブタンクSTAは、メインタンクMTと略同時に使用を開始されるため、シャットオフバルブ60を閉じた時点Tmeにおいて、サブタンクSTAの圧力も上昇している。シャットオフバルブ60を閉じた時点Tmeにおいて、サブタンクSTAの圧力とキャビティC内の圧力との差が小さいと、シャットオフバルブ60を閉じた時点Tme以降において、減圧されなくなってしまう。
たとえば、図8に示すように、サブタンクSTAのみを使用した場合には、シャットオフバルブ60を閉じた時点Tme以降において、圧力が減少せず、プランジャチップ15の前進に伴ってキャビティCを含む閉空間の容積が減少することにより逆に圧力が増加することもありうる。
Here, the reason why the sub tank that performs auxiliary pressure reduction in the cavity C is switched from the sub tank STA to the sub tank STB will be described.
In the present embodiment, the pressure in the cavity C decompressed by the main tank MT is supplementarily decompressed by the sub tank STA in order to prevent the pressure from rising due to air leakage.
However, since the sub-tank STA is started to be used almost simultaneously with the main tank MT, the pressure of the sub-tank STA is also increased at the time Tme when the
For example, as shown in FIG. 8, when only the sub-tank STA is used, the pressure does not decrease after the time Tme when the shut-off
このため、本実施形態では、使用済のサブタンクSTAから未使用のサブタンクSTBへ切り換えると、サブタンクSTBの圧力とキャビティC内の圧力との差は大きいため、減圧が継続して行われる。
たとえば、サブタンクSTAからサブタンクSTBへ切り換えることにより、図7に示すように、シャットオフバルブ60を閉じた時点Tme以降においても減圧される。
For this reason, in the present embodiment, when the used sub tank STA is switched to the unused sub tank STB, the difference between the pressure in the sub tank STB and the pressure in the cavity C is large, and therefore the pressure reduction is continuously performed.
For example, by switching from the sub tank STA to the sub tank STB, the pressure is reduced even after the time Tme when the
また、メインタンクMTにより所望の圧力まで減圧すると、上記したように、スリーブ16内の金属溶湯がキャビティC内に吸い込まれ、これが不良品の原因となる。
したがって、シャットオフバルブ60を閉じる時点では、スリーブ16内の金属溶湯がキャビティC内に吸い込まれない圧力まで減圧する必要があり、シャットオフバルブ60を閉じた以降さらに所定圧力まで減圧する必要がある。
このとき、サブタンクSTAの圧力とキャビティC内の圧力との差が小さいと、シャットオフバルブ60を閉じた時点Tme以降において、減圧されないため、使用済のサブタンクSTAから未使用のサブタンクSTBへ切り換える。
サブタンクSTBによる減圧は、急激に行われないため、スリーブ16内の金属溶湯がキャビティC内に吸い込まれることがない。
Further, when the pressure is reduced to a desired pressure by the main tank MT, as described above, the molten metal in the
Therefore, when the shut-off
At this time, if the difference between the pressure in the sub-tank STA and the pressure in the cavity C is small, the pressure is not reduced after the time Tme when the
Since the decompression by the sub tank STB is not performed rapidly, the molten metal in the
次いで、コントローラ30は、プランジャチップ15が高速切換位置P4 へ到達したかを判断する(ステップS29)。高速切換位置P4 へ到達したと判断した場合には、プランジャチップ15の前進速度を高速に切り換える(ステップS30)。これにより、スリーブ16内の金属溶湯が急速に減圧されたキャビティC内へ射出、充填される。
Then, the
次いで、コントローラ30は、プランジャチップ15が増圧切換位置P5 へ到達したかを判断する(ステップS31)。増圧切換位置P5 へ到達したと判断した場合には、射出装置10を速度制御から圧力制御へ切り換え、プランジャチップ15による鋳造圧力を上昇させる(ステップS32)。
コントローラ30は、射出、充填工程が完了したかを判断し(ステップS33)、完了と判断すると、開閉バルブ170Bを閉じる(ステップS34)。
これによりサブタンクSTBは切り離されれ、メインタンクMT、サブタンクSTA,STB内は、次の鋳造サイクルに備えて、真空ポンプ50により再び所定圧力まで減圧される。その後、型開き、製品の押出し等の工程を経て、上記したステップが再び繰り返される。
Next, the
The
Thereby, the sub tank STB is disconnected, and the main tank MT and the sub tanks STA, STB are decompressed to a predetermined pressure again by the vacuum pump 50 in preparation for the next casting cycle. Thereafter, the steps described above are repeated again through processes such as mold opening and product extrusion.
以上のように、本実施形態によれば、キャビティ内を減圧したときに空気が侵入しやすい経路からもサブタンクにより排気を行い、このサブタンクによりシャットオフバルブ60を閉じた以降のさらなる減圧を行うことにより、金属溶湯をキャビティC内へ射出、充填する前に金属溶湯がキャビティC内へ吸引されるのを防ぐことができる。すなわち、空気が侵入しやすい経路は、流路断面積が小さいため、急激な排気が行われないので、金属溶湯がキャビティC内へ吸引されることがない。
さらに、鋳造工程中にサブタンクを使用済のものから未使用のものに切り換えることにより、シャットオフバルブ60を閉じた以降の減圧を確実に行うことができる。
また、メインタンクと複数のサブタンクとを併用し、サブタンクを使用済のものから未使用のものに切り換えることにより、メインタンクと複数のサブタンクと同時に使用した場合にくらべてさらに高い真空度を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the subtank is also evacuated from the path through which air easily enters when the cavity is depressurized, and further depressurization after the
Further, by switching the sub tank from the used one to the unused one during the casting process, the pressure reduction after the shut-off
In addition, by using a main tank and multiple sub tanks in combination, and switching the sub tank from used to unused, it is possible to obtain a higher degree of vacuum than when using the main tank and multiple sub tanks at the same time. Can do.
なお、上述した実施形態における開閉バルブ70A,70Bや開閉バルブ170A,170Bはそれぞれ独立に制御される。したがって、開閉バルブ70A,170Aを閉じるタイミングに対して、開閉バルブ70B,170Bを開くタイミングは適宜自由に変更することができ、開閉バルブ70A,170Aを閉じる動作と開閉バルブ70B,170Bを開く動作とが重複していてもよい。
Note that the on-off
1,101…ダイカスト装置
10…射出装置
30…コントローラ
50…真空ポンプ
60…開閉バルブ
70A,70B…開閉バルブ
170A,170B…開閉バルブ
TA,TB…真空タンク
MT…メインタンク
STA,STB…サブタンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Die casting
Claims (7)
前記キャビティを含む減圧される閉空間に接続され、予め減圧された複数の真空タンクと、
前記複数の真空タンクと前記閉空間との接続経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段とを有し、
前記閉空間を前記複数の真空タンクの一部を使用して減圧したのち、当該一部の真空タンクと前記閉空間との接続経路を閉じるとともに、他の真空タンクと減圧された前記閉空間との接続経路を開いて追加的に減圧する
ダイカスト装置。 A die casting apparatus for exhausting the inside of a cavity formed in a mold and reducing the pressure, injecting and filling a molten metal into the reduced cavity, and molding a cast product,
A plurality of vacuum tanks connected to a depressurized closed space including the cavity and depressurized in advance;
A plurality of opening and closing means for opening and closing connection paths between the plurality of vacuum tanks and the closed space,
After depressurizing the closed space using a part of the plurality of vacuum tanks, the connection path between the partial vacuum tanks and the closed space is closed, and the other vacuum tanks and the closed space depressurized Die-casting device that opens the connection path of and additionally depressurizes.
前記キャビティを含む減圧される閉空間に接続され、予め減圧された複数の真空タンクと、
前記複数の真空タンクと前記閉空間との接続経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段とを有し、
前記閉空間を前記複数の真空タンクの一部を使用して減圧したのち、前記一部の真空タンクと前記閉空間との接続経路に設けられた開閉手段を閉じる動作と、前記他の真空タンクと減圧された前記閉空間との接続経路に設けられた開閉手段を開く動作とを重複して行い、追加的に減圧する
ダイカスト装置。 A die casting apparatus for exhausting the inside of a cavity formed in a mold and reducing the pressure, injecting and filling a molten metal into the reduced cavity, and molding a cast product,
A plurality of vacuum tanks connected to a depressurized closed space including the cavity and depressurized in advance;
A plurality of opening and closing means for opening and closing connection paths between the plurality of vacuum tanks and the closed space,
An operation of closing an opening / closing means provided in a connection path between the partial vacuum tank and the closed space after depressurizing the closed space using a part of the plurality of vacuum tanks; and the other vacuum tank And an operation of opening the opening / closing means provided in the connection path between the decompressed closed space and the decompressed closed space, and performing additional decompression.
前記排気路以外の前記閉空間の空気の漏洩経路に接続され、前記キャビティを含む閉空間を補助的に減圧する第1および第2の補助真空タンクとを有し、
前記メイン真空タンクおよび前記第1の補助真空タンクを使用して前記閉空間を減圧したのち、前記第2の補助真空タンクを使用して追加的に減圧する
請求項1または2に記載のダイカスト装置。 The plurality of vacuum tanks are connected to an exhaust passage provided in a mold, and a main vacuum tank that depressurizes a closed space including the cavity;
A first auxiliary vacuum tank and a second auxiliary vacuum tank connected to an air leakage path of the closed space other than the exhaust passage and for auxiliary decompression of the closed space including the cavity;
3. The die casting apparatus according to claim 1, wherein the closed space is depressurized using the main vacuum tank and the first auxiliary vacuum tank and then additionally depressurized using the second auxiliary vacuum tank. 4. .
請求項3に記載のダイカスト装置。 4. The die casting apparatus according to claim 3, wherein the first and second auxiliary vacuum tanks are connected to a plunger tip and / or the mold of an injection apparatus that injects and fills molten metal into the cavity.
請求項3または4に記載のダイカスト装置。 5. The die casting apparatus according to claim 3, wherein the molten metal is injected and filled into the cavity in a state in which the second auxiliary vacuum tank continues to be exhausted.
前記キャビティを含む減圧される閉空間に接続され、予め減圧された複数の真空タンクの一部を使用して減圧する工程と、
減圧された前記閉空間を前記複数の真空タンクの他の真空タンクにより追加的に減圧する工程と、
前記他の真空タンクにより減圧された前記キャビティへ金属溶湯を射出、充填する工程と
を有する鋳造方法。 It is a casting method in which the inside of a cavity formed in a mold is evacuated and decompressed, and a molten metal is injected and filled into the decompressed cavity, and a cast product is formed.
A step of reducing pressure using a part of a plurality of vacuum tanks connected to a closed space including the cavity and depressurized in advance;
A step of additionally depressurizing the decompressed closed space with another vacuum tank of the plurality of vacuum tanks;
And a step of injecting and filling molten metal into the cavity decompressed by the other vacuum tank.
前記メイン真空タンクおよび前記第1の補助タンクを使用して前記閉空間を減圧したのち、前記排気路に設けられたシャットオフバルブを閉じ、
前記第2の補助真空タンクを使用して前記閉空間を追加的に減圧する
請求項6に記載の鋳造方法。
The plurality of vacuum tanks include a main vacuum tank connected to an exhaust path provided in a mold, and first and second auxiliary vacuum tanks connected to an air leakage path in the closed space other than the exhaust path. And
After depressurizing the closed space using the main vacuum tank and the first auxiliary tank, a shutoff valve provided in the exhaust passage is closed,
The casting method according to claim 6, wherein the closed space is additionally depressurized using the second auxiliary vacuum tank.
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