JP2005329419A - Apparatus and method for forming metal with die casting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶解した成形素材を真空容器内で抜気して金型に圧入する金属ダイキャスト成型装置および成型方法に関する。 The present invention relates to a metal die-cast molding apparatus and a molding method in which a melted molding material is evacuated in a vacuum vessel and press-fitted into a mold.
金属ダイキャスト成型は、古くから知られた金属成型手法であり、金属ダイキャスト成型については、下記特許文献1に示されるようなダイキャスト成型方法が知られている。
Metal die-cast molding is a metal molding technique that has been known for a long time, and a die-cast molding method as shown in
下記特許文献1に記載されているように、従来の金属ダイキャスト成型方法として、溶融状態の成型素材(以下、溶湯という)を保持する手段と、型キャビティへ溶湯を射出する手段とを一体に設けたホットチャンバー方式と、両手段が個別に離れて設けられているコールドチャンバー方式が知られている。
As described in
ホットチャンバー方式は、溶湯の酸化を抑制できるので、酸化物の巻込みは少ないが、成型作業時に、グースネック部やノズル部が溶湯に常時接触しているので、グースネック部やノズル部が溶湯に侵され易いとういう問題があった。したがって、成型素材やその鋳造条件等においてコールドチャンバー方式と比較して制約が多かった。 The hot chamber method can suppress the oxidation of the molten metal, so that the oxide is less involved, but the gooseneck part and nozzle part are always in contact with the molten metal during molding, so the gooseneck part and nozzle part are invaded by the molten metal. There was a problem that it was easy to be done. Therefore, there are many restrictions on the molding material and its casting conditions as compared with the cold chamber method.
コールドチャンバー方式は、構造上、溶湯の射出圧や射出速度を高めることが可能であるが、メタルポンプなどを用いて保持炉からシリンダへ溶湯を移送しても、シリンダに入った溶湯は空気に接触し、その結果、成型素材中に酸化物が発生したり、シリンダ内で溶湯の温度が低下する。さらに、プランジャーチップで溶湯を型キャビティ内に充填する際に、シリンダ内の溶湯にリンダ内に存在する空気が混入されて型キャビティに充填される等の問題があった。
このような従来のホットチャンバー方式においては、溶湯をグースネック部やノズル部を通過させるように構成されているので、構造が複雑であり、かつ、流路の溶湯に対する耐熱・耐蝕性および剛性をどのように維持させるかという問題があった。 In such a conventional hot chamber system, since the molten metal is configured to pass through the gooseneck portion and the nozzle portion, the structure is complicated, and the heat resistance / corrosion resistance and rigidity of the flow channel with respect to the molten metal are determined. There was a problem of how to maintain.
また、シリンダやプランジャーチップが少し摩耗しただけで、プランジャーチップの作動時に両者間に挟まった溶湯が直ちに凝固し、それが原因でプランジャーチップの作業条件が乱されたりプランジャーチップの移動時に相手シリンダを損傷したりする等の問題があった。 In addition, even if the cylinder or plunger tip is worn slightly, the molten metal sandwiched between the two during operation of the plunger tip will immediately solidify, which may disturb the working conditions of the plunger tip or move the plunger tip. There was a problem that sometimes the counterpart cylinder was damaged.
また、従来のダイカスト方式は、作業時に溶湯を常時空気や、場合によっては燃焼炎に曝された状態で溶融状態を保つ必要があった。そのために溶湯に酸素や、水分が分解して生じる水素の混入は避け難く、型キャビティ内へ充填された溶湯が凝固する際に、それらが成型製品内に放出されて成型製品の欠陥となる頻度が高かった。 Further, the conventional die casting method needs to keep the molten state in a state where the molten metal is always exposed to air or, in some cases, to a combustion flame during work. For this reason, it is difficult to avoid the entry of oxygen and hydrogen generated by the decomposition of moisture into the molten metal. When the molten metal filled in the mold cavity solidifies, it is released into the molded product and becomes a defect of the molded product. Was expensive.
そこで、本発明は、従来のホットチャンバー方式やコールドチャンバー方式とは基本的原理を異にする新規なダイキャスト成型装置および成型方法を提供することを目的として考えられたものである。 Therefore, the present invention was conceived for the purpose of providing a novel die-cast molding apparatus and molding method that differ in basic principle from the conventional hot chamber system and cold chamber system.
この発明の金属ダイキャスト成型装置は、溶融状態の成型素材を貯留する保持炉と、開閉バルブを介して上記保持炉と結合されたプランジャーチップおよびプランジャーロッドとシリンダとよりなる射出装置と、一端が上記射出装置のシリンダに結合され、他端に上向きに開口した注入口を有する炉管と、型締状態において、上記炉管の注入口に連通する湯道および型キャビティを形成する可動型および固定型よりなる金型と、上記射出装置のプランジャーチップをシリンダに抜き挿しするプランジャーチップ駆動手段とを具備し、上記プランジャーチップ駆動手段により上記プランジャーチップの位置を調整して、上記炉管の注入口における溶融状態の成型素材の湯面を注入口の基準面に合わせたのち、上記金型を型締めして溶融状態の成型素材を上記型キャビティへ充填する装置である。 A metal die-cast molding apparatus of the present invention includes a holding furnace for storing a molding material in a molten state, an injection device including a plunger tip and a plunger rod and a cylinder coupled to the holding furnace via an opening / closing valve, A furnace tube having one end coupled to the cylinder of the injection device and having an inlet opening upward at the other end, and a movable mold that forms a runner and a mold cavity communicating with the furnace tube inlet in a mold-clamped state. And a mold comprising a fixed mold, and a plunger tip driving means for inserting and removing the plunger tip of the injection device into the cylinder, and adjusting the position of the plunger tip by the plunger tip driving means, After the molten metal surface of the molten molding material at the furnace tube inlet is aligned with the reference surface of the inlet, the mold is clamped to form a molten state. The material is a device for filling into the mold cavity.
この発明の金属ダイキャスト成型方法は、溶融状態の成型素材を保持炉に貯留する工程と、保持炉に貯留されている溶融状態の成型素材を開閉バルブを介してプランジャーチップおよびプランジャーロッドとシリンダとよりなる射出装置および一端が該射出装置のシリンダに結合され、他端に上向きに開口した注入口を有する炉管へ注入する工程と、上記開閉バルブを閉じ、上記プランジャーチップを操作して上記炉管の注入口における湯面を調整する工程と、可動型および固定型よりなる金型を型締して、上記炉管の注入口に連通する湯道および型キャビティを形成する工程と、上記射出装置のプランジャーチップを駆動して溶融状態の成型素材を上記型キャビティへ充填する工程とを経る方法である。 The metal die-cast molding method of the present invention includes a step of storing a molten molding material in a holding furnace, and a plunger chip and a plunger rod through the open / close valve for storing the molding material stored in the holding furnace. An injection device comprising a cylinder and one end of which is connected to the cylinder of the injection device, and the other end is injected into a furnace tube having an inlet opening upward; the open / close valve is closed; and the plunger tip is operated. Adjusting the level of the molten metal at the furnace tube inlet, and clamping a mold comprising a movable mold and a fixed mold to form a runner and a mold cavity communicating with the furnace tube inlet; And the step of filling the mold cavity with the molten molding material by driving the plunger tip of the injection device.
この発明の金属ダイキャスト成型装置および方法によると、脱ガス処理を行った溶融状態の成型素材を、高真空にした金型の型キャビティに充填するので成型素材に空気が混入することがなく、成型製品に鬆ができることはない。 According to the metal die cast molding apparatus and method of the present invention, the molten molding material subjected to the degassing treatment is filled in the mold cavity of the mold in a high vacuum, so that air is not mixed into the molding material, There is no void in molded products.
炉管から供給される溶湯の温度および液面を制御して、毎回の成型シーケンスにおける初期条件を均一にすることが可能である。 It is possible to make the initial conditions uniform in each molding sequence by controlling the temperature and liquid level of the molten metal supplied from the furnace tube.
初期条件を均一にすること、およびパルス・モータによって数値制御しながら溶湯を充填することにより、金型の型キャビティ内の断面形状に応じて注入速度を制御して湯面の上昇速度を適切に制御できる。 By making the initial conditions uniform and filling the molten metal with numerical control by a pulse motor, the injection speed is controlled according to the cross-sectional shape in the mold cavity of the mold, and the rising speed of the molten metal surface is appropriately adjusted Can be controlled.
金型の型キャビティに通じる湯道に湯道狭窄体を設け、金型に容積減少部を設けることにより、溶融成型素材を型キャビティに充填後、湯道狭窄体を動作させて湯道を狭めて速やかに湯道を閉じ、続いて容積減少部を動作させることにより、溶湯の圧漏れなく型キャビティの容積を減少させ得るので、溶湯の凝固時の収縮量を補充することができて、収縮によるひけ鬆を解消することができる。 By providing a runner constriction body in the runway that leads to the mold cavity of the mold and providing a volume reduction part in the mold, after filling the mold cavity with the molten molding material, the runner constriction body is operated to narrow the runway By quickly closing the runner and then operating the volume reduction section, the volume of the mold cavity can be reduced without pressure leakage of the melt, so the amount of shrinkage when the melt is solidified can be replenished. Can eliminate the sinkhole.
この発明によると、これらの効果に基づいて、脱ガス処理された溶湯を使用しているので、高品質の成型製品を連続的に効率良く生産することができ、製品に鬆が存在しないので成型製品を溶接加工することが可能である。 According to the present invention, since the degassed molten metal is used on the basis of these effects, a high-quality molded product can be produced continuously and efficiently, and there is no void in the product. The product can be welded.
(第1の実施形態)
本発明の実施の形態に係る金属ダイキャスト成型装置は、図1の一部断面を表す斜視図に示すように、固定型1と、可動型2と、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅などの単体またはそれらの合金からなる溶湯(溶融状態の成型素材)を貯留する保持炉5と、この保持炉5の溶湯流出口に設けられた開閉バルブ55と、この開閉バルブ55に結合された溶湯を加圧する射出装置6と、この射出装置6により加圧された溶湯を型締めされた固定型1および可動型2の型キャビティ4内へ圧送する炉管3とを具備している。
(First embodiment)
As shown in the perspective view showing the partial cross section of FIG. 1, the metal die-cast molding apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
保持炉5、射出装置6、炉管3、開閉バルブ55および固定型1は、支持部材7を介して基台に固定されており、可動型2は、基台上を移動する移動台に搭載され、油圧装置などにより固定型1に対して接合(型締め)・離間(開型)するように構成されている。この接合の際に、固定型1のガイドピンgを可動型2のガイドホールh(図5参照)に挿通することにより金型部1、2の位置合わせが行われる。
The
図3の開型した状態の平面図および図3の線A−Aに沿って切断した図4の縦断面図に示すように、固定型1は、固定母型11と、固定入り子12と、湯道を形成する窪み13とにより構成されており、可動型2は、可動母型21と、可動入り子22と、湯道を形成する窪み23とにより構成されており、固定型1および可動型2が接合して型締めしたとき、図6に示すように、可動入り子22および固定入れ子12の双方が合体して型キャビティ4が形成されるとともに、対向する2つの窪み13、23によって湯道41が形成される。
As shown in the plan view of the opened state of FIG. 3 and the longitudinal sectional view of FIG. 4 cut along the line AA in FIG. 3, the
さらに、固定型1および可動型2には、合体して型締めしたときに形成される湯道41を狭める湯道狭窄体14、24が設けられている。
Furthermore, the fixed
図5の型締めした状態の平面図および図5の線A−Aに沿って切断した図9の縦断面図に示すように、固定型1および可動型2に形成された湯道狭窄体14、24は、湯道41に突出して湯道41を狭める板材であって、湯道41を狭めることによりスリット44を形成して、充填された溶湯9の凝固を、このスリット44の部分から開始させるものである。
As shown in the plan view of the mold clamped state in FIG. 5 and the longitudinal sectional view in FIG. 9 cut along the line AA in FIG. 5, the
可動型2には、図4および図6の縦断面図に示すように、容積減少部27が形成されており、成型製品に影響を及ぼさない部位で、かつ、比較的遅く凝固する部位に設けたものであって、溶湯9が凝固するときに収縮する収縮量を補充するために設けられている。この容積減少部27は、可動母型21および可動入り子22を貫通するシリンダー28と、外部から駆動されるピストン29とにより構成されている。
As shown in the longitudinal sectional views of FIGS. 4 and 6, the
固定型1と可動型2とを合体させて型締して形成された型キャビティ4内の空気を排気するために、固定型1には真空ポンプ(図示せず)と連通した排気孔45が設けられている。この排気孔45は、シリンダー46側方に開口しており、挿通されたピストン47を抜き挿しすることにより開閉される(図6参照)。
In order to exhaust the air in the
固定型1の湯道を形成する窪み13には、開閉バルブ(図示せず)を介して大気に通じる通気孔16が設けられている。この開閉バルブは、図5の平面図における線B−Bに沿って切断した図11に示すように、ピストン17が挿通されたシリンダー15と、このシリンダー15から側方に開口した通気孔16とにより構成され、ピストン17を抜き挿しすることにより開閉される。なお、図11において、(a)は、ピストン17を挿し込んで通気孔16を閉じた状態を示し、(b)は、ピストン17を抜き出して通気孔16を開いた状態を示している。
The
また、可動型2の背面側には、押出機構が設けられており、押出機構は、油圧装置などによって押し出される押出板25および押出ピン26により構成されている。この押出機構は、押出板25および押出ピン26によって、型キャビティ4内で凝固した成型製品を入り子22の表面から剥離して落下させるものである。
Further, an extruding mechanism is provided on the back side of the
保持炉5は、ショット可能な量の溶湯を設定温度に保温して貯留するとともに、溶湯中のガスを脱気するもので、図1および図2に示すように、炉心部52と蓋51とにより構成され、炉心部52はカンタル線などの保温用電気ヒータによって加熱され、その底部には、溶湯を撹拌して脱ガスを促進するための不活性ガスまたは窒素を噴出するノズルと、開閉バルブ55に通じる溶湯流出口を備えており、蓋51は、炉心部52を気密に封じるもので、真空ポンプ(図示せず)に通じる排気口53を備えている。そして、炉心部52の溶湯に接触する炉殻部分は、セラミックスで作られており、炉心部52の外側は耐熱鋼で鋳包されている。
The
射出装置6は、図2の一部断面を表す斜視図に示すように、シリンダ62と、このシリンダ62に挿通されるプランジャーチップ61およびプランジャーロッド63とにより構成され、プランジャーチップ61のストロークの先端近傍に当たるシリンダ62の側部には、開閉バルブ55に連通する孔64が上向きにあけられており、シリンダ62の先端は炉管3と連続するように構成されている。プランジャーチップ61はプランジャーロッド63に結合されたパルスモータ(図示せず)によって駆動される。プランジャーチップ61の長さは、ストロークの後端においてもシリンダ62の孔64を閉じる長さに設定されている。
2, the
射出装置6を構成するシリンダ62およびプランジャーチップ61と、炉管3とに使用するセラミックには、金属溶湯9に耐え得るチタン酸アルミニウム・セラミックスが適している。チタン酸アルミニウム・セラミックス(Al2TiO5)は、ほぼ同量の酸化チタンとアルミナとの混合物を焼結したものであって、アルミ溶湯に犯され難く、アルミ溶湯に非濡れ性を有し、かつ、繰り返される熱衝撃に強く、高靭性、高耐蝕性、耐摩耗性を備えたものである。
As the ceramic used for the
しかし、チタン酸アルミニウム・セラミックスは、圧縮強度は大きいが引っ張り強度が小さいので、セラミックスの内張の外側は耐熱鋼で鋳包されている。 However, since aluminum titanate ceramics have high compressive strength but low tensile strength, the outside of the ceramic lining is cast with heat-resistant steel.
炉管3は、型締めされた固定型1および可動型2の型キャビティ4内へ溶湯9を圧送するもので、図16の平面図(a)、縦断面図(b)および側面図(c)に示すように、セラミックスの管31を耐熱鋼で鋳包したものである。鋳包した耐熱鋼の筒体32の両端の開口部にはフランジ33が形成されている。
The
そして、図16の拡大断面図(d)に示すように、ステンレスパイプをリング状に曲げて両端部を互いに溶接した耐熱性のメタル0リング34を介して、フランジ33を気密に接合することにより複数の炉管3を結合して長尺の炉管とし、型キャビティ4を高真空に排気したときも、溶湯を圧送するときも気密状態を維持することができる。
Then, as shown in the enlarged sectional view (d) of FIG. 16, the
この炉管3の上向きに開口した上端開口部は、図4および図6の断面図に示すように、型キャビティ4の湯道41にシールを介して気密に連通して、溶湯9を注入する注入口35を形成している。この鋳包されている炉管3の外側には加熱用ヒータ(図示せず)が設けられており、さらにその外側は断熱材(図示せず)によって包囲されている。
As shown in the cross-sectional views of FIGS. 4 and 6, the upper end opening opened upward of the
このように、保持炉5と固定型1および可動型2よりなる金型とを炉管3を介して連結すると、炉管3の長さを変えることにより保持炉5と金型との間隔を任意に設定することが可能になって、保持炉5と固定型1との間に空間を形成することができるので、固定型1にも押出機構を設けて、型キャビティ4内で凝固した成型製品を固定入り子12の表面から剥離して落下させることができる。
As described above, when the holding
対称形の金型を使用して対称形の成型製品を製造する際、金型を開型したときに、成型製品が固定型1または可動型2の何れの入り子12、22に保持されるかは決まらない。しかし、固定型1および可動型2の両方に押出機構を設けておくと、何れの入り子に成型製品が保持されても、対称形の成型製品を入り子から剥離して落下させることが可能である。
When a symmetrical molded product is manufactured using a symmetrical mold, the molded product is held in the
毎回の成型シーケンスにおいて、炉管3の注入口35における溶湯9の湯面管理および溶湯9の温度管理が、成型製品の品質管理上、極めて重要である。そこで、この発明の金属ダイキャスト成型装置においては、図17の斜視図に示すように、注入口35に湯面検知センサを設けて湯面を制御するとともに、色温度計などの光学的温度計84を設けて溶湯9の出口温度を制御するように構成されている。
In each molding sequence, the melt level control of the
注入口35に設けた湯面検知センサは、対向配置されたレーザ光源81とフォトトランジスタなどの光電変換素子82で構成され、注入口35における溶湯9の湯面状態を検知するものである。
The molten metal level detection sensor provided in the
すなわち、射出装置6のプランジャーチップ61を徐々に挿入すると、炉管3の注入口35において表面張力により湯面が少し盛り上がってレーザ光線83を遮断すると、プランジャーチップ61の挿入を停止させる。そして、射出装置6のプランジャーチップ61を徐々に引き抜くと、表面張力により盛り上がっていた湯面が降下して、レーザ光線83が光電変換素子82に入射したとき、溶湯9の湯面と注入口35の開口面が一致した状態である。
That is, when the
注入口35および炉管3の先端部まで加熱用ヒータを設けることは困難である。そこで、溶湯9の湯面と注入口35の開口面が一致しても、さらにプランジャーチップ61の引き抜き動作を一定ストロークだけ継続させたのち停止させる。この停止されたときの湯面は、炉管3に加熱用ヒータ(図示せず)が設けられている位置であって、溶湯9を保温できる基準となる位置である。
It is difficult to provide a heating heater up to the
また、溶湯9の湯面状態を検知するときに、光学的温度計84によって注入口35における溶湯9の出口温度を測定し、この温度が鋳込みに最適な温度になるように炉管3のヒータを制御する。
Further, when detecting the molten metal surface state of the
このように、毎回の成型シーケンス毎に、注入口35における溶湯9の湯面状態および温度を適正に保って待機させておくと、鋳込みの初期条件が常に一定になり、かつ、高真空で鋳込むことにより、高品質の成型製品を連続的に効率良く生産することができる。
As described above, if the
この炉管3を支持する際に、断熱材(図示せず)の外側から支持すると、炉管3の姿勢を正確に保つことができないので、図18に示す支持部材7を用いて耐熱鋼の筒体32を直接支持させる。
When the
この支持部材7は、基台に炉管3を固定するもので、先端が断熱材を貫通して耐熱鋼の筒体32に結合される耐熱鋼棒74と、鉄鋳物で一体に作られたフランジ部72および筒部73よりなる基部71と、耐熱鋼棒74の下部と基部71との間に介在する断熱耐圧セラミック・ブロック75と、この断熱耐圧セラミック・ブロック75を縦方向に貫通した孔に挿通された断熱耐圧セラミックの柱体76と、基部71の底部に螺子込まれてセラミックの柱体76とともに耐熱鋼棒74の高さを調節する鋼製の高さ調節螺子77とにより構成されている。このセラミック・ブロック75およびセラミックの柱体76は、耐熱鋼棒74を経て耐熱鋼の筒体32から伝導する熱を遮断して熱損失を防ぐとともに、確実に固定させるために設けられている。
This
同様に、開閉バルブ55および射出装置6のシリンダ62も支持部材7によって基台に固定され、断熱材によって包囲されている。
Similarly, the opening / closing
次に、このように構成された本発明の実施形態に係る金属ダイキャスト成型装置の成型動作を説明する。 Next, the molding operation of the metal die cast molding apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
炉管3内の温度を溶融状態の成型素材に適した温度に設定し、図2に示すように、プランジャーチップ61の先端をシリンダ62の孔64の直前まで移動させた初期状態に設定して、開閉バルブ55を閉じる。
The temperature in the
炉管3の注入口35よりも低いレベルまで、保持炉5の炉心部52に金属溶湯9を注入し、電気ヒータを制御して設定温度に保温して貯留する。蓋51を気密に閉じて真空ポンプと連通して脱ガス処理を行う。なお、この脱ガス処理中に、炉心部52の底のノズルから不活性ガスまたは窒素を噴出させて、溶湯9を撹拌して脱ガスを促進させる。
The
脱ガス処理が完了すると、開閉バルブ55を開いて脱ガス処理された溶湯9を炉管3に流入させる。このとき、保持炉5には炉管3の注入口35よりも低いレベルまでしか溶湯が注入されていないので、注入口35から溢れ出すことはないのである。
When the degassing process is completed, the open /
そして、開閉バルブ55を閉じたのち、プランジャーチップ61を徐々に挿入すると、炉管3の注入口35において表面張力により湯面が少し盛り上がってレーザー光線83を遮断したとき、プランジャーチップ61の挿入を停止すさせる。そして、プランジャーチップ61を徐々に引き抜くと、表面張力により盛り上がった湯面が降下して、レーザー光線83が光電変換素子へ入射したとき、溶湯9の湯面と注入口35の開口面が一致した状態になるので、このプランジャーチップ61の位置を記憶し、さらに一定ストロークだけ引き抜いて停止させる。この停止位置が、金型へ溶湯9を充填するときの充填開始時の溶湯の基準面となる。
When the
次に、図6に示すように、開型している固定型1と可動型2とを合体させて、型締を行う。図6に示すように、この型締工程により、炉管3の注入口35が、金型の湯道41を経て型キャビティ4に連通しているので、固定型1のピストン47後退させて排気孔45を開いて型キャビティ4内の空気を排気すると、金型の湯道41も排気することができる。型締後に排気を開始しても、金型の湯道41が炉管3の注入口35で気密に塞がれているので、型キャビティ4内に空気が侵入することなく真空度を高めることができる。
Next, as shown in FIG. 6, the fixed
図7の断面図に示すように、固定型1のピストン47を前進させて排気孔45を閉じたのち、プランジャーチップ61を押し出して金型へ溶湯9の充填を開始し、図8の断面図に示すように、溶湯9の充填が終了すると直ちに、図9の断面図に示すように、湯道41に湯道狭窄体14、24を突出させて、湯道41にスリット44を形成すると、スリット44の部分における溶湯9は薄い板状になる。この板状の溶湯9は体積が少ないにも拘わらず表面積が広いので直ちに凝固して湯道41を閉じる。
As shown in the sectional view of FIG. 7, after the
溶融状態の成型素材は、凝固するときに収縮するので、その収縮量を補充するために、図10の断面図に示すように、容積減少部27のピストン29を駆動して、シリンダー28内に残留している溶湯9を加圧して押し出す。このように、凝固期間中に溶湯9を加圧することにより、収縮によるひけ鬆を解消することができる。
Since the molding material in the molten state contracts when it solidifies, the
そして所定時間が経過すると、図12の断面図に示すように、型キャビティ4内の溶湯9が凝固して成形製品Sができあがる。
When a predetermined time elapses, as shown in the sectional view of FIG. 12, the
炉管3内の溶湯9は、ヒータ35による加熱が続いているので凝固しないが、先に型キャビティ4内を排気していたので、炉管3の注入口35も排気されている。そのために、射出装置6のプランジャーチップ61を抜き出すことができない。そこで、図11の断面図(a)に示すようにピストン17によって閉じられていたシリンダー15の通気孔16を、図11の断面図(b)に示すようにピストン17を引き抜いて通気孔16を開いて大気に連通させることにより、図12の断面図に示すように、湯道41が大気圧となり射出装置6のプランジャーチップ61を抜き挿しすることができて、炉管3の開口部における湯面を変化させることができる。
The
射出装置6のプランジャーチップ61を僅かな距離だけ引き戻すと、型キャビティ4への充填に際して余分であった溶湯9は、重力により注入口35の中を降下する。降下した溶湯9は、炉管3内に閉じ込められた状態を維持するので炉管3内の溶湯9は、注入口35における露出した表面以外、空気に触れることなく保持されて、注入口35から溢れ出すことはないのである。
When the
この状態で図13の断面図に示すように、湯道41に突出していた湯道狭窄体14、24および容積減少部27のピストン29を後退させたのち、図14の断面図に示すように、可動型2を開くと、炉管3の注入口35が可動型2から引き離され、成型製品Sは可動型2に保持される。
In this state, as shown in the cross-sectional view of FIG. 13, after the
そこで、図15の断面図に示すように、押出板25を動作させて押出ピン26を突出させ、成型製品Sを可動入れ子22から剥離して落下させることにより1回の成型シーケンスが終了する。
Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 15, the
このように、型キャビティ4を高真空状態にしてから、射出装置6のプランジャーチップ61を押して溶湯9を充填できるので、充填の途中で溶湯9が凝固することなく、速やかに溶湯9を型キャビティ4の隅々まで充填することができる。したがって、高品質の成型製品Sを生産することができる。
In this way, since the
(第2の実施形態)
この発明においては、型キャビティ4内へ溶湯9を充填する際に、溶湯9を押し出す射出装置6のプランジャーチップ61をパルス・モータによって駆動すると、型キャビティ4の形状に合わせて挿入速度を制御することが可能である。
(Second Embodiment)
In the present invention, when the
すなわち、型キャビティ4の最下部から溶湯9を一定速度で充填すると、型キャビティ4内における溶湯9の湯面が、断面積の広い部分を上昇するときには上昇速度が遅く、断面積の狭い部分を上昇するときには上昇速度が速くなって、溶湯9の湯面の上昇速度が著しく変化する。特に、型キャビティ4内における水平な天面に湯面が到達したときには、断面積が急変するので、湯流れ方向の急変および強い撹拌渦溜などが発生し、それが引き金となって成型製品に窪みや鬆を形成することがある。
That is, when the
そこで、この発明においては、予め型キャビティ4の各高さ毎の断面積をコンピュータのテーブルに格納しておき、毎回の成型シーケンス毎に初期条件を一定化させることにより、テーブルに格納された断面積のデータを読み出して数値制御を行うことにより、型キャビティ4の各高さ毎の断面形状に合わせて、射出装置6のプランジャーチップ61を押し込むパルス・モータの速度を調整し、溶湯9の湯表面の面積に比例した注入速度となるように制御する。
Therefore, in the present invention, the sectional area for each height of the
さらに、例えば、湯面が水平な天面に到達するとき、すなわち、断面積が急激に減少するようなときには、その直前にパルス・モータの速度を遅くするようにコンピュータによって数値制御することにより、窪みや鬆のない優れた品質の成型製品を得ることができる。 Furthermore, for example, when the hot water surface reaches a horizontal top surface, that is, when the cross-sectional area decreases rapidly, by numerical control by a computer so as to decrease the speed of the pulse motor immediately before, An excellent quality molded product free of dents and voids can be obtained.
1 固定型
11 固定母型
12 固定入り子
13 窪み
14 湯道狭窄体
16 通気口
2 可動型
21 可動母型
22 可動入り子
23 窪み
24 湯道狭窄体
25 押出板
26 押出ピン
27 容積減少部
28 ピストン
29 シリンダ
3 炉管
31 セラミックスの管
32 鋳包した耐熱鋼の筒体
33 フランジ
34 耐熱性のメタル0リング
35 注入口
4 型キャビティ
41 湯道
45 排気孔45
46 シリンダー
47 ピストン
5 保持炉
51 蓋
52 炉心部
53 排気口
55 開閉バルブ
6 射出装置
61 プランジャーチップ
62 シリンダ
63 プランジャーロッド
7 支持部材
9 溶湯(溶融状態の成型素材)
S 成型製品
1 Fixed type
11 Fixed matrix
12 Fixed insert
13 depression
14 Yudo constriction
16
21 Movable matrix
22 Movable nesting
23 depression
24 Yudo constriction
25 Extruded plate
26 Extrusion pin
27 Volume reduction part
28 piston
29
31 Ceramic tube
32 Cast heat-resistant steel cylinder
33 Flange
34 Heat
35
41 Yudo
45
46 cylinders
47
51 lid
52 Core
53 Exhaust vent
55 Open /
61 Plunger tip
62 cylinders
63
S molded products
Claims (8)
開閉バルブを介して上記保持炉と結合されたプランジャーチップおよびプランジャーロッドとシリンダとよりなる射出装置と、
一端が上記射出装置のシリンダに結合され、他端に上向きに開口した注入口を有する炉管と、
型締状態において、上記炉管の注入口に連通する湯道および型キャビティを形成する可動型および固定型よりなる金型と、
上記射出装置のプランジャーロッドを介してプランジャーチップをシリンダに抜き挿しするプランジャーチップ駆動手段と、
を具備し、上記プランジャーチップ駆動手段により上記プランジャーチップの位置を調整して、上記炉管の注入口における溶融状態の成型素材の湯面を注入口の基準面に合わせたのち、上記金型を型締めして溶融状態の成型素材を上記型キャビティへ充填することを特徴とする金属ダイキャスト成型装置。 A holding furnace for storing molten molding material;
An injection device comprising a plunger tip and a plunger rod and a cylinder coupled to the holding furnace via an on-off valve;
A furnace tube having one end connected to the cylinder of the injection device and having an inlet opening upward at the other end;
In a mold-clamped state, a mold composed of a movable mold and a stationary mold that form a runner communicating with the furnace tube inlet and a mold cavity; and
A plunger tip driving means for inserting and removing the plunger tip into and from the cylinder via the plunger rod of the injection device;
The position of the plunger tip is adjusted by the plunger tip driving means, and the molten metal surface of the molten molding material at the inlet of the furnace tube is aligned with the reference surface of the inlet, and then the gold A metal die-cast molding apparatus, wherein a mold is clamped to fill the mold cavity with a molten molding material.
保持炉に貯留されている溶融状態の成型素材を開閉バルブを介してプランジャーチップおよびプランジャーロッドとシリンダとよりなる射出装置および一端が該射出装置のシリンダに結合され、他端に上向きに開口した注入口を有する炉管へ注入する工程と、
上記開閉バルブを閉じ、上記プランジャーチップを操作して上記炉管の注入口における湯面を調整する工程と、
可動型および固定型よりなる金型を型締して、上記炉管の注入口に連通する湯道および型キャビティを形成する工程と、
上記射出装置のプランジャーチップを駆動して溶融状態の成型素材を上記型キャビティへ充填する工程と、
を経ることを特徴とする金属ダイキャスト成型方法。 Storing a molten molding material in a holding furnace;
The molten molding material stored in the holding furnace is connected to the injection device consisting of a plunger tip, plunger rod and cylinder via a switching valve, and one end is connected to the cylinder of the injection device, and the other end opens upward. Injecting into a furnace tube having an inlet,
Closing the open / close valve and operating the plunger tip to adjust the molten metal level at the furnace tube inlet;
Clamping a mold composed of a movable mold and a stationary mold to form a runner and a mold cavity communicating with the furnace tube inlet;
Filling the mold cavity with a molten molding material by driving the plunger tip of the injection device;
The metal die-cast molding method characterized by passing through.
The metal die-cast molding method according to claim 7, wherein a degassing step of evacuating the holding furnace in a state where the lid is closed is performed.
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