JP2007038513A - Heat-storing mold structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば溶湯アルミで自動車部品等を鋳造する際、金型のキャビティ周りの温度を均一化するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for making the temperature around a cavity of a mold uniform when casting automobile parts or the like with molten aluminum, for example.
従来、金型で光ディスク等の成形品を成形する際、均一な転写の成形品を短成形サイクルで安価に成形するため、キャビティ表面冷却用の温調水流路の壁面を断熱材で構成して熱伝導率を変化させ、弱冷却しようとする部分に対応する温調水流路の壁面の熱伝導率を、強冷却しようとする部分に対応する温調水流路の壁面の熱伝導率より低くするような技術(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
また、同じく光ディスク等の成形品を成形する金型として、転写性を良好にし、ハイサイクル成形を可能にするとともに、突出し部分の熱的影響の防止を目的として、キャビティが形成される鏡面板と、冷却手段が設けられる型板とを結合し、型板の裏側に取付板を結合し、型板と取付板の結合面に断熱溝を形成するような技術(特許文献2参照。)も知られている。
ところで、例えば自動車部品等をアルミ鋳造する際、金型のうち、アルミ溶湯が注入されるランナ側の金型は高温となって多くの冷却が必要になる反面、ランナから遠い金型部分は放熱により適性な温度に達せず、例えばサイクルごとに離型剤を塗布するような場合でも、離型剤が乾燥しきれないで、キャビティ内残留により変色や湯ジワ等が起こり易くなり、また型温度が不足した部分は形状欠損が生じやすくなる等、外観品質に悪影響を与えるという不具合がある。
特に、自動車部品等のうちでもカバー類の成形品の多くは凹形状であり、金型の凹形状は凸形状に較べて熱が放射状に逃げやすいため、生産時に適性な型温に維持することができず、上記のような外観品質の不良が問題となっていた。
By the way, when aluminum parts such as automobile parts are cast, aluminum molds on the runner side where molten aluminum is injected become hot and require a lot of cooling, but the mold parts far from the runners radiate heat. Even when a mold release agent is applied every cycle, for example, the mold release agent cannot be completely dried, and discoloration and hot water wrinkles are likely to occur due to residual in the cavity. There is a problem that the appearance quality is adversely affected, such as a shape defect is likely to occur in a portion where deficiency occurs.
In particular, many of the molded parts of covers, such as automotive parts, have a concave shape, and the concave shape of the mold tends to escape heat more radially than the convex shape, so the mold temperature must be maintained at an appropriate level during production. However, the above-described poor appearance quality has been a problem.
そこで本発明は、成形キャビティ部(凹部)が形成される中子とダイベースが結合一体化された金型において、過度な放熱を防止して成形キャビティ部周りの型温の均一化を図って型温を適性に保持することにより、成形不良等の不具合を防止することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a mold in which a core in which a molding cavity portion (concave portion) is formed and a die base are combined and integrated, thereby preventing excessive heat dissipation and uniformizing the mold temperature around the molding cavity portion. The object is to prevent defects such as molding defects by maintaining the temperature at an appropriate level.
上記目的を達成するため本発明は、成形キャビティ部が形成される中子とダイベースとが結合一体化される金型において、前記中子に対し、ダイベースとの結合面のうち少なくともキャビティ面とは反対側の面に任意数の断熱溝を形成し、また中子の内部には、前記断熱溝が形成される面からキャビティ面側に向けて、断熱溝と略直角方向に延出する任意数の断熱孔を形成するようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a mold in which a core in which a molding cavity portion is formed and a die base are coupled and integrated, at least a cavity surface of the coupling surface with the die base is defined with respect to the core. An arbitrary number of heat insulating grooves are formed on the opposite surface, and an arbitrary number extending in a direction substantially perpendicular to the heat insulating grooves from the surface on which the heat insulating grooves are formed toward the cavity surface side in the core. Insulation holes were formed.
このように、成形キャビティ部が形成される中子とダイベースの結合面に断熱溝を設ければ、中子の熱がダイベースに伝わって放熱されるのを防止でき、また、中子の内部に、キャビティ面側に向けて断熱溝を略直角方向に延出する断熱孔を設ければ、キャビティ部の熱が周囲に拡散するのを防止できる。このため、断熱溝と断熱孔を組合せることにより、成形キャビティ部の蓄熱や、キャビティ部周りの熱の均一化が効果的に図られる。
ここで、ダイベースとの結合面のうち、特にキャビティ面とは反対側の面は、ダイベースとの接触面積が大きい部分であり、このような場所に断熱溝を設ければ数多くの断熱溝を形成できて段熱効果を高めることができるが、それ以外の側面や上面・下面等に設けるのは任意である。
なお、断熱溝や断熱孔としては、単に内部を空洞化して空気を介在させるだけでよい。
In this way, if a heat insulating groove is provided on the joint surface between the core and the die base where the molding cavity is formed, the heat of the core can be prevented from being transferred to the die base and radiated, and the core If a heat insulating hole is provided to extend the heat insulating groove in a substantially right angle direction toward the cavity surface side, it is possible to prevent the heat of the cavity from diffusing to the surroundings. For this reason, by combining the heat insulating groove and the heat insulating hole, heat storage in the molding cavity and uniform heat around the cavity can be effectively achieved.
Here, of the connecting surface with the die base, the surface on the opposite side to the cavity surface is the part where the contact area with the die base is large, and if heat insulating grooves are provided in such places, many heat insulating grooves are formed. It is possible to enhance the step heat effect, but it is optional to be provided on the other side surface, upper surface, lower surface or the like.
In addition, as a heat insulation groove | channel or a heat insulation hole, it is sufficient to just make the inside hollow and to interpose air.
また、本発明では、前記断熱溝と断熱孔を、キャビティ内に成形材料を注入するためのランナ側の位置の中子より、ランナとは反対側の位置の中子に密度を濃くして配設するようにした。
このようなランナとは反対側の金型においては、特に適性な型温が維持されにくく、適温より低温になりやすい個所であるため、断熱溝と断熱孔を密度を濃くして配置すれば、同部からの放熱作用を抑制してキャビティ部周りの熱の均一化を一層効果的に図ることができる。
Further, in the present invention, the heat insulating grooves and the heat insulating holes are arranged with a higher density than the core on the runner side for injecting the molding material into the cavity to the core on the opposite side of the runner. I set it up.
In the mold on the opposite side to such a runner, particularly suitable mold temperature is difficult to maintain, and because it is a place where the temperature tends to be lower than the optimum temperature, if the heat insulation grooves and heat insulation holes are arranged with a high density, The heat radiation from the same part can be suppressed and the heat around the cavity part can be made more uniform.
中子とダイベースとが結合一体化される金型において、中子のダイベースとの結合面に断熱溝を形成し、また、中子の内部に断熱孔を形成することで、成形キャビティ部周りの型温を均一化することができ、成形不良等の不具合を防止できる。この際、ランナとは反対側の位置の中子に密度を濃くして断熱溝、断熱孔を設ければ、一層有効である。 In a mold in which the core and the die base are combined and integrated, a heat insulating groove is formed on the connecting surface of the core with the die base, and a heat insulating hole is formed inside the core so that the periphery of the molding cavity portion is formed. The mold temperature can be made uniform, and problems such as molding defects can be prevented. At this time, it is more effective to increase the density in the core on the side opposite to the runner and provide the heat insulation grooves and heat insulation holes.
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図1は本発明に係る金型構造の一例を示す説明図で、(a)は一方側の型の正面図、(b)は中子とダイベースの結合部を示す断面図、図2は断熱溝の断熱効果を示す説明図、図3は従来の金型構造の説明図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Here, FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a mold structure according to the present invention. Is an explanatory view showing the heat insulating effect of the heat insulating groove, and FIG. 3 is an explanatory view of a conventional mold structure.
本発明に係る蓄熱金型構造は、成形キャビティ部が形成される中子とダイベースが結合一体化された金型において、過度な放熱を防止して成形キャビティ部周りの型温を適性に保持することにより、成形不良等の不具合を防止できるようにされており、本実施例では、自動車部品であるケースカバーをアルミ鋳造する金型に適用されているが、本発明の金型構造を説明する前に、このようなタイプの金型の従来構造について、図3に基づき説明する。 The heat storage mold structure according to the present invention prevents excessive heat dissipation and appropriately maintains the mold temperature around the mold cavity part in a mold in which the core in which the mold cavity part is formed and the die base are combined and integrated. In this embodiment, the case cover, which is an automobile part, is applied to a mold for casting aluminum, and the mold structure of the present invention will be described. Prior to this, a conventional structure of such a mold will be described with reference to FIG.
ケースカバー製造用の金型において、図3に示す固定型1は、ダイベース2と中子3が結合一体化されており、中子3には成形キャビティ部4が形成されるとともに、この固定型1のキャビティ面側に不図示の可動型が水平方向に型締め型開き自在に配設されている。そして、この固定型1の地側(下側)には、アルミ溶湯を注入するためのランナ5が設けられている。 In a mold for manufacturing a case cover, a fixed mold 1 shown in FIG. 3 has a die base 2 and a core 3 coupled and integrated. The core 3 is formed with a molding cavity portion 4, and this fixed mold 1 is also formed. A movable mold (not shown) is disposed on the cavity surface side of 1 so that the mold clamping mold can be opened in the horizontal direction. A runner 5 for pouring molten aluminum is provided on the ground side (lower side) of the fixed mold 1.
このような金型構造において、ランナ5から高温のアルミ溶湯を注入し、成形キャビティ部4でケースカバーを成形する場合、ランナ5の位置する地側は高温になる反面、天側(上側)は溶湯の流動も少なく、また、成形キャビティ部4の形状が単純な凹形状に近くて可動型中子の凸形状に較べて熱が放射方向に逃げ易いため、適性な温度に達しないことが多く、例えば(b)に示すように、離型剤塗布機6で離型剤を塗布した場合に、離型剤が未乾燥状態で残り、鋳造される製品に変色や紋様や湯ジワ等が発生することについては前述の通りである。 In such a mold structure, when high temperature molten aluminum is injected from the runner 5 and the case cover is molded by the molding cavity portion 4, the ground side where the runner 5 is located becomes hot, while the top side (upper side) is There is little flow of the molten metal, and the shape of the molding cavity 4 is close to a simple concave shape, and heat is likely to escape in the radial direction compared to the convex shape of the movable core, so that it often does not reach an appropriate temperature. For example, as shown in (b), when the release agent is applied by the release agent applicator 6, the release agent remains in an undried state, and discoloration, patterns, hot water wrinkles, etc. occur in the cast product. This is as described above.
そこで本発明は、従来のこのような不具合を防止するためなされたものであり、以下、図1、図2に基づき説明する。
なお、図の番号は、従来の場合と同じ構成部品等に対しては同じ番号を使用する。
Therefore, the present invention has been made to prevent such conventional problems, and will be described below with reference to FIGS.
It should be noted that the same numbers are used for the same components as in the conventional case.
本固定型1は、成形キャビティ部4を有する中子3とダイベース2とが結合面を介して結合される金型構造において、中子3の結合面のうち、成形キャビティ部4とは反対側の面に、縦方向に複数条の断熱溝10が形成されるとともに、中子3の内部に、断熱溝10形成面側からキャビティ面側に向けて袋状の断熱孔11が複数本形成されており、これら断熱溝10と断熱孔11は空気の空洞層とされている。 The fixed die 1 is a mold structure in which a core 3 having a molding cavity portion 4 and a die base 2 are coupled via a coupling surface, and on the opposite side of the coupling surface of the core 3 from the molding cavity portion 4. A plurality of heat insulation grooves 10 are formed in the vertical direction on the surface, and a plurality of bag-like heat insulation holes 11 are formed in the core 3 from the heat insulation groove 10 formation surface side toward the cavity surface side. These heat insulating grooves 10 and heat insulating holes 11 are air cavity layers.
ここで、温度が異なる二つの物体を接触させると熱の移動が生じるが、熱伝導率は物質によって異なり、また、接触面積が大きいほど熱伝導が速いことが知られている。そして、物質の熱伝導率κ(厚さ1mmの板の両端に温度差があるとき、その板1m2を通して1秒間に流れる熱量)は、銅の場合、温度0℃の条件で428W/m/K、鉄の場合、温度0℃の条件で83.5W/m/Kであるが、空気の場合、温度10℃の条件で0.0241W/m/Kであることも知られている。 Here, when two objects having different temperatures are brought into contact with each other, heat transfer occurs. However, it is known that the thermal conductivity varies depending on the material, and that the larger the contact area, the faster the heat conduction. The thermal conductivity κ of the substance (the amount of heat flowing for 1 second through the plate 1 m 2 when there is a temperature difference between both ends of the plate having a thickness of 1 mm) is 428 W / m / min at a temperature of 0 ° C. in the case of copper. In the case of K and iron, it is 83.5 W / m / K at a temperature of 0 ° C., but in the case of air, it is also known to be 0.0241 W / m / K at a temperature of 10 ° C.
このため、図2に示すように、二つの物質の結合面に空気層13を介在させれば、熱の移動が遮断されるようになり、断熱効果が発揮され、図1に示す断熱溝10によって、中子3からダイベース2を伝わって外部に放熱される熱量を制限できることがわかる。
この際、キャビティ面側とは反対側の面は、一番面積が大きいため、少なくともこの部分には断熱溝10を形成するようにしているが、結合面の側面や上面や下面に形成するのは任意である。
For this reason, as shown in FIG. 2, if the air layer 13 is interposed between the bonding surfaces of the two substances, the movement of heat is blocked, and the heat insulating effect is exhibited, and the heat insulating groove 10 shown in FIG. It can be seen that the amount of heat radiated from the core 3 through the die base 2 to the outside can be limited.
At this time, since the surface opposite to the cavity surface side has the largest area, the heat insulating groove 10 is formed at least in this portion, but it is formed on the side surface, the upper surface or the lower surface of the coupling surface. Is optional.
また、同じ中子3の内部においても、断熱孔11を設けることにより、熱の拡散が防止され、中子3の蓄熱効果を高めて成形キャビティ部4の温度を均一化するのに有効である。 Also, by providing the heat insulating holes 11 in the same core 3, heat diffusion is prevented, and it is effective for enhancing the heat storage effect of the core 3 and making the temperature of the molding cavity portion 4 uniform. .
ところで、以上のような空気層により断熱溝10や断熱孔11は、ランナ5から離れた天側(上側)の密度を濃くし、逆に、ランナ5に近い地側(下側)では冷却水孔等を多くしている。
このことにより、成形キャビティ部4の温度が一層均一化されている。
By the way, the heat insulating grooves 10 and the heat insulating holes 11 increase the density on the top side (upper side) away from the runner 5 by the air layer as described above, and conversely, cooling water on the ground side (lower side) close to the runner 5. There are many holes.
Thereby, the temperature of the molding cavity part 4 is made more uniform.
なお、本実施例の中子3の型温を測定したところ、図3の従来例では100℃であったものが、図1の中子3は140℃であり、従来に較べて40℃の型温アップが認められた。
また、離型剤の乾燥不良による成形品に変色や湯ジワ等の不良も抑制され、従来の成形品の外観修正率が40%であったものが、本発明では15%に抑制された。このことからも本発明の有効性が立証された。
In addition, when the mold temperature of the core 3 of the present embodiment was measured, the temperature of the core 3 in FIG. 1 was 140 ° C., which was 100 ° C. in the conventional example of FIG. The mold temperature was increased.
In addition, defects such as discoloration and hot water wrinkles in the molded product due to poor drying of the release agent were also suppressed, and the appearance correction rate of the conventional molded product was 40%, but in the present invention, it was suppressed to 15%. This also proves the effectiveness of the present invention.
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば製品形状等は例示である。
In addition, this invention is not limited to the above embodiments. What has substantially the same configuration as the matters described in the claims of the present invention and exhibits the same operational effects belongs to the technical scope of the present invention.
For example, the product shape and the like are examples.
自動車部品等を金型で鋳造する際、型温が適性な温度に達しないことから生じる湯ジワや変色や形状欠損等の成形不良を簡易な構成により防止することができる。 When casting automobile parts or the like with a mold, molding defects such as hot water wrinkles, discoloration, and shape defects caused by the mold temperature not reaching an appropriate temperature can be prevented with a simple configuration.
1…固定型、2…ダイベース、3…中子、4…成形キャビティ部、5…ランナ、10…断熱溝、11…断熱孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed mold, 2 ... Die base, 3 ... Core, 4 ... Molding cavity part, 5 ... Runner, 10 ... Heat insulation groove, 11 ... Heat insulation hole.
Claims (2)
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