JP2007203361A - Casting method and casting equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳造方法及び鋳造装置に関するもので、特に、鋳造金型のキャビティが減圧装置によって減圧される鋳造方法及び鋳造装置に関する。 The present invention relates to a casting method and a casting apparatus, and more particularly to a casting method and a casting apparatus in which a cavity of a casting mold is decompressed by a decompression device.
鋳造金型を用いる鋳造装置では、減圧装置によって減圧されたキャビティに溶湯(溶融金属)が供給されるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この種の鋳造装置では、キャビティ内の空気や離型剤等が気化したガスが当該キャビティから排気され、これらのガスを溶湯が巻き込むことによる製品の鋳造不良が防止される。ところで、この種の鋳造装置では、減圧装置とキャビティとを連通する減圧路に減圧バルブが設けられ、該減圧バルブよりもキャビティ側の減圧路に面して設けられる溶湯検知センサの溶湯検知信号に基づいて減圧バルブが閉じられ、これにより、溶湯最終充填直前までキャビティの減圧を継続することが可能になる。しかしながら、この種の鋳造装置では、溶湯検知センサが溶湯を確実に検知することができるように、減圧路のうち当該溶湯検知センサ付近の断面積を狭める必要がある。このため、従来の鋳造装置では、キャビティの減圧時における排気低抗が増大してキャビティの減圧効率が低下し、最終到達減圧度(真空度)を高めることができず、期待するような鋳巣の低減効果を得ることができない。特に、鋳込み重量が多い程、射出速度の低速区間が短く減圧時間が短いため、最終到達減圧度(真空度)を高めることが困難である。
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第1の目的は、キャビティの減圧効率を確保しつつ、溶湯検知センサを確実に作動させることが可能な鋳造方法を提供することにある。
また、第2の目的は、キャビティの減圧効率を確保しつつ、溶湯検知センサを確実に作動させることが可能な鋳造装置を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object is to provide a casting method capable of reliably operating a molten metal detection sensor while ensuring the pressure reduction efficiency of a cavity. .
A second object is to provide a casting apparatus capable of reliably operating a molten metal detection sensor while ensuring the decompression efficiency of the cavity.
上記第1の目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、鋳造金型のキャビティが減圧装置によって減圧され、溶湯検知センサが減圧路を流下する溶湯を検知することで減圧バルブが閉じられる鋳造方法であって、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が、所定の鋳造タイミングで拡大状態と縮小状態とに切替えられることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の鋳造方法において、鋳造初期には、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が拡大状態にされて鋳造が行われ、鋳造初期から鋳造終期へ切替わるタイミングで該減圧路の断面積が縮小状態に切替えられることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の鋳造方法において、低速充填時に、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が拡大状態にされて鋳造が行われ、低速充填から高速充填へ切替わるタイミングで該減圧路の断面積が縮小状態に切替えられることを特徴とする。
In order to achieve the first object, according to the first aspect of the present invention, the cavity of the casting mold is decompressed by the decompression device, and the melt detection sensor detects the melt flowing down the decompression path. The pressure reducing valve is closed in the casting method, wherein the cross-sectional area of the portion of the pressure reducing path facing the molten metal detection sensor is switched between an enlarged state and a reduced state at a predetermined casting timing.
According to a second aspect of the present invention, in the casting method according to the first aspect, at the initial stage of casting, the cross-sectional area of the portion of the decompression path facing the molten metal detection sensor is enlarged, and casting is performed. The cross-sectional area of the decompression path is switched to a reduced state at the timing of switching from the initial stage to the end of casting.
The invention according to
上記第2の目的を達成するために、本発明のうち請求項4に記載の発明は、鋳造金型のキャビティが減圧装置によって減圧され、溶湯検知センサが減圧路を流下する溶湯を検知することで、減圧バルブが閉じられる鋳造装置であって、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が所定の鋳造タイミングで拡大状態と縮小状態とに切替えられる減圧路断面積可変装置を具備することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の鋳造装置において、減圧路断面積可変装置は、減圧路に対して出没可能に設けられ、減圧路を挟んで溶湯検知センサに対向して配置される弁体と、該弁体を駆動して減圧路に対して突出/退避させる駆動部と、該駆動部の動作を制御する制御部と、を具備することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の鋳造装置において、射出装置のプランジャ位置を検出するプランジャ位置検出センサを備え、減圧路断面積可変装置は、プランジャ位置検出センサの検出信号に基づいて制御部が駆動部の動作を制御することを特徴とする。
In order to achieve the second object, the invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, in the casting apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the depressurization path cross-sectional area variable device is provided so as to be able to project and retract with respect to the depressurization path, and faces the molten metal detection sensor across the depressurization path. And a drive unit that drives the valve body to project / retract from the decompression path, and a control unit that controls the operation of the drive unit.
A sixth aspect of the present invention is the casting apparatus according to the fourth or fifth aspect, further comprising a plunger position detection sensor for detecting a plunger position of the injection device, wherein the pressure reducing path cross-sectional area varying device is detected by the plunger position detection sensor. The control unit controls the operation of the driving unit based on the signal.
したがって、請求項1に記載の発明では、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が、所定の鋳造タイミングで、拡大状態と縮小状態とに切替えられる。
請求項2に記載の発明では、鋳造初期には、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が拡大状態で鋳造が行われ、鋳造終期には、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が縮小状態で鋳造が行われる。
請求項3に記載の発明では、低速充填時には、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が拡大状態で鋳造が行われ、高速充填時には、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が縮小状態で鋳造が行われる。
Therefore, in the first aspect of the present invention, the cross-sectional area of the portion of the decompression path that the molten metal detection sensor faces is switched between the enlarged state and the reduced state at a predetermined casting timing.
In the invention according to
According to the third aspect of the present invention, casting is performed in a state where the cross-sectional area of the portion of the decompression path facing the molten metal detection sensor is enlarged during low speed filling, and the molten metal detection sensor of the decompression path faces during high speed filling. Casting is performed with the cross-sectional area of the portion being reduced.
請求項4に記載の発明では、減圧路断面積可変装置によって、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積が拡大状態と縮小状態とに切替えられる。
請求項5に記載の発明では、減圧路断面積可変装置は、制御部の制御によって駆動部を駆動して弁体を減圧路に対して突出/退避させることにより、減圧路のうち溶湯検知センサが面する部分の断面積を縮小/拡大する。
請求項6に記載の発明では、減圧路断面積可変装置は、制御部がプランジャ位置検出センサの検出信号に基づいて駆動部の動作を制御することで、弁体が減圧路に対して突出/退避される。
In the invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, the depressurization path cross-sectional area varying device drives the drive unit under the control of the control unit to project / retreat the valve body with respect to the depressurization path, thereby detecting the molten metal detection sensor in the depressurization path. Reduce / enlarge the cross-sectional area of the part facing the.
In the invention according to
キャビティの減圧効率を確保しつつ、溶湯検知センサを確実に作動させることが可能な鋳造方法及び鋳造装置を提供することができる。 It is possible to provide a casting method and a casting apparatus capable of reliably operating the molten metal detection sensor while ensuring the decompression efficiency of the cavity.
本発明の一実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1に示されるように、本鋳造装置1は、固定型2と可動型3とによって構成される鋳造金型4を備え、固定型2及び可動型3が各々固定プラテン5及び可動プラテン6に固定される。また、本鋳造装置1は、可動プラテン6が、一端が固定プラテン5に固定された複数本(本実施の形態では4本)のタイバー7によって案内され、型開閉方向(図1における左右方向)へ移動される。そして、型開閉機構の駆動によって可動プラテン6を型閉方向(図1における右方向)へ移動させ、固定型2と可動型3とを結合させることにより、固定型2と可動型3との間(鋳造金型4)にキャビティ8が形成される構造になっている。また、本鋳造装置1は、固定プラテン5に取付けられるスリーブ9と、該スリーブ9の溶湯注入口10からスリーブ9内に注入された溶湯(溶融金属)がキャビティ8へ向けて射出されるプランジャ11とを含む射出装置12を具備する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the present casting apparatus 1 includes a
また、図1に示されるように、本鋳造装置1は、キャビティ8を真空引きして減圧させる減圧装置13を備える。該減圧装置13は、真空ポンプによって減圧される真空タンク14と鋳造金型4に形成されてキャビティ8に連通する減圧路15とが減圧ホース16によって接続されて構成される。そして、本鋳造装置1は、上記減圧路15に減圧バルブ17が設けられ、該減圧バルブ17の開閉動作が、マイクロコンピュータによって構成される制御装置18(制御部)によって制御されて当該減圧路15が開閉される構造になっている。また、本鋳造装置1は、固定型2に埋設されて、検知部が、上記減圧路15の減圧バルブ17よりもキャビティ8側の部分に面する溶湯検知センサ19を備える。そして、本鋳造装置1では、減圧路15を流下する溶湯が上記溶湯検知センサ19によって検知されることで、制御装置18によって減圧バルブ17が閉じられ、当該減圧バルブ17への溶湯の飛込みが防止される構造になっている。
Further, as shown in FIG. 1, the casting apparatus 1 includes a
また、図1に示されるように、本鋳造装置1は、可動型3に設けられて減圧路15を挟んで上記溶湯検知センサ19に対向して配置される減圧路断面積可変装置20を備える。該減圧路断面積可変装置20は、図2及び図3に示されるように、可動型3に形成される収容部21に収容され、裁頭円錐状に形成された弁体23が、収容部21と減圧路15との間の隔壁22に形成されて内径が収容部21から減圧路15へ向けて縮小するテーパ穴24に係合される。なお、本鋳造装置1では、上記テーパ穴24のテーパ角が5。に設定されると共に、弁体23の母線の中心線に対する傾斜角度も5。に設定される。また、上記減圧路断面積可変装置20は、弁体23を溶湯検知センサ19に対して近接離反方向(図2における左右方向)へ移動させる油圧シリンダ25(駆動部)を備え、該油圧シリンダ25は、隔壁22に固定された蓋部材26にスペーサ27を介して取付けられる。
Further, as shown in FIG. 1, the present casting apparatus 1 includes a pressure reducing path cross-sectional
そして、本鋳造装置1では、制御装置18によって油圧シリンダ25の動作を制御することにより、弁体23が駆動されて減圧路15に対して突出/退避される。これにより、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分、より詳細には、減圧路15のうち、溶湯検知センサ19の検知面19aと弁体23の端面23aとの間の部分の断面積が拡大状態(弁体23が減圧路15に対して退避した状態、図2参照。)と縮小状態(弁体23が減圧路15に対して突出した状態であって、断面積が拡大状態に対して50%の状態、図3参照。)とに、必要に応じて切替えられる構造になっている。なお、減圧路断面積可変装置20は、図2及び図3に示されるように、蓋部材26の取付面26aに設けた0リング28が隔壁22に当接されると共に、ピストンロッド挿通穴26bに設けた0リング29がピストンロッド25aに摺接され、これにより、当該蓋部材26の内側空間(減圧路15)と外側空間(収容部21)とが気密が確保されて隔てられる構造になっている。
In the casting apparatus 1, the
また、本鋳造装置1は、プランジャ11に埋設されたマグネットを検知して当該プランジャ11の位置を検出するプランジャ位置検出センサを備える。そして、本鋳造装置1では、鋳造初期(プランジャ11が低速で駆動される低速充填時)には、図2に示されるように、減圧路断面積可変装置20は、弁体23を退避させた状態にある。そして、プランジャ11が低速充填から高速充填に切替えられる鋳造タイミングの40mm手前の位置に到達した時点で、上記プランジャ位置検出センサによってプランジャ11が検出され、これにより、図3に示されるように、減圧路断面積可変装置20は、弁体23を突出させ、減圧路15のうち溶湯検知センサ19の検知面19aと弁体23の端面23aとの間の部分の断面積が、拡大状態から縮小状態へ切替えられ、この状態で、鋳造終期(プランジャ11が高速で駆動される高速充填時)の充填が行われる構造になっている。
The casting apparatus 1 also includes a plunger position detection sensor that detects a magnet embedded in the
次に、本鋳造方法を説明する。まず、図1に示されるように、固定型2と可動型3とを結合させて鋳造金型4を型閉し、当該鋳造金型4の内部にキャビティ8を形成する。次に、射出装置12のスリーブ9内へ溶湯注入口10から溶湯(溶融金属)を注入する。この時、プランジャ11はスリーブ9の溶湯注入口10が開放された初期位置に位置決めされる。なお、この状態では減圧バルブ17が閉られ、キャビティ8の減圧に向けて真空タンク14の真空度が高められる。また、減圧路断面積可変装置20の弁体23は、図2に示される減圧路15に対して退避した状態にあり、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積が、減圧路15の他の部分の断面積と等しい状態(拡大状態)にある。溶湯の注入が完了した後、射出装置12のプランジャ11が前進側(図1における右側)へ低速で駆動され、プランジャ11によってスリーブ9の溶湯注入口10が閉塞された時点で減圧バルブ17が開かれる。これにより、低速充填(鋳造初期)が継続されつつ、キャビティ8が急速に減圧される。
Next, the present casting method will be described. First, as shown in FIG. 1, the fixed
次に、プランジャ位置検出センサによって、プランジャ11が低速充填から高速充填に切替えられる鋳造タイミングの40mm手前の位置に到達したことが検出されると、制御装置18(制御部)から減圧路断面積可変装置20へ減圧路断面積切替え信号が出力され、減圧路断面積可変装置20は、油圧シリンダ25(駆動部)の駆動によって、図3に示されるように、弁体23を減圧路15側へ突出させる。これにより、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積が、拡大状態の50%に絞られて縮小状態になる。そして、プランジャ11の速度(充填速度)が高速に切替わり、該高速充填(鋳造終期)中に、溶湯検知センサ19によって、キャビティ8から減圧バルブ17へ向けて減圧路15を流下する溶湯が検知されると、制御装置18から減圧バルブ17ヘバルブ閉動作信号が出力され、これにより減圧バルブ17が閉じられる。
Next, when it is detected by the plunger position detection sensor that the
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本鋳造装置1は、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積を所定の鋳造タイミングで拡大状態と縮小状態とに切替える減圧路断面積可変装置20を備え、鋳造初期には、当該断面積が拡大状態で低速充填が行われ、低速充填から高速充填に切替えられる鋳造タイミングで、当該断面積が拡大状態から縮小状態へ切替えられ、鋳造終期には、当該断面積が縮小状態で高速充填が行われる。
したがって、本鋳造装置1は、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積が固定的に縮小された従来の鋳造装置1と比較して、鋳造初期には、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積が他の部分の断面積と等しい拡大状態で低速充填が行われるため、キャビティ8の減圧時の減圧路15における排気効率、延いてはキャビティ8の減圧効率が高められる。また、鋳造終期には、当該断面積が鋳造初期に対して50%に縮小された縮小状態で高速充填が行われるため、溶湯検知センサ19によって溶湯が確実に検知される。
これにより、短い時間で効率的にキャビティ8を減圧することが可能になり、鋳込み重量が大きい鋳物の鋳造であっても、鋳巣が極めて少ない高い品質の製品を得ることができる。また、溶湯の減圧バルブ17への飛込みを確実に防止し、鋳造装置1の信頼性を高めることができる。
This embodiment has the following effects.
The casting apparatus 1 includes a pressure reducing path cross-sectional area
Therefore, compared with the conventional casting apparatus 1 in which the cross-sectional area of the portion of the
This makes it possible to efficiently depressurize the
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
縮小状態では、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積が、拡大状態に対して50%に縮小されるが、当該断面積を、必要に応じて40%や60%に縮小するように減圧路断面積可変装置20を構成してもよいし、また、縮小の度合を可変に構成してもよい。
本鋳造装置1では、射出装置12のプランジャ11が、低速充填から高速充填に切替えられる鋳造タイミングの40mm手前の位置に到達した時点で、減圧路断面積可変装置20の弁体23が駆動され、減圧路15のうち溶湯検知センサ19が面する部分の断面積が拡大状態から縮小状態に移行されるが、該移行のタイミングを、プランジャ11が、低速充填から高速充填に切替えられる鋳造タイミングの30mm或いは50mm手前の位置に到達した時点としてもよい。
In addition, embodiment is not limited above, For example, you may comprise as follows.
In the reduced state, the cross-sectional area of the portion of the
In the present casting apparatus 1, when the
また、図4に示されるように、溶湯検知センサ19が設置される減圧路31(溶湯検知センサ19によって溶湯が検知される減圧路31)と、溶湯検知センサ19が設置されない減圧路32と、の2系統の減圧路31,32を鋳造金型4に構成し、低速充填(充填初期)に双方の減圧路31,32を用いてキャビティ8を減圧し、高速充填(充填終期)に溶湯検知センサ19が設置された方の減圧路31のみを用いてキャビティ8を減圧するように、鋳造装置1を構成してもよい。この場合、低速充填時には、双方の減圧路31,32を用いてキャビティ8を減圧して当該キャビティ8の減圧効率が高められ、また、高速充填時には、溶湯検知センサ19によって溶湯が確実に検知される。
Further, as shown in FIG. 4, a
また、図5に示されるように、減圧路15の一区間を減圧路15aと減圧路15bとに分割し、一方の減圧路15aにシャットオフバルブ33を設けると共に、他方の減圧路15bを一方の減圧路15aに対して断面積を小さく形成して溶湯検知センサ19を設置し、低速充填(充填初期)には、シャットオフバルブ33を開いて双方の減圧路15a,15bを用いてキャビティ8を減圧し、高速充填(充填終期)には、シャットオフバルブ33を閉じて溶湯検知センサ19が設置された方の減圧路15bのみを用いてキャビティ8を減圧するように、鋳造装置1を構成してもよい。この場合、低速充填時には、双方の減圧路15a,15bを用いてキャビティ8を減圧して当該キャビティ8の減圧効率が高められ、また、高速充填時には、溶湯検知センサ19によって溶湯が確実に検知される。
Further, as shown in FIG. 5, one section of the
1鋳造装置、4鋳造金型、11プランジャ、12射出装置、13減圧装置、15減圧路、17減圧バルブ、18制御装置(制御部)、19溶湯検知センサ、20減圧路断面積可変装置、23弁体、25油圧シリンダ(駆動部)
1 casting device, 4 casting molds, 11 plunger, 12 injection device, 13 pressure reducing device, 15 pressure reducing passage, 17 pressure reducing valve, 18 control device (control unit), 19 molten metal detection sensor, 20 pressure reducing passage cross-sectional area variable device, 23 Valve body, 25 hydraulic cylinder (drive unit)
Claims (6)
A plunger position detection sensor for detecting a plunger position of the injection device is provided, and the pressure reducing path cross-sectional area variable device is configured such that the control unit controls the operation of the drive unit based on a detection signal of the plunger position detection sensor. The casting apparatus according to claim 4 or 5.
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KR101057455B1 (en) * | 2010-09-10 | 2011-08-17 | 한국기전금속(주) | The manufacturing method using metals on fusion for casting mould of different metal |
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- 2006-02-06 JP JP2006028484A patent/JP2007203361A/en active Pending
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