JP2008087047A - Plunger tip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶湯物を金型に向けて押出す射出プランジャーのプランジャーチップに関するもので、例えば横射出式コールドチャンバー型鋳造機、特にコールドチャンバー形ダイカストマシンにおけるプランジャーチップに関し、特に熱膨張を考慮したプランジャーチップに関するものである。 The present invention relates to a plunger tip of an injection plunger for extruding a molten metal toward a mold, for example, a lateral injection type cold chamber type casting machine, particularly a plunger tip in a cold chamber type die casting machine, in particular, thermal expansion. This relates to a plunger tip considering the above.
従来のダイカストマシンは、図1の如く溶湯物を射出スリーブ4に給湯し、これを射出プランジャー10により金型キャビティC内へ射出するのが一般的であり、射出プランジャーは、プランジャーロッド3の先にプランジャーヘッド1を螺着結合し、これを射出スリーブ4内に摺動自在に挿入し、シリンダ装置によって往復動するものである。
プランジャーヘッドは、溶湯側端面に高温の溶湯物が直接触れ、その熱が溶湯側端面から内部に伝わり熱膨張するため、ヘッド内部を常時冷却し、熱膨張を防ぐ必要がある。そのため、種々の冷却手段が提案されている。例えば、特開平09−94648号公報、特開2006−35308号公報、実用新案登録第2597165号公報、実用新案登録第2597248号公報にあっては、プランジャーヘッドの内部に冷却室を備え、プランジャーロッドに冷却室と連通する通水路を設け、この通水路から冷却室に冷却水を循環することでプランジャーヘッドを冷却している。
A conventional die casting machine generally supplies molten metal to an injection sleeve 4 as shown in FIG. 1 and injects the molten metal into a mold cavity C by an injection plunger 10, and the injection plunger is a plunger rod. The
The plunger head directly touches the molten metal side end surface, and the heat is transferred from the molten side end surface to the inside to thermally expand. Therefore, it is necessary to always cool the inside of the head to prevent thermal expansion. For this reason, various cooling means have been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 09-94648, 2006-35308, Utility Model Registration No. 2597165, and Utility Model Registration No. 2597248, a cooling chamber is provided inside the plunger head. A water passage that communicates with the cooling chamber is provided in the jar rod, and the plunger head is cooled by circulating cooling water from the water passage to the cooling chamber.
また、図8の如くプランジャーヘッド1を、アウターチップ11とインナーチップ12に分割し、アウターチップ11としてSKD61等の熱間工具鋼を使用して肉厚を薄くし、インナーチップ12として銅または銅合金或はCrの含有量が1.5重量%以下のクロム鋼を使用する等し、給水口8より供給する冷却水を、プランジャーロッド3に設けた水管9を通ってインナーチップ12の溶湯側端面12aに切られた冷却水溝14を内側から外側へ流し、更にインナーチップ12の外周面に切られた溝を廻ってインナーチップ内側の凹部に戻し、水管9の外周の空部16を通り排水口18より排水し、熱膨張を防ぐことも試みられている。
Further, as shown in FIG. 8, the
更に、特開2004−298908号公報の如く、ランジャーヘッドのインロー部(プランジャーヘッドの外周面と溶湯側端面とが交差する隅角部、即ち、前側外周部)にリングを嵌合するものも提案されている。
プランジャーヘッドは冷却水によって冷却されているとは言え、均一に冷却することは不可能に近く、特に図8の如くプランジャーヘッドにあっては、冷却水による冷却効果は、図6に示す非加熱状態における冷却効果を示す温度分布図の如く、冷却室の形成範囲に位置する外周側部と前部側部に及ぶも、ヘッド外周部と前部との間のインナー部(前外周部)の冷却は格段に劣る。反対に、高温の溶湯物(アルミ合金の溶湯にあっては、鋳造時に640℃〜750℃まで昇温する)を押出す場合、ヘッドの溶湯側端面が直接溶湯物触れ、その熱が図7に示す非冷却状態における熱伝導分布図の如く、溶湯側端面からヘッド内部に熱伝導するので、冷却効果の劣るインナー部の熱膨張量が大きくなる。その結果、全体として不均一に歪んでしまい、こじれや片当りが発生し、かじりや異常な摩耗を誘発することになり、熱膨張したプランジャーヘッドインナー部と射出スリーブ内面との間に焼付きが発生する場合もあった。
また、片減りしたプランジャーヘッドの隙間に溶湯物が侵入して固まり、プランジャーが動かなくなったりする問題点もある。その上、高価なプランジャーヘッドの交換頻度が増大し、頻繁なメンテナンスが必要とする等の問題がある。
Although the plunger head is cooled by the cooling water, it is almost impossible to cool uniformly. Especially in the plunger head as shown in FIG. 8, the cooling effect by the cooling water is shown in FIG. As shown in the temperature distribution diagram showing the cooling effect in the non-heated state, the inner part between the outer peripheral part of the head and the front part (front outer peripheral part) extends to the outer peripheral side part and the front side part located in the formation range of the cooling chamber. ) Cooling is much inferior. On the contrary, when extruding a high-temperature molten material (in the case of an aluminum alloy molten metal, the temperature is raised to 640 ° C. to 750 ° C. during casting), the molten metal side end face of the head directly touches the molten material, and the heat is shown in FIG. As shown in the heat conduction distribution diagram in the non-cooled state, heat conduction is performed from the molten metal side end surface to the inside of the head, so that the amount of thermal expansion of the inner portion having a poor cooling effect increases. As a result, it is distorted unevenly as a whole, causing kinks and pieces of contact, leading to galling and abnormal wear, and seizure between the thermally expanded plunger head inner part and the inner surface of the injection sleeve. Sometimes occurred.
There is also a problem that the molten metal penetrates into the gap between the plunger heads, which are reduced, and hardens, causing the plunger to stop moving. In addition, there is a problem that the replacement frequency of the expensive plunger head increases and frequent maintenance is required.
プランジャーヘッドをアウターヘッドとインナーヘッドに分割し、アウターヘッドの冷却を向上しても、アウターヘッドは高圧で溶湯物をキャビティー内に充填する為、アウターヘッドのインロー部は溶湯物の熱で加熱され、急速に温度上昇し、依然として熱膨張を生ずるため、カジリや焼き付き及び磨耗が発生する問題点があった。
そこで本発明は、従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶湯物により急激にプランジャーヘッドが溶湯側端面から加熱され、熱膨張しても、インロー部が射出スリーブと接触せず、カジリや異常摩耗を誘発することがなく、円滑な往復動を長期間維持できるプランジャーチップを提供することにある。
Even if the plunger head is divided into an outer head and an inner head and the cooling of the outer head is improved, the outer head fills the cavity with the molten metal at a high pressure. There is a problem that galling, seizure, and abrasion occur because it is heated and rapidly rises in temperature and still undergoes thermal expansion.
Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and the object thereof is to provide a spigot portion of an injection sleeve even when the plunger head is suddenly heated from the molten metal side end surface and thermally expanded. It is an object of the present invention to provide a plunger tip that can maintain a smooth reciprocating motion for a long period of time without contact with the surface, without causing galling or abnormal wear.
上記目的による本発明のプランジャーチップは、請求項1として、溶湯物を金型に向けて押し出す射出プランジャーにおいて、射出プランジャーを構成するプランジャーヘッドのインロー部に、熱膨張を見越した切り欠部を予め備え、熱膨張をしてもインロー部が射出スリーブと接触しないようにしたことを特徴とする。
請求項2として、請求項1記載のプランジャーチップにおいて、切り欠部の切込み位置が、プランジャーヘッド内に設けた冷却室の形成位置まで達していることを特徴とする。
請求項3として、請求項1,2記載のプランジャーチップにおいて、切り欠部の切込み深さが、ヘッド径の1/1000〜7/1000であることを特徴とする。
According to the first aspect of the plunger tip of the present invention, in the injection plunger for extruding the molten metal toward the mold, the plunger tip of the plunger head constituting the injection plunger is cut in anticipation of thermal expansion. A notch portion is provided in advance so that the spigot portion does not come into contact with the injection sleeve even after thermal expansion.
According to a second aspect of the present invention, in the plunger tip according to the first aspect, the cut position of the cutout portion reaches the formation position of the cooling chamber provided in the plunger head.
According to a third aspect of the present invention, in the plunger tip according to the first or second aspect, the cut depth of the notch is 1/1000 to 7/1000 of the head diameter.
ここで射出プランジャーとは、射出スリーブ内に供給された溶湯物を金型キャビティに向けて押し出すもので、プランジャーロッドの先にプランジャーヘッドを螺着結合し、これをシリンダ装置によって射出スリーブ内において往復動するものであり、プランジャーチップとは、プランジャーヘッドのインロー部に切り欠部を備えるものを言う。
インロー部とは、プランジャーヘッドの外周面と溶湯側端面とが交差する隅角部、即ち、前側外周部に相当し、切り欠部とは、プランジャーヘッド外周面より中心方向に切欠した部分で、プランジャーヘッドが高温の溶湯物に触れ、熱膨張しても、ヘッド径以上に膨張しないものを言う。このことにより、インロー部は溶湯物の熱で膨張しても、熱膨張を見込んで予め小径に形成され、射出スリーブと接触しないので、カジリや焼き付き、或は磨耗の発生を防止し得る。
切込み深さとは、ヘッド外周面から中心方向の寸法を言い、ヘッド径の1/1000〜7/1000mm、或は0.01〜0.08mm、望ましくは0.01〜0.07mm小径にすることを言う。
ここで冷却室とは、プランジャーヘッドの内部に設けた空部で、プランジャーロッドから冷却水が循環され、プランジャーヘッドを冷却する。
ここで溶湯物とは、加熱により溶湯した金属性溶湯物、特にアルミ性溶湯物、及び合成樹脂性溶湯物を言う。
Here, the injection plunger is for extruding the molten metal supplied into the injection sleeve toward the mold cavity. The plunger head is screwed to the tip of the plunger rod, and this is connected to the injection sleeve by the cylinder device. The plunger tip is one having a notch portion in the inlay portion of the plunger head.
The inlay portion corresponds to a corner portion where the outer peripheral surface of the plunger head intersects with the molten metal side end surface, that is, the front outer peripheral portion, and the notched portion is a portion notched in the central direction from the plunger head outer peripheral surface. In this case, the plunger head does not expand beyond the head diameter even if the plunger head touches the hot molten metal and thermally expands. As a result, even if the spigot portion expands due to the heat of the molten metal, it is formed in advance with a small diameter in anticipation of the thermal expansion and does not come into contact with the injection sleeve.
The depth of cut refers to the dimension in the center direction from the outer peripheral surface of the head, which is 1/1000 to 7/1000 mm of the head diameter, or 0.01 to 0.08 mm, preferably 0.01 to 0.07 mm. Say.
Here, the cooling chamber is an empty portion provided inside the plunger head, and cooling water is circulated from the plunger rod to cool the plunger head.
Here, the molten metal means a metallic molten metal melted by heating, particularly an aluminum molten metal, and a synthetic resin molten metal.
請求項4として、請求項1,2,3記載のプランジャーチップにおいて、切り欠部が切込み位置から押出し側に向けてヘッド外周面と平行に切り欠している段状切り欠部であることを特徴とする。
請求項5として、請求項1,2,3記載のプランジャーチップにおいて、切り欠部が切込み位置から押出し側に向けて直線状に下降傾斜している直線傾斜切り欠部であることを特徴とする。
請求項6として、請求項1,2,3記載のプランジャーチップにおいて、切り欠部が切込み位置から押出し側に向けて湾曲状に下降傾斜している湾曲傾斜切り欠3であることを特徴とする。
As a fourth aspect of the present invention, in the plunger tip according to any one of the first, second, and third aspects, the notch is a stepped notch that is notched in parallel with the outer peripheral surface of the head from the notch position toward the extrusion side. It is characterized by.
As a fifth aspect of the present invention, in the plunger tip according to any one of the first, second, and third aspects, the notch portion is a linearly inclined notch portion that linearly inclines downward from the cut position toward the extrusion side. To do.
As a sixth aspect of the present invention, in the plunger tip according to any one of the first, second, and third aspects, the notch portion is a curved inclined notch 3 that is inclined downward in a curved shape from the cut position toward the pushing side. To do.
本発明のプランジャーチップは上記の通りであるから、次に記載する効果を奏する。
請求項1のプランジャーチップは、インロー部に切り欠部を設け、予め熱膨張を見込んで小径に形成してある為、射出スリーブに注湯された溶湯物をキャビティに充填する際、プランジャーチップのインロー部が溶湯物の熱で加熱され膨張しても、カジリや焼き付きを生じない。その結果、寿命が長いプランジャーチップを提供できる。
また、本発明のプランジャーチップは、一般に使用されているプランジャーヘッドのインロー部に切る欠部を形成するだけであるから、改良が容易で、安価に提供できるばかりか、プランジャーチップと射出スリーブの気密性が高くなり、二次空気の流入が少なくなり、高品質ダイカスト製品の生産が可能となる。
Since the plunger tip of the present invention is as described above, the following effects can be obtained.
The plunger tip according to
In addition, the plunger tip of the present invention only forms a notch in the inlay portion of a commonly used plunger head, so that it is easy to improve and can be provided at low cost. The airtightness of the sleeve is increased, the inflow of secondary air is reduced, and the production of high-quality die-cast products is possible.
請求項2のプランジャーチップは、請求項1の特徴に加えて、切り欠部の切込み位置が冷却室まで達しているので、少なくとも冷却室溶湯側面から切込み位置までの切り欠部は、冷却水の冷却効果は受ける。
請求項3のプランジャーチップは、請求項1,2の特徴に加えて、切り欠部の切込み深さが熱膨張を見込んだ分だけであるから、射出スリーブとの隙間に溶湯物が侵入し、個化することが少ない。
請求項4のプランジャーチップは、請求項1,2,3の特徴に加えて、切り欠部が段状切り欠部であるから、
請求項5,6のプランジャーチップは、請求項1,2,3の特徴に加えて、切り欠部が直線傾斜切り欠部、又は切り欠部が湾曲傾斜切り欠部であるから、切込み深さが最も熱膨張が大きいと思われるヘッド溶湯側端面で最大となる。
In addition to the features of the first aspect, the plunger tip of
In addition to the features of
In addition to the features of
In addition to the features of the first, second, and third aspects, the plunger tip according to the fifth and sixth aspects has a notch depth because the notch is a linearly inclined notch or the notch is a curved inclined notch. Is the maximum at the end surface of the head molten metal where the thermal expansion seems to be the largest.
先ず横形ダイカス鋳造装置(コールドチャンバーダイカスト装置)の構造を図1に基づき説明すると、射出プランジャー10は、プランジャーロッド3の先端にプランジャーヘッド2を螺着結合し、これを射出スリーブ4内に摺動自在に挿入し、シリンダ装置(図示せず)によって往復動するものであり、プランジャーヘッド2は冷却水により冷却され、射出スリーブ4に給湯した溶湯物を、金型キャビティC内へ射出するものである。
First, the structure of a horizontal die-casting device (cold chamber die-casting device) will be described with reference to FIG. The
次に本発明によるプランジャーチップの最良形態を図2に基づき説明すれば、溶湯物を金型に向けて押し出す射出プランジャー10において、射出プランジャー10を構成するプランジャーヘッド2のインロー部21に、熱膨張を見越した切り欠部5を予め備え、インロー部21はヘッド外周面2aと溶湯側端面2bとが交差する隅角部、即ち、前側外周部に相当し、切り欠部5は図3の如く切込み位置から押出し側に向けてヘッド外周面2aと平行に切り欠している段状切り欠部51であり、段状切り欠部51の切込み長さHが5〜20mmで、切込み位置がプランジャーヘッド2内に設けた冷却室6の形成位置まで達しており、且つ切込み深さtが、ヘッド径Rの1/1000〜7/1000であり、ヘッド外周面2aから0.01〜 0.07mmであり、熱膨張をしてもインロー部が射出スリーブ4と接触しないようにしたことを特徴とする。
Next, the best mode of the plunger tip according to the present invention will be described with reference to FIG. 2. In the injection plunger 10 for extruding a molten metal toward a mold, the
最良形態のプランジャーチップは上記構造であるから、インロー部21に予め段状切り欠部51を形成しておく。その際、段状切り欠部51の切込み位置が冷却室6の形成範囲まで達していて、冷却室溶湯側面6aから切込み位置までの間に食い込み長さhを有することが重要であり、且つ切込み深さtが熱膨張分を見越した寸法で、溶湯物が侵入し得ない寸法に形成する。
本発明のプランジャーチップ1をプランジャーロッド3の先端に螺着結合し、これを射出スリーブ4内に挿入し、シリンダ装置によって往復動し、溶湯物をキャビティーに充填する。その際、プランジャーヘッド2のインロー部21が溶湯物の熱で急激に加熱され膨張するも、インロー部21は熱膨張を見込んで予め切り欠部5によって小径と成るので、インロー部21が射出スリーブ4と接触せず、カジリ及び磨耗も生じない。
Since the plunger tip of the best form has the above structure, a stepped notch 51 is formed in advance in the
The
本発明によるプランジャーチップの第一実施形態を、最良形態と相違する点について説明すれば、第一実施形態のプランジャーチップは図4の如く、切り欠部5が切込み位置から押出し側に向けて直線状に下降傾斜している直線傾斜切り欠部52である。この直線傾斜切り欠部52の切込み位置が冷却室6の形成範囲まで達していて、冷却室溶湯側面6aから切込み位置まで間に食い込み長さhを有する。
The first embodiment of the plunger tip according to the present invention will be described in terms of differences from the best mode. As shown in FIG. 4, the plunger tip according to the first embodiment has a notch 5 directed from the cut position toward the extrusion side. This is a linearly inclined notch 52 that is inclined downward in a straight line. The cutting position of the linear inclined notch 52 reaches the formation range of the
本発明によるプランジャーチップの第二実施形態を、最良形態及び第一実施形態と相違する点について説明すれば、第二実施形態のプランジャーチップは図5の如く、切り欠部5が切込み位置から押出し側に向けて湾曲状に下降傾斜している湾曲傾斜切り欠部53である。この湾曲傾斜切り欠部53の切込み位置が冷却室6の形成範囲まで達していて、冷却室溶湯側面6aから切込み位置まで間に食い込み長さhを有する。
The second embodiment of the plunger tip according to the present invention will be described in terms of differences from the best mode and the first embodiment. In the plunger tip according to the second embodiment, as shown in FIG. It is the curve inclination notch part 53 which inclines and inclines downward toward the extrusion side. The cut position of the curved inclined notch 53 reaches the formation range of the
本発明によるプランジャーチップの第三実施形態を、前記実施形態と相違する点について説明すれば、第三実施形態のプランジャーチップは、ヘッド径Rが60mmのプランジャーヘッド2において、溶湯側端面2bの中央部に、押出し側に向けて突出する凸部22を形状し、インロー部21に切込み長さHが5mm、切込み深さtがヘッド外周面2aから0.01mmの切り欠部5を形成するものである。
凸部22の形成によって、インロー部21に与える熱影響が更に少なくなる。
The third embodiment of the plunger tip according to the present invention will be described in terms of differences from the above embodiment. The plunger tip according to the third embodiment is the same as that of the
The formation of the
本発明のプランジャーチップを用いて、ダイカスト品を鋳造し、各種の熱処理、強度試験等を実施したが、全製品とも表面の膨れは皆無であり、内部に有害な気孔巣は見当たらなかった。
本発明プランジャーチップの耐久試験を行った所、従来プランジャーチップに比較して、長期の使用が可能であることが確認できた。
A die-cast product was cast using the plunger tip of the present invention, and various heat treatments, strength tests, and the like were carried out. However, no surface swelling was observed in any of the products, and no harmful pores were found inside.
When the endurance test of the plunger tip of the present invention was performed, it was confirmed that it could be used for a long time as compared with the conventional plunger tip.
切込み長さHと切込み深さtは、実施例に限定されるものではなく、プランジャーヘッド2のヘッド径Rに合わせて形成するものであり、例えば切込み深さtをプランジャーヘッド外周面から0.01〜0.08mmに、切込み長さHを切込み位置から5〜15mmに形成することも可能である。
食い込み長さhとして採用し得る範囲は0.01〜10mm、好ましくは0.1〜10mm、最良の範囲は1〜5mmである。
切込み長さHと切込み深さtの関係は表1の通りである。
The cutting length H and the cutting depth t are not limited to those in the embodiment, and are formed in accordance with the head diameter R of the
The range that can be adopted as the biting length h is 0.01 to 10 mm, preferably 0.1 to 10 mm, and the best range is 1 to 5 mm.
The relationship between the cutting length H and the cutting depth t is as shown in Table 1.
10 射出プランジャー
1 プランジャーチップ
2 プランジャーヘッド、2a ヘッド外周面、2b,12a 溶湯側端面
21 インロー部(前側外周部)、22 凸部
3 プランジャーロッド
4 射出スリーブ
5 切り欠部
51 段状切り欠部、52 直線傾斜切り欠部、53 湾曲傾斜切り欠部
6 冷却室、6a 溶湯側面
7 ビスケット
8 給水口、18 排水口
9 水管
11 アウターチップ
12 インナーチップ
13 チップジョイント
14 冷却水溝
16 空部
C キャビティー
h 冷却室溶湯側面から切込み位置までの食い込み長さ
H 切込み長さ
t 切込み深さ
R ヘッド径
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Cited By (2)
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CN108097920A (en) * | 2018-01-31 | 2018-06-01 | 宁波海天金属成型设备有限公司 | Titanium alloy material cylinder structure |
CN112589070A (en) * | 2020-11-27 | 2021-04-02 | 诸暨市旭祥弹簧有限公司 | Die-casting die of horizontal cold chamber die-casting machine and process thereof |
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