JP2008110373A - Apparatus and method for manufacturing casting component - Google Patents
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Description
本発明は、例えばDCブラシレスモータのブラケットなどの鋳造部品の製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a cast part such as a bracket of a DC brushless motor, for example.
例えば、DCブラシレスモータのブラケット(固定子ハウジング)は、アルミ製若しくはアルミ合金製の筒状部品が用いられる。このブラケットは、高速射出成形機を用いて溶融した金属溶湯(アルミ溶湯若しくはアルミ合金溶湯)を型閉じした成形型に圧送りするアルミダイカスト法により鋳造される。成形された鋳造品は製品部と不要部分に分離され、仕上げ処理、切削加工されて部品としてモータに組み付けられる。 For example, a cylindrical part made of aluminum or aluminum alloy is used for a bracket (stator housing) of a DC brushless motor. The bracket is cast by an aluminum die casting method in which a molten metal melt (aluminum melt or aluminum alloy melt) is pressure-fed to a closed mold using a high-speed injection molding machine. The molded casting is separated into a product part and an unnecessary part, finished and cut, and assembled into a motor as a part.
成形型は、固定型と可動型を有し、可動型が固定型に対して水平方向に移動して型開閉が行なわれる。固定型及び可動型にはインサートブロックが各々設けられ、インサートブロックには金属溶湯が充填されるキャビティやこれに連絡するランナや湯口(ゲート)が形成されている。金属溶湯が成形型へ射出する際に金型に彫り込まれたランナゲートやキャビティに存在する空気や溶湯と離型剤との反応で生ずるガスを巻き込んで成形され袋小路になる末端部分に閉じ込められてしまう。このため、金属溶湯に混入した空気やガスを金型パーティング面や金型分割面の隙間などから外部に逃がす技術が提案されている(特許文献1、2参照)。
The mold has a fixed mold and a movable mold, and the movable mold moves in the horizontal direction with respect to the fixed mold, and the mold is opened and closed. Each of the fixed mold and the movable mold is provided with an insert block, and the insert block is formed with a cavity filled with a molten metal, a runner and a gate (gate) communicating with the cavity. When the molten metal is injected into the mold, it is trapped in the runner gate engraved in the mold, the air present in the cavity, or the gas generated by the reaction between the molten metal and the mold release agent, and is trapped in the end part that becomes a bag path End up. For this reason, a technique has been proposed in which air or gas mixed in the molten metal is released to the outside through a gap between the mold parting surface and the mold dividing surface (see
また、金属溶湯がキャビティ内の末端まで充填される間に冷却されて流動性が低下するため、袋小路になる末端成形部分への充填性が低下する。このため、金型パーティング面にエアーベントや油溜まりポケット(冷えた金属溶湯をためる部分)を設けて金属溶湯をキャビティより溢れ(オーバーフロー)させて成形される。
しかしながら、金型パーティング面に湯口、エアーベント、湯溜まりポケットが形成されているため、軸状や筒状など複雑な形状をした鋳造品の場合、金属溶湯は湯溜まりポケットに先に充填されて上流側が閉塞されると、エアーやガスはキャビティ内の末端側に閉じ込められて逃げ場がなくなる。よって、鋳造品の末端成形部分に鋳巣が発生し易くなる。
また、冷却された金属溶湯が製品形状に入ると流動性が低下して未充填部分が発生し易くなる。
However, since the gate, air vent, and puddle pocket are formed on the mold parting surface, the molten metal is filled in the puddle pocket first in the case of castings with complicated shapes such as shafts and cylinders. If the upstream side is blocked, air or gas is trapped at the end side in the cavity and there is no escape. Therefore, a void is easily generated in the terminal molded portion of the cast product.
Moreover, when the cooled molten metal enters the product shape, the fluidity is lowered and unfilled portions are easily generated.
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、成形品に鋳巣や未充填部がなく成形品質を向上させた鋳造部品の製造装置及び製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing a cast part which has no cast hole or unfilled portion in the molded product and has improved molding quality. There is to do.
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
金属溶湯を成形型に圧送りして鋳造部品を製造する鋳造部品の製造装置であって、第1のインサートブロックのキャビティ中心に対応して第1のセンターピンが突設された固定型と、第2のインサートブロックに第1のセンターピンと端面どうしが突き当てられる第2のセンターピンが突設された可動型を備え、第1、第2のセンターピンのうち少なくとも一方側端面に、環状の突条部と該突条部に囲まれた部位に凹部が形成されており、成形型がクランプして端面どうしが突き当てられた第1、第2のセンターピンは突条部に形成されたスリットを通じてピン内外に形成されるキャビティ空間部が連通することを特徴とする。
また、第1、第2のセンターピンの端面の双方に、環状の第1、第2の突条部が各々形成され、各突条部に囲まれた部位に第1、第2の凹部が各々形成されており、成形型がクランプして第1、第2の凹部が対向するよう端面どうしが突き当てられ、第1、第2の突条部に各々形成されたスリットを通じてピン内外に形成されるキャビティ空間部が連通することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
An apparatus for manufacturing a cast part that presses a molten metal into a mold and manufactures a cast part, and a fixed mold in which a first center pin projects from the center of the cavity of the first insert block; The second insert block includes a movable mold having a second center pin projecting from the first center pin and an end face, and at least one end face of the first and second center pins has an annular shape. A concave portion is formed in the ridge portion and a portion surrounded by the ridge portion, and the first and second center pins in which the molding die is clamped and the end faces are abutted are formed in the ridge portion. A cavity space formed inside and outside the pin communicates through the slit.
In addition, annular first and second protrusions are formed on both end surfaces of the first and second center pins, respectively, and the first and second recesses are formed in portions surrounded by the protrusions. Each is formed, the mold is clamped, the end faces are abutted so that the first and second recesses face each other, and formed inside and outside the pin through slits formed in the first and second protrusions, respectively. It is characterized in that the cavity space to be communicated.
また、鋳造部品の製造方法においては、成形型をクランプし、第1のインサートブロックのキャビティ中心に対応して突設された第1のセンターピンと第2のインサートブロックに第1のセンターピンと対向して突設された第2のセンターピンを端面どうしを突き当ててピン内外に形成されるキャビティ空間部を連通させる工程と、成形型に形成された湯路を通じて金属溶湯をキャビティへ圧送りし第1、第2のセンターピンの内外に形成されるキャビティ空間部へ金属溶湯を充填する工程と、型開きした成形型より取り出した成形品の内外に形成された不要な金属部分を除去するトリミング工程を含むことを特徴とする。
また、金属溶湯が充填されるキャビティ内の末端側に混入したエアーやガスを第1、第2のセンターピンとインサートブロックの隙間を通じて金型分割面へ導いて排出すると共に金属溶湯をピン内のキャビティ空間部へオーバーフローさせてキャビティへ金属溶湯が充填されることを特徴とする。
Further, in the casting part manufacturing method, the mold is clamped, and the first center pin and the second insert block projecting from the center of the cavity of the first insert block are opposed to the first center pin. A second center pin projecting from the end surface is brought into contact with the end surface to communicate with the cavity space formed inside and outside the pin, and the molten metal is pressure-fed to the cavity through the water passage formed in the mold. 1. Filling the cavity space formed inside and outside the second center pin with molten metal, and trimming removing the unnecessary metal portion formed inside and outside the molded product taken out from the mold that has been opened It is characterized by including.
In addition, air and gas mixed on the end side in the cavity filled with the molten metal are led to the mold dividing surface through the gap between the first and second center pins and the insert block and discharged, and the molten metal is discharged into the cavity in the pin. The molten metal is filled into the cavity by overflowing into the space.
上述した鋳造部品の製造装置及び製造方法を用いれば、第1、第2のセンターピンのうち少なくとも一方側端面に、環状の突条部と該突条部に囲まれた部位に凹部が形成されており、成形型がクランプして端面どうしが突き当てられた第1、第2のセンターピンは突条部に形成されたスリットを通じてピン内外に形成されるキャビティ空間部が連通するようになっている。よって、クランプした成形型に金属溶湯が射出されてキャビティ内へ圧送りされると、第1、第2のセンターピンの周囲から金属溶湯が充填されてキャビティ端部まで充填されてから最後にスリットを通じてオーバーフローしてピン内の空間部へ充填される。また、金属溶湯が充填されるキャビティ内の末端側に巻き込まれたガスを第1、第2のセンターピンとインサートブロックの隙間を通じて金型分割面へ導いて排出される。第1、第2のセンターピンどうしの端面間に形成される湯溜まり部は製品にならない部分であるため、成形品質に影響を与えない。したがって、金属溶湯に混入したエアーやガスが製品に残らず、鋳巣や未充填部のない高品質の精密鋳造部品を提供することができる。 If the above-described casting part manufacturing apparatus and manufacturing method are used, at least one side end face of the first and second center pins is formed with an annular ridge and a recess surrounded by the ridge. The first and second center pins whose end faces are abutted with each other when the mold is clamped are connected to the cavity space formed inside and outside the pin through the slit formed in the protrusion. Yes. Therefore, when the molten metal is injected into the clamped mold and pressed into the cavity, the molten metal is filled from the periphery of the first and second center pins and filled to the end of the cavity, and finally the slit. Overflows through and fills the space inside the pin. Further, the gas entrapped on the end side in the cavity filled with the molten metal is led to the mold dividing surface through the gap between the first and second center pins and the insert block and discharged. The hot water pool portion formed between the end surfaces of the first and second center pins is a portion that does not become a product, and therefore does not affect the molding quality. Therefore, air or gas mixed in the molten metal does not remain in the product, and it is possible to provide a high-quality precision cast part having no casting hole or unfilled portion.
また、第1、第2のセンターピンの端面の双方に、環状の第1、第2の突条部が各々形成され、各突条部に囲まれた部位に第1、第2の凹部が各々形成されており、成形型がクランプして第1、第2の凹部が対向するよう端面どうしが突き当てられた第1、第2のセンターピンは、第1、第2の突条部に各々形成されたスリットを通じてピン内外の空間部が連通するようになっている。これにより、キャビティからオーバーフローした金属溶湯はピン内の第1、第2の凹部が対向して形成される空間部へ充填される。この場合、第1、第2の凹部により形成される湯溜まり部の容積を大きくとれるので、金属溶湯を確実にオーバーフローさせて鋳造品の成形品質を安定させることができる In addition, annular first and second protrusions are formed on both end surfaces of the first and second center pins, respectively, and the first and second recesses are formed in portions surrounded by the protrusions. The first and second center pins, which are formed and clamped by the mold and faced with each other so that the first and second recesses face each other, are located on the first and second protrusions. The space inside and outside the pin communicates with each other through the formed slit. As a result, the molten metal overflowed from the cavity is filled into the space formed by the first and second recesses in the pin facing each other. In this case, since the volume of the hot water reservoir formed by the first and second recesses can be increased, the molten metal can be reliably overflowed to stabilize the molding quality of the cast product.
以下、本発明に係る鋳造部品の製造装置及び製造方法の最良の実施形態について添付図面とともに詳細に説明する。本実施形態は、鋳造部品の一例としてDCブラシレスモータのブラケットを例示して説明するものとする。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best embodiment of a casting part manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a bracket of a DC brushless motor will be described as an example of a cast part.
先ず、図1を参照して鋳造部品の製造装置の概略構成について説明する。
鋳造部品の製造装置はアルミニウム若しくはアルミニウム合金などを溶解して金属溶湯を図示しないスクリューなどを備えた射出装置により成形型1に圧送りするダイカスト法を用いて鋳造部品を製造する。
First, a schematic configuration of a casting part manufacturing apparatus will be described with reference to FIG.
A casting part manufacturing apparatus manufactures a casting part by using a die casting method in which aluminum or an aluminum alloy is melted and a molten metal is pressure-fed to a
図1A及び図1Bにおいて、固定型2は固定ベースブロック3に第1のインサートブロック6が入子状に設けられている。固定ベースブロック3には、図示しない射出装置から金属溶湯が射出される射出口4及び金属湯路5が形成されている。また、第1のインサートブロック6には、鋳造部品の外形を規定するキャビティ(金型凹部)7が設けられている。また、キャビティ7の底部中心には第1のセンターピン8が突設されている。第1のセンターピン8は固定ベースブロック3に固定されている。
In FIG. 1A and FIG. 1B, the fixed mold | type 2 has the
図1A及び図1Cにおいて、可動型9は可動ベースブロック10に第2のインサートブロック11が入子状に設けられている。可動ベースブロック10には、金属湯路5に連続するランナ12及び湯口(ゲート)13、キャビティ(金型凹部)14が形成されている。
また、第2のインサートブロック11のキャビティ中心に第2のセンターピン15が突設されている。第2のセンターピン15は、型閉じした際に先端が対向するキャビティ7へ進入して第1のセンターピン8と端面どうしが突き当てられる。第2のセンターピン15は可動ベースブロック10に固定されている。尚、キャビティ7、14は成形品の形状に応じて形成され、第1、第2のインサートブロック6、11のいずれか一方に形成されていても良い。
1A and 1C, the movable die 9 has a movable base block 10 and a
A
また、図1Cにおいて、キャビティ14の周囲、ランナ12の一部には湯溜まりポケット(冷えた金属溶湯をためる部分)16が設けられている。湯溜まりポケット16にはエアーベント17が連絡しており、エアーベント17は第2のインサートブロック11とベースブロック10との金型分割面まで形成されている。金属溶湯に混入したエアーやガスはエアーベント17より金型分割面に形成される隙間を通じて外部へ逃すようになっている。
Further, in FIG. 1C, a hot water pool pocket (a portion for accumulating the molten metal) 16 is provided around the
ここで、第1、第2のセンターピン8、15の形状について図4及び図5を参照して説明する。第1、第2のセンターピン8、15のうち少なくとも一方側端面に、環状の突条部と該突条部に囲まれた部位に凹部が形成されている。また、成形型1がクランプして端面どうしが突き当てられた第1、第2のセンターピン8、15は突条部に形成されたスリットを通じてピン内外に形成される空間部が連通するようになっている。
Here, the shape of the first and
図4A及び図5Aにおいて、第1、第2のセンターピン8、15の端面の双方に、環状の第1、第2の突条部18、19が各々形成されている。また、図4B及び図5Bにおいて、第1、第2の突条部18、19に囲まれた部位に第1、第2の凹部20、21が各々形成されている。また、図4A及び図5Aにおいて第1、第2の突条部18、19には放射状に複数箇所でスリット(へこみ部分)22、23が形成されている。
4A and 5A, annular first and
図2ABCにおいて、成形型1がクランプすると第1、第2の凹部20,21が対向するよう端面どうし(第1、第2の突条部18、19)が突き当てられる。第1、第2のセンターピン8、15は、第1、第2の突条部18、19に各々形成されたスリット22、23を通じてピン内外の空間部が連通するようになっている。
尚、上記実施の形態では第1、第2のセンターピン8、15の端面の双方に第1、第2の凹部20、21を設けたが、いずれか一方、好ましくは第1のセンターピン8側に凹部が設けられていれば良い。突条とスリットはいずれの端面に設けられていても良い。
In FIG. 2ABC, when the
In the above-described embodiment, the first and
次に、鋳造部品の製造工程について図1乃至図3を参照して説明する。
先ず、図1Aにおいて、成形型1をクランプして第1のインサートブロック6のキャビティ中心に突設された第1のセンターピン8と第2のインサートブロック11のキャビティ中心に突設された第2のセンターピン15を対向するキャビティ7内へ進入させてピン内外に形成される空間部(キャビティ7と第1、第2の凹部20、21)をスリット22,23を通じて連通して端面どうしを突き当てる。
Next, the manufacturing process of a cast part will be described with reference to FIGS.
First, in FIG. 1A, the
次に、成形型1に形成されたランナ12、湯口13を通じて金属溶湯をキャビティ7,14へ圧送りして第1、第2のセンターピン8、15の内外に形成される空間部へ金属溶湯を充填する。このとき、図2Aにおいて、第1、第2のセンターピン8、15の周囲から金属溶湯が充填されてキャビティ端部まで充填されてから最後にスリット22,23を通じてオーバーフローしてピン内のキャビティ空間部へ充填される。第1、第2のセンターピン8,15どうしの端面間に形成されるキャビティ空間部(湯溜まり部)は製品にならない部分であるため、成形品質に影響を与えない。
Next, the molten metal is pressure-fed into the
また、キャビティ7、14からオーバーフローした金属溶湯は湯溜まりポケット16へ収容され、エアーベント17を通じてエアーやガス抜きが行なわれる。第1、第2の凹部20、21に進入したエアーやガスは第1、第2のセンターピン8,15と第1、第2のインサートブロック6、11の隙間や金型分割面の隙間を通じて排出される。
Further, the molten metal overflowed from the
図3A、Bに成形後の成形品24を示す。成形後の成形品24には、製品(ブラケット)のほかに不要な金属部分が一体成形されている。この成形品24は図示しないエジェクタピンをキャビティ内に突き出すことにより離型して成形型1から取り出され、成形品24の内外に形成された不要な金属部分26a、26bが除去される(トリミング工程)。
3A and 3B show the molded
鋳造部品25の外部に接続する金属部分26aを除去した状態を図3Cに示す。鋳造部品25の筒体内にはスリット22、23や対向する第1、第2の凹部20、21に相当する部位にオーバーフローした金属部分26bが形成される。金属部分26bは、キャビティ7内で金属溶湯が充填される末端部分に相当する。この金属部分26に鋳巣が発生しても、除去される部分であるため製品への影響はない。
FIG. 3C shows a state where the
上述した実施形態は、DCブラシレスモータのブラケットについて例示したが、鋳造部品はこれに限定されるものではなく、他の複雑な形状をした部品についても適用することができる。 In the above-described embodiment, the bracket of the DC brushless motor is illustrated. However, the cast part is not limited to this, and the present invention can be applied to parts having other complicated shapes.
1 成形型
2 固定型
3 固定ベースブロック
4 射出口
5 金属湯路
6 第1のインサートブロック
7、14 キャビティ
8 第1のセンターピン
9 可動型
10 可動ベースブロック
11 第2のインサートブロック
12 ランナ
13 湯口
15 第2のセンターピン
16 湯溜まりポケット
17 エアーベント
18 第1の突条部
19 第2の突条部
20 第1の凹部
21 第2の凹部
22、23 スリット
24 成形品
25 鋳造部品
26 金属部分
DESCRIPTION OF
8 First center pin
9 Movable type
10 Movable base block
11 Second insert block
12 Lanna
13 Yuguchi
15 Second center pin
16 Hot water pocket
17 Air Vent
18 First ridge
19 Second ridge
20 first recess
21 Second recess
22, 23 Slit
24 Molded products
25
Claims (4)
第1のインサートブロックのキャビティ中心に対応して第1のセンターピンが突設された固定型と、
第2のインサートブロックに第1のセンターピンと端面どうしが突き当てられる第2のセンターピンが突設された可動型を備え、
第1、第2のセンターピンのうち少なくとも一方側端面に、環状の突条部と該突条部に囲まれた部位に凹部が形成されており、成形型がクランプして端面どうしが突き当てられた第1、第2のセンターピンは突条部に形成されたスリットを通じてピン内外に形成されるキャビティ空間部が連通する鋳造部品の製造装置。 A casting part manufacturing apparatus for manufacturing a cast part by pressure feeding a molten metal to a mold,
A fixed mold in which a first center pin protrudes corresponding to the cavity center of the first insert block;
A movable mold having a second center pin projecting from the first center pin and an end face of the second insert block;
At least one end face of the first and second center pins is formed with an annular ridge and a recess surrounded by the ridge, and the mold is clamped and the end faces abut against each other. The first and second center pins are cast parts manufacturing apparatuses in which cavity spaces formed inside and outside the pins communicate with each other through slits formed in the protrusions.
成形型に形成された湯路を通じて金属溶湯をキャビティへ圧送りし第1、第2のセンターピンの内外に形成されるキャビティ空間部へ金属溶湯を充填する工程と、
型開きした成形型より取り出した成形品の内外に形成された不要な金属部分を除去するトリミング工程を含む鋳造部品の製造方法。 The mold is clamped, and the first center pin is opposed to the first center pin projecting from the center of the cavity of the first insert block provided on the fixed die and the second insert block provided on the movable die. A second center pin projecting from the end face the end surfaces and communicating the cavity space formed inside and outside the pin;
Filling the molten metal into the cavity space formed inside and outside of the first and second center pins by pressure-feeding the molten metal to the cavity through the water passage formed in the mold;
A casting part manufacturing method including a trimming step of removing unnecessary metal portions formed inside and outside of a molded product taken out of a mold that has been opened.
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