JP2009154193A

JP2009154193A - ダイカスト品質判定方法、ダイカストマシン選択方法、及びダイカスト鋳造条件決定方法

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Inventors: Masayuki Murakami; 正幸村上
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Filing date: 2007-12-27
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Abstract

【課題】容易に所定の品質を満足するか否かを判定することができるダイカスト品質判定方法、複数の所定の品質を満足するか否かを判定するダイカストマシン選択方法、及び鋳造条件を決定するダイカスト鋳造条件決定方法を提供する。
【解決手段】マシン特性線１１と金型特性線１２との交点たるプロセスポイント１３と直線２１、２２、２３、２４、及び２５との位置関係から、判定基準値Ｑ_ｆＬＢ ^２及びＱ_ａＵＢ ^２で制約される不等式が成立していないと判定され、充填時間の上限及びエアベント排気速度の下限を制約する不等式が成立していないと判定される。即ち、湯回り不良とガス巻き込みについては、所定の品質を満足しないと判定される。
【選択図】図６

Description

本発明は、設定された鋳造条件で鋳造されるダイカスト製品が所定の品質を満足するか否かを判定するダイカスト品質判定方法、複数の所定の品質を満足するか否かを判定するダイカストマシン選択方法、及び鋳造条件を決定するダイカスト鋳造条件決定方法に関する。

ダイカストは、製品を高速且つ高精度に鋳造する技術として広く普及している。また、ダイカストマシンのメーカは、型締力に応じて、複数の製品を取り揃えている。

新しくダイカストマシンを購入する際や、既に購入したダイカストマシンで新製品を鋳造する際には、所定の品質でダイカスト製品を鋳造することが可能であるか否かを判定する必要がある。ここで、ダイカストの品質としては、例えば、巣、バリ、湯じわ、湯境、等が発生しないということが挙げられる。一般に、大きいマシンの方が所定の品質を満足し易いが、高価になるので、所定の品質を満足し且つ安価なマシンを選定することが重要になる。

所定の品質を満足するか否かの判定は、以下の手順で行われる。先ず、マシン、金型、及び溶湯の条件を設定する。これらの条件は、まとめて、鋳造条件（鋳造方案）と呼ばれる。次に、この鋳造条件のもとで、品質判定に用いるパラメタ（「品質判定パラメタ」と呼ばれる）の値と、所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値との比較を行い、所定の品質を満足するか否かを判定する。以下、具体的に説明する。

図１１は、品質判定パラメタ、品質判定パラメタを制約する不等式、及び不等式が成立している場合に満足する所定の品質を示すテーブルを表す図である。不等式は、所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値（各不等式の右辺）によって品質判定パラメタ（各不等式の左辺）を制約する形をしており、この不等式が成立する場合に、所定の品質を満足することになる。図１２は、判定基準値を求める式を示すテーブルを表す図である。なお図１４に各記号の意味を示す。また、各記号は、広く知られており、その説明は省略する。

品質判定パラメタが充填時間（Ｔ_ｆ）の場合を例として説明する。この場合、判定基準値は、Ｔ_ｆＵＢ（充填時間の上限）である。この判定基準値（Ｔ_ｆＵＢ）によって品質判定パラメタ（Ｔ_ｆ）を制約する不等式（Ｔ_ｆ≦Ｔ_ｆＵＢ）が成立している場合には、「湯回り不良が少ない。」という所定の品質を満足することになる。なお、判定基準値Ｔ_ｆＵＢは、図１２のテーブルに示すように、Ｔ_ｆＵＢ＝Ｋ_ｆ×Ｒ_ｍ ^２で求める。ここで、Ｋ_ｆ及びＲ_ｍは、それぞれ、材料係数及び製品肉厚である（図１４参照）。

複数の品質判定パラメタについて、上述の品質判定を行い、鋳造されるダイカスト製品がこれら複数の所定の品質を満足するか否かを評価し、ダイカストマシンの選択を行う。ダイカストマシン選択を行い、所定の品質を満足しない品質判定パラメタが１つでも存在する場合は、所定の品質で鋳造することは不可能であると判定される。この場合、鋳造条件を変更し、再度、ダイカストマシン選択を行う。所定の品質を満足しない品質判定パラメタがなくなるまで、鋳造条件の変更とダイカストマシン選択とを繰り返し、最終的に、全ての所定の品質を満足する鋳造条件を得る。

さて、品質判定において、実鋳造時の溶湯充填圧力の値や溶湯流量の２乗値が必要になる場合がある。この場合に、Ｐ−Ｑ^２線図（非特許文献１及び非特許文献２参照）が使用されることが多い。以下、Ｐ−Ｑ^２線図について説明する。

図１３は、Ｐ−Ｑ^２線図の例を示す図である。Ｐ−Ｑ^２線図（１）は、縦軸５１を溶湯充填圧力（Ｐ）とし、横軸５２を溶湯流量の２乗（Ｑ^２）とした２次元座標平面に、マシン特性線１１と金型特性線１２とを描いたものである。マシン特性線１１は、使用するダイカストマシンの鋳造能力を示す直線であり、Ｐ＝Ｐ_０×（１−Ｑ^２／Ｑ_０ ^２）で表される。ここで、Ｐ_０＝Ｐ_ａｃｃ×Ａ_ｃ／Ａ_ｓ、Ｑ_０＝Ｖ_ｓ０×Ａ_ｓであり、Ｐ_ａｃｃはアキュムレータ圧力、Ｖ_ｓ０は空打ち時射出速度、Ａ_ｃは射出シリンダ断面積、Ａ_ｓはスリーブ断面積である。金型特性線１２は、金型固有の特性線であり、Ｐ＝Ｂ×Ｑ^２で表される。ここで、Ｂ＝Ｄ_ｍ／（２×Ａ_ｇ ^２×Ｃ_ｇ ^２）であり、Ｄ_ｍは溶湯密度、Ａ_ｇはゲート断面積、Ｃ_ｇは流量係数である。

Ｐ−Ｑ^２線図（１）において、マシン特性線１１と金型特性線１２との交点１３は、「プロセスポイント」と呼ばれる。プロセスポイント１３の横軸座標値Ｑ_１ ^２は、実鋳造時の溶湯流量の２乗値であり、縦軸座標値Ｐ_１は、実鋳造時の溶湯充填圧力である。

非特許文献３は、Ｐ−Ｑ^２線図においてプロセスポイントがプロセスウインドウ内に存在するか否かを判定すると共に、Ｊ値が所定の範囲にあるか否かを判定して、鋳造条件を決定する方法を開示している。所定の品質を満足するようになるまで、このダイカストマシン選択と鋳造条件の変更とを繰り返し行い、鋳造条件を決定することができる。

社団法人日本ダイカスト協会５０周年記念編纂委員会監修，「ダイカスト百科事典」，株式会社軽金属通信ある社，２００５年，ｐ．３５６‐３５７菅野友信、植原寅蔵著，「アルミニウム合金ダイカストその技術と不良対策」，軽金属出版株式会社，１９８８年，ｐ．１３８‐１４３金内良夫，「ダイカストの鋳造条件選定におけるＰＱ２線図とＪ値の活用」，日立金属技報，日立金属株式会社，２００７年，ＶＯＬ．２３，ｐ．２７‐３２

非特許文献３に記載の方法では、Ｐ−Ｑ^２線図とＪ値のグラフを用いる。このように複数の図を用いる方法では、特性を把握するために複数の図を参照する必要があり、非常に煩わしいという問題があった。

また、非特許文献３に記載の方法では、Ｐ−Ｑ^２線図のプロセスポイントの変化を２次元の領域（プロセスウインドウ）で判断しなければならないので、縦軸と横軸の両方の値を確認する必要があり、非常に煩わしいという問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、容易に所定の品質を満足するか否かを判定することができるダイカスト品質判定方法、このダイカスト品質判定方法を用いて複数の所定の品質を満足するか否かを判定するダイカストマシン選択方法、及び鋳造条件を決定するダイカスト鋳造条件決定方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載のダイカスト品質判定方法は、品質判定パラメタの値を所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、設定された鋳造条件で鋳造されるダイカスト製品が前記所定の品質を満足するか否かを判定するダイカスト品質判定方法であって、前記不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する形に変形した不等式が成立しているか否かによって、前記所定の品質を満足するか否かを判定することを特徴とする。

請求項１に記載のダイカスト品質判定方法によれば、品質判定パラメタの値を判定基準値で制約する不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式に変形し、この変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。

具体的に説明する。品質判定パラメタＺの値を判定基準値Ｚ_Ｂで制約する不等式Ｚ≧Ｚ_Ｂが与えられたとする。品質判定パラメタＺが、実鋳造時の溶湯流量Ｑ_１の関数Ｆ（但し、Ｆは全単射）を用いて、Ｚ＝Ｆ（Ｑ_１）と表されるとき、品質判定パラメタを制約する不等式は、Ｆ（Ｑ_１）≧Ｚ_Ｂとなる。この不等式を、Ｑ_１ ^２を制約する不等式（Ｑ_１ ^２≧Ｑ_Ｂ ^２又はＱ_１ ^２≦Ｑ_Ｂ ^２）に変形する。ここで、Ｑ_Ｂ ^２は、変形した不等式においてＱ_１ ^２を制約する判定基準値である。また、変形した不等式の不等号の向きは、関数Ｆによって決定される。

なお、品質判定パラメタＺの値を判定基準値Ｚ_Ｂで制約する不等式がＺ≦Ｚ_Ｂの場合（上述の場合と不等号の向きが異なる場合）も、同様に変形できることは明らかであるので、その説明は省略する。変形した不等式は、変形する前の不等式と同一の制約式であるので、変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

請求項２に記載のダイカスト品質判定方法は、請求項１において、前記品質判定パラメタは充填時間であり、該充填時間の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、前記設定された鋳造条件における充填体積を前記充填時間の値を制約する判定基準値で除し、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする。

請求項２に記載のダイカスト品質判定方法によれば、充填時間を制約する不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式に変形し、この変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。

具体的に説明する。充填時間Ｔ_ｆの値を判定基準値Ｔ_ｆＵＢで制約する不等式Ｔ_ｆ≦Ｔ_ｆＵＢが与えられたとする。充填時間Ｔ_ｆは、実鋳造時の溶湯流量Ｑ_１及び充填体積Ｖ_ｆを用いて、Ｔ_ｆ＝Ｖ_ｆ／Ｑ_１と表されるので、上記の不等式は、Ｖ_ｆ／Ｑ_１≦Ｔ_ｆＵＢとなり、Ｑ_１ ^２≧Ｑ_ｆＬＢ ^２と変形できる。ここで、Ｑ_ｆＬＢ ^２＝（Ｖ_ｆ／Ｔ_ｆＵＢ）^２である。変形した不等式Ｑ_１ ^２≧Ｑ_ｆＬＢ ^２は、変形する前の不等式Ｔ_ｆ≦Ｔ_ｆＵＢと同一の制約式であるので、変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

請求項３に記載のダイカスト品質判定方法は、請求項１において、前記品質判定パラメタはゲート速度であり、該ゲート速度の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、前記ゲート速度の値を制約する判定基準値に前記設定された鋳造条件におけるゲート断面積を乗じ、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする。

請求項３に記載のダイカスト品質判定方法によれば、ゲート速度を制約する不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式に変形し、この変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。

具体的に説明する。ゲート速度Ｖ_ｇの値を判定基準値Ｖ_ｇＬＢで制約する不等式Ｖ_ｇ≧Ｖ_ｇＬＢが与えられたとする。ゲート速度Ｖ_ｇは、実鋳造時の溶湯流量Ｑ_１及びゲート断面積Ａ_ｇを用いて、Ｖ_ｇ＝Ｑ_１／Ａ_ｇと表されるので、上記の不等式は、Ｑ_１／Ａ_ｇ≧Ｖ_ｇＬＢとなり、Ｑ_１ ^２≧Ｑ_ｇＬＢ ^２と変形できる。ここで、Ｑ_ｇＬＢ ^２＝（Ｖ_ｇＬＢ×Ａ_ｇ）^２である。変形した不等式Ｑ_１ ^２≧Ｑ_ｇＬＢ ^２は、変形する前の不等式Ｖ_ｇ≧Ｖ_ｇＬＢと同一の制約式であるので、変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

また、不等号の向きが異なる場合も同様に判定することができる。ゲート速度Ｖ_ｇの値を判定基準値Ｖ_ｇＵＢで制約する不等式Ｖ_ｇ≦Ｖ_ｇＵＢが与えられたとする。ゲート速度Ｖ_ｇは、実鋳造時の溶湯流量Ｑ_１及びゲート断面積Ａ_ｇを用いて、Ｖ_ｇ＝Ｑ_１／Ａ_ｇと表されるので、上記の不等式は、Ｑ_１／Ａ_ｇ≦Ｖ_ｇＵＢとなり、Ｑ_１ ^２≦Ｑ_ｇＵＢ ^２と変形できる。ここで、Ｑ_ｇＵＢ ^２＝（Ｖ_ｇＵＢ×Ａ_ｇ）^２である。変形した不等式Ｑ_１ ^２≦Ｑ_ｇＵＢ ^２は、変形する前の不等式Ｖ_ｇ≦Ｖ_ｇＵＢと同一の制約式であるので、変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

請求項４に記載のダイカスト品質判定方法は、請求項１において、前記品質判定パラメタはバリ発生射出速度であり、該バリ発生射出速度の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、前記射出速度の値を制約する判定基準値に前記設定された鋳造条件におけるスリーブ断面積を乗じ、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする。

請求項４に記載のダイカスト品質判定方法によれば、バリが発生し始める射出速度たるバリ発生射出速度を制約する不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式に変形し、この変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。

具体的に説明する。バリ発生射出速度Ｖ_ｓの値を判定基準値Ｖ_ｓＵＢで制約する不等式Ｖ_ｓ≦Ｖ_ｓＵＢが与えられたとする。射出速度Ｖ_ｓは、実鋳造時の溶湯流量Ｑ_１及びスリーブ断面積Ａ_ｓを用いて、Ｖ_ｓ＝Ｑ_１／Ａ_ｓと表されるので、上記の不等式は、Ｑ_１／Ａ_ｓ≦Ｖ_ｓＵＢとなり、Ｑ_１ ^２≦Ｑ_ｓＵＢ ^２と変形できる。ここで、Ｑ_ｓＵＢ ^２＝（Ｖ_ｓＵＢ×Ａ_ｓ）^２である。変形した不等式Ｑ_１ ^２≦Ｑ_ｓＵＢ ^２は、変形する前の不等式Ｖ_ｓ≦Ｖ_ｓＵＢと同一の制約式であるので、変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

請求項５に記載のダイカスト品質判定方法は、請求項１において、前記品質判定パラメタはエアベント排気速度であり、該エアベント排気速度の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、前記エアベント排気速度の値を制約する判定基準値に前記設定された鋳造条件におけるエアベント断面積を乗じ、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする。

請求項５に記載のダイカスト品質判定方法によれば、ガスがエアベントを抜けていく速度たるエアベント排気速度を制約する不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式に変形し、この変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。

具体的に説明する。エアベント排気速度Ｖ_ａの値を判定基準値Ｖ_ａＵＢで制約する不等式Ｖ_ａ≦Ｖ_ａＵＢが与えられたとする。エアベント排気速度Ｖ_ａは、実鋳造時の溶湯流量Ｑ_１及びエアベント断面積Ａ_ａを用いて、Ｖ_ａ＝Ｑ_１／Ａ_ａと表されるので、上記の不等式は、Ｑ_１／Ａ_ａ≦Ｖ_ａＵＢとなり、Ｑ_１ ^２≦Ｑ_ａＵＢ ^２と変形できる。ここで、Ｑ_ａＵＢ ^２＝（Ｖ_ａＵＢ×Ａ_ａ）^２である。変形した不等式Ｑ_１ ^２≦Ｑ_ａＵＢ ^２は、変形する前の不等式Ｖ_ａ≦Ｖ_ａＵＢと同一の制約式であるので、変形した不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

請求項６に記載のダイカスト品質判定方法は、請求項１乃至５の何れか１項において、前記設定された鋳造条件におけるＰ−Ｑ^２線図のマシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントの横軸座標値を、前記実鋳造時の溶湯流量の２乗値とすることを特徴とする。

請求項６に記載のダイカスト品質判定方法によれば、設定された鋳造条件におけるＰ−Ｑ^２線図を描き、マシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントの横軸座標値を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値として求める。

請求項７に記載のダイカスト品質判定方法は、請求項１乃至５の何れか１項において、前記設定された鋳造条件におけるＰ−Ｑ^２線図に、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を示す直線を描き、前記Ｐ−Ｑ^２線図のマシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントが、前記判定基準値を示す直線を境界線として分割された２つの領域の何れにあるかによって、前記所定の品質を満足するか否かを判定することを特徴とする。

請求項７に記載のダイカスト品質判定方法によれば、Ｐ−Ｑ^２線図において、プロセスポイントの横軸座標値（即ち、実鋳造時の溶湯流量の２乗値）と、変形した不等式の判定基準値との大小関係を視覚的に判定することで、所定の品質を満足するか否かを判定する。

具体的に説明する。図３及び４は、Ｐ−Ｑ^２線図に判定基準値を示す直線を描いたものである。ここで、符号１１及び１２は、それぞれ、マシン特性線及び金型特性線であり、これらの交点たるプロセスポイント１３の横軸座標値は、実鋳造時の溶湯流量の２乗値Ｑ_１ ^２である。また、符号２０は、変形した不等式の判定基準値Ｑ_Ｂ ^２を示す直線である。

変形した不等式が、Ｑ_１ ^２≧Ｑ_Ｂ ^２の場合、図３のようにプロセスポイント１３が直線２０の右側の領域にあるときは、変形した不等式は成立しているので所定の品質を満足すると判定し、図４のようにプロセスポイント１３が直線２０の左側の領域にあるときは、変形した不等式は成立していないので所定の品質を満足しないと判定する。一方、変形した不等式が、Ｑ_１ ^２≦Ｑ_Ｂ ^２の場合、図３のようにプロセスポイント１３が直線２０の右側の領域にあるときは、変形した不等式は成立していないので所定の品質を満足しないと判定し、図４のようにプロセスポイント１３が直線２０の左側の領域にあるときは、変形した不等式は成立しているので所定の品質を満足すると判定する。

請求項８に記載のダイカストマシン選択方法は、複数の品質判定パラメタの各々について、請求項１乃至７の何れか１項に記載のダイカスト品質判定方法を用いて、前記所定の品質を満足するか否かを判定することを特徴とする。

請求項８に記載のダイカストマシン選択方法によれば、品質判定パラメタの値を制約する不等式の全てを、実鋳造時の溶湯流量の２乗値Ｑ_１ ^２を制約する形の不等式に変形し、これらの変形した不等式が成立しているか否かによって、各所定の品質を満足するか否かを判定する。

請求項９に記載のダイカストマシン選択方法は、複数の品質判定パラメタの各々について、請求項７に記載のダイカスト品質判定方法を用いて、前記所定の品質を満足するか否かを判定するダイカストマシン選択方法であって、全ての前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を示す直線を同一のＰ−Ｑ^２線図に描くことを特徴とする。

請求項９に記載のダイカストマシン選択方法によれば、変形した不等式における判定基準値を示す直線の全てを同一のＰ−Ｑ^２線図に描いて、それぞれ、所定の品質を満足するか否かを判定する。

請求項１０に記載のダイカスト鋳造条件決定方法は、請求項８又は９に記載のダイカスト評価方法を用いて、前記複数の品質判定パラメタの各々について、前記所定の品質を満足するか否かを判定した結果、満足しない品質判定パラメタがあった場合は、前記設定された鋳造条件を変更することを特徴とする。

請求項１０に記載のダイカスト鋳造条件決定方法によれば、満足しない品質判定パラメタがあった場合に、鋳造条件を変更するので、これを繰り返すことで、全ての所定の品質を満足する鋳造条件が得られる。

本発明によれば、品質判定パラメタを判定基準値で制約する不等式の代わりに、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。即ち、ダイカストマシン選択のために一般的に使用される溶湯流量の２乗値を用いて、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

更に、本発明によれば、充填時間を判定基準値で制約する不等式の代わりに、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。即ち、ダイカストマシン選択のために一般的に使用される溶湯流量の２乗値を用いて、充填時間で規定される所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

更に、本発明によれば、ゲート速度を判定基準値で制約する不等式の代わりに、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。即ち、ダイカストマシン選択評価のために一般的に使用される溶湯流量の２乗値を用いて、ゲート速度で規定される所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

更に、本発明によれば、バリ発生射出速度を判定基準値で制約する不等式の代わりに、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。即ち、ダイカストマシン選択のために一般的に使用される溶湯流量の２乗値を用いて、射出速度で規定される所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

更に、本発明によれば、エアベント排気速度を判定基準値で制約する不等式の代わりに、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、所定の品質を満足するか否かを判定する。即ち、ダイカストマシン選択のために一般的に使用される溶湯流量の２乗値を用いて、エアベント排気速度で規定される所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

更に、本発明によれば、設定された鋳造条件におけるＰ−Ｑ^２線図を描き、マシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントの横軸座標値を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値として求めるので、容易に実鋳造時の溶湯流量の２乗値を求めることができる。また、容易に実鋳造時の溶湯流量の２乗値を求めることができるので、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かを容易に判定することができ、所定の品質を満足するか否かを容易に判定することができる。

更に、本発明によれば、Ｐ−Ｑ^２線図において、マシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントの横軸座標値（即ち、実鋳造時の溶湯流量の２乗値）と、変形した不等式の判定基準値との大小関係を視覚的に判定することで、所定の品質を満足するか否かを判定するので、Ｐ−Ｑ^２線図において横軸方向のみ（即ち、１次元の関係についてのみ）に注目すれば良く、判定を容易に行うことができる。

更に、本発明によれば、品質判定パラメタの値を制約する不等式の全てを、実鋳造時の溶湯流量の２乗値Ｑ_１ ^２を制約する形の不等式に変形し、これらの変形した不等式が成立しているか否かによって、各所定の品質を満足するか否かを判定するので、全ての所定の品質を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値Ｑ_１ ^２を用いて判定するから、所定の品質を満足するか否かの判定を容易に行うことができる。これは、変形せずに品質判定パラメタの値のままで不等式を判定する場合は、判定基準値の他に、品質判定パラメタ（例えば、充填時間、ゲート速度、バリ発生射出速度、エアベント排気速度、等）の値の全てを求める必要があったが、本発明によれば、判定基準値の他には、実鋳造時の溶湯流量の２乗値Ｑ_１ ^２のみを求めれば良いことになり、求める必要のある値の数を半分近くまで減少することができるからである。

更に、本発明によれば、１つのＰ−Ｑ^２線図に全ての直線を描くので、判定する際に、複数の図を参照する必要はなく、１つのＰ−Ｑ^２線図のみを参照すれば良いから、判定を容易に行うことができる。

更に、本発明によれば、不等式が成立しているか否かの判定と鋳造条件の変更とを繰り返すことで、全ての所定の品質を満足する鋳造条件が得られるので、容易に、鋳造条件を決定することができる。

本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は本発明の具体例に過ぎず、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。

図７は、本実施例の処理の流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１１０で、鋳造条件（鋳造方案）を設定した後、ステップＳ１２０に進む。図１１は、鋳造条件を示すテーブルを表す図である。このテーブルに示したように、各値を設定する。

ステップＳ１２０では、品質判定パラメタを制約する判定基準値を求め、ステップＳ１３０に進む。図１１は、品質判定パラメタ、品質判定パラメタを制約する不等式、及び不等式が成立している場合に満足する所定の品質を示すテーブルを表す図である。このテーブルの左列は、品質判定パラメタであり、本実施例では、充填時間、ゲート速度、バリが発生し始める射出速度たるバリ発生射出速度、及びガスがエアベントを抜けていく速度たるエアベント排気速度を用いる。中央の列は、品質判定パラメタを制約する不等式であり、本実施例では、充填時間の上限を制約する不等式、ゲート速度の下限を制約する不等式、ゲート速度の上限を制約する不等式、バリ発生射出速度の上限を制約する不等式、及びエアベント排気速度の上限を制約する不等式を用いる。各不等式の右辺は、判定基準値である。右列は、中央の列の各不等式が成立している場合にそれぞれ満足する所定の品質である。

図１２は、図１１のテーブルの中央の列の各上限値及び下限値（即ち、品質判定パラメタを制約する判定基準値）を求める式を示すテーブルを表す図である。このテーブルに示された式を用いて、品質判定パラメタを制約する判定基準値を求める。

ステップＳ１３０では、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を求め、ステップＳ１４０に進む。図１は、品質パラメタ、品質パラメタに対応する実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する不等式、及び不等式が成立している場合に満足する所定の品質を示すテーブルを表す図である。このテーブルの左列は、品質判定パラメタであり、本実施例では、充填時間、ゲート速度、射出速度、及びエアベント速度を用いる。中央の列は、品質判定パラメタを制約する不等式（図１１の中央の列の各不等式）を実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する形に変形した不等式である。また、各不等式の右辺は、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値である。右列は、中央の列の各不等式が成立している場合にそれぞれ満足する所定の品質である。

図２は、図１のテーブルの中央の列の各上限値及び下限値（即ち、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値）を求める式を示すテーブルを表す図である。このテーブルに示された式を用いて、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を求める。

ステップＳ１４０では、Ｐ−Ｑ^２線図（図１３参照）を描き、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で描いたＰ−Ｑ^２線図のマシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントの横軸座標値を求め、ステップＳ１６０に進む。ここで、プロセスポイントの横軸座標値は、実鋳造時の溶湯流量の２乗値である。

ステップＳ１６０では、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する不等式が成立しているか否かを判定し、処理を終了する。具体的には、ステップＳ１５０で求めた実鋳造時の溶湯流量の２乗値（Ｑ_１ ^２）とステップＳ１３０で求めた各判定基準値（Ｑ_ｆＬＢ ^２、Ｑ_ｇＬＢ ^２、Ｑ_ｇＵＢ ^２、Ｑ_ｓＵＢ ^２、及びＱ_ａＵＢ ^２）とを用いて、図１の中央の列の各不等式が成立しているか否かを判定する。

このような処理を行うことで、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する不等式が成立しているか否かを判定できるので、品質判定パラメタを制約する不等式が成立しているか否かを判定でき、所定の品質を満足するか否かを判定することができる。

図８は、本実施例の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２１０からステップＳ２４０までの各ステップは、図７（実施例１）のステップＳ１１０からステップＳ１４０までの各ステップと同一であるので、その説明は省略する。

ステップＳ２５０では、ステップＳ２４０で描いたＰ−Ｑ^２線図に、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を示す直線を描き、ステップＳ２６０に進む。図５及び６は、Ｐ−Ｑ^２線図に判定基準値を描いたものの例を示す図である。ここで、符号２１、２２、２３、２４、及び２５は、それぞれ、図１のテーブルの中央の列に示された各不等式の判定基準値Ｑ_ｆＬＢ ^２、Ｑ_ｇＬＢ ^２、Ｑ_ｇＵＢ ^２、Ｑ_ｓＵＢ ^２、及びＱ_ａＵＢ ^２を示す直線である。また、マシン特性線１１と金型特性線１２との交点たるプロセスポイント１３の横軸座標値は、実鋳造時の溶湯流量の２乗値である。

ステップＳ２６０では、実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する不等式が成立しているか否かを判定し、処理を終了する。図５では、プロセスポイント１３と直線２１、２２、２３、２４、及び２５との位置関係から、図１のテーブルの中央の列に示された全ての不等式（実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する不等式）が成立していると判定される。即ち、全ての所定の品質を満足すると判定される。

また、図６では、プロセスポイント１３と直線２１、２２、２３、２４、及び２５との位置関係から、判定基準値Ｑ_ｆＬＢ ^２及びＱ_ａＵＢ ^２で制約される不等式（Ｑ_１ ^２≧Ｑ_ｆＬＢ ^２及びＱ_１ ^２≦Ｑ_ａＵＢ ^２）が成立していないと判定され、充填時間の上限及びエアベント排気速度の上限を制約する不等式（Ｔ_ｆ≦Ｔ_ｆＵＢ及びＶ_ａ≦Ｖ_ａＵＢ）が成立していないと判定される。即ち、湯回り不良とガス巻き込みについては、所定の品質を満足しないと判定される。

図９は、本実施例の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ３１０からステップＳ３６０までの各ステップは、図８（実施例２）のステップＳ２１０からステップＳ２６０までの各ステップと同一であるので、その説明は省略する。

ステップＳ３７０では、ステップＳ３６０で判定した結果から、全ての不等式が成立しているか否かを判断し、全ての不等式が成立している場合には、処理を終了し、そうでない場合には、ステップＳ３８０に進む。

ステップＳ３８０では、鋳造条件を変更し、ステップＳ３２０に進む。図１０は、不等式と不等式が成立していない場合の対処との対応を示すテーブルを表す図である。例えば、不等式Ｑ_１ ^２≧Ｑ_ｆＬＢ ^２が成立していない場合は、ゲート断面積Ａ_ｇを大きくするなどという対処がなされる。

このように、所定の品質を満足するか否かの判定と鋳造条件の変更とを、全ての不等式が成立するようになるまで繰り返すことで、鋳造条件を決定することができる。

なお、本発明のダイカスト品質判定方法は、上述の実施例１乃至３における品質パラメタ毎の判定方法に対応する。

以上述べたように、本発明によれば、容易に所定の品質を満足するか否かを判定することができるダイカスト品質判定方法、このダイカスト品質判定方法を用いて複数の所定の品質を満足するか否かを判定するダイカストマシン選択方法、及び鋳造条件を決定するダイカスト鋳造条件決定方法を提供することができる。

なお、上述の全ての実施例の処理（判定等を含む）は、手作業で行っても良いし、コンピュータまたは、ダイカストマシンに備えたコンピュータによって自動計算及び自動実行されるようにしても良い。

また、Ｐ−Ｑ^２線図における判定基準値を示す直線は、色を変えて描くようにしても良い。特に、実鋳造時の溶湯流量の２乗値の上限を制約する場合と下限を制約する場合とで、色を変えると、判定がより容易になる。

本発明の実施例１乃至３に係る、品質パラメタ、品質パラメタに対応する実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する不等式、及び不等式が成立している場合に満足する所定の品質を示すテーブルを表す図である。本発明の実施例１乃至３に係る判定基準値を求める式を示すテーブルを表す図である。本発明に係るＰ−Ｑ^２線図である。本発明に係るＰ−Ｑ^２線図である。本発明の実施例２及び３に係るＰ−Ｑ^２線図である。本発明の実施例２及び３に係るＰ−Ｑ^２線図である。本発明の実施例１のダイカスト評価方法の処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施例２のダイカスト評価方法の処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施例３のダイカスト鋳造条件決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施例３のダイカスト鋳造条件決定方法に係る、不等式と不等式が成立していない場合の対処との対応を示すテーブルを表す図である。品質判定パラメタ、品質判定パラメタを制約する不等式、及び不等式が成立している場合に満足する所定の品質を示すテーブルを表す図である。判定基準値を求める式を示すテーブルを表す図である。Ｐ−Ｑ^２線図の例である。記号の説明

符号の説明

１Ｐ−Ｑ^２線図
１１マシン特性線
１２金型特性線
１３プロセスポイント
２０判定基準値Ｑ_Ｂ ^２を示す直線
２１判定基準値Ｑ_ｆＬＢ ^２を示す直線
２２判定基準値Ｑ_ｇＬＢ ^２を示す直線
２３判定基準値Ｑ_ｇＵＢ ^２を示す直線
２４判定基準値Ｑ_ｓＵＢ ^２を示す直線
２５判定基準値Ｑ_ａＵＢ ^２を示す直線
５１縦軸
５２横軸

Claims

品質判定パラメタの値を所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が成立しているか否かによって、設定された鋳造条件で鋳造されるダイカスト製品が前記所定の品質を満足するか否かを判定するダイカスト品質判定方法であって、
前記不等式を、実鋳造時の溶湯流量の２乗値をその判定基準値で制約する形に変形した不等式が成立しているか否かによって、前記所定の品質を満足するか否かを判定することを特徴とするダイカスト品質判定方法。
前記品質判定パラメタは充填時間であり、該充填時間の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、
前記設定された鋳造条件における充填体積を前記充填時間の値を制約する判定基準値で除し、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト品質判定方法。
前記品質判定パラメタはゲート速度であり、該ゲート速度の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、
前記ゲート速度の値を制約する判定基準値に前記設定された鋳造条件におけるゲート断面積を乗じ、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト品質判定方法。
前記品質判定パラメタはバリ発生射出速度であり、該バリ発生射出速度の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、
前記射出速度の値を制約する判定基準値に前記設定された鋳造条件におけるスリーブ断面積を乗じ、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト品質判定方法。
前記品質判定パラメタはエアベント排気速度であり、該エアベント排気速度の値を前記所定の品質を満足すると判定する基準となる判定基準値で制約する不等式が与えられたとき、
前記エアベント排気速度の値を制約する判定基準値に前記設定された鋳造条件におけるエアベント断面積を乗じ、２乗した値を、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値とすることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト品質判定方法。
前記設定された鋳造条件におけるＰ−Ｑ^２線図のマシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントの横軸座標値を、前記実鋳造時の溶湯流量の２乗値とすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のダイカスト品質判定方法。
前記設定された鋳造条件におけるＰ−Ｑ^２線図に、前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を示す直線を描き、
前記Ｐ−Ｑ^２線図のマシン特性線と金型特性線との交点たるプロセスポイントが、前記判定基準値を示す直線を境界線として分割された２つの領域の何れにあるかによって、前記所定の品質を満足するか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のダイカスト品質判定方法。
複数の品質判定パラメタの各々について、請求項１乃至７の何れか１項に記載のダイカスト品質判定方法を用いて、前記所定の品質を満足するか否かを判定することを特徴とするダイカストマシン選択方法。
複数の品質判定パラメタの各々について、請求項７に記載のダイカスト品質判定方法を用いて、前記所定の品質を満足するか否かを判定するダイカストマシン選択方法であって、
全ての前記変形した不等式における実鋳造時の溶湯流量の２乗値を制約する判定基準値を示す直線を同一のＰ−Ｑ^２線図に描くことを特徴とするダイカストマシン選択方法。
請求項８又は９に記載のダイカスト評価方法を用いて、前記複数の品質判定パラメタの各々について、前記所定の品質を満足するか否かを判定した結果、満足しない品質判定パラメタがあった場合は、前記設定された鋳造条件を変更することを特徴とするダイカスト鋳造条件決定方法。