JP2009279645A - Method for lubricating die casting plunger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアルミニウム合金等の非鉄金属用ダイカストマシンの金属溶湯をキャビティへ送るダイカストプランジャの潤滑方法に関する。 The present invention relates to a method of lubricating a die casting plunger that feeds a molten metal of a die casting machine for a nonferrous metal such as an aluminum alloy to a cavity.
ダイカストプランジャにおいては、プランジャスリーブの内周面をプランジャチップの外周面が摺動するので、摺動面に摩耗が生じる。さらに激しい場合はかじりが生じたりする。これら摩耗やかじりを抑制するため、摺動面に潤滑剤を塗布して摺動を円滑にするのが一般的である。 In the die-cast plunger, the outer peripheral surface of the plunger tip slides on the inner peripheral surface of the plunger sleeve, so that the sliding surface is worn. In more severe cases, galling may occur. In order to suppress such wear and galling, it is common to apply a lubricant to the sliding surface to make the sliding smooth.
しかし、潤滑剤の塗布量が過剰であったり、或いは塗布むらにより部分的に過剰であったりすると、余剰分がプランジャスリーブ内へ注入された金属溶湯中にガス又は介在物として巻き込まれ、結果的にダイカスト製品に混入して製品欠陥をもたらす。このため、潤滑剤を適切に塗布する技術が種々開示されている。 However, if the application amount of the lubricant is excessive or partially excessive due to uneven application, the excess amount is entrained in the molten metal injected into the plunger sleeve as a gas or inclusion, resulting in Mixed with die-cast products, resulting in product defects. For this reason, various techniques for appropriately applying the lubricant have been disclosed.
特許文献1は、プランジャースリーブの内壁に潤滑剤をより一層満遍なく塗布することができるとともに、メンテナンス性に優れるダイカスト装置を開示している。すなわち、潤滑剤供給経路を内部に形成したプランジャーロッドのプランジャーチップ側端部に、内周面から外周面に向かう方向に形成した吐出口を周方向にわたって複数設けたリング部材を、吐出口と潤滑剤供給経路とが連通するようにはめ込まれている。 Patent Document 1 discloses a die casting apparatus that can apply the lubricant more evenly to the inner wall of the plunger sleeve and is excellent in maintainability. That is, a ring member provided with a plurality of discharge ports formed in the direction from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface in the circumferential direction at the plunger tip side end portion of the plunger rod having the lubricant supply path formed therein is provided as a discharge port. And the lubricant supply path are in communication with each other.
特許文献1によれば、潤滑剤をより一層満遍なく塗布することができるとともに、吐出口が形成されている部材を分割可能なリング部材としているため、仮に吐出口が潤滑剤に混入される異物により詰まっても、リング部材を交換するのみで鋳造工程を再開できるとしている。 According to Patent Document 1, since the lubricant can be applied more evenly and the member in which the discharge port is formed is a separable ring member, the discharge port is temporarily caused by foreign matter mixed into the lubricant. Even if clogging occurs, the casting process can be resumed simply by replacing the ring member.
特許文献2は、射出中の射出プランジャーチップと射出スリーブとの界面へ、最適量の潤滑材の供給を行うダイカストマシンの射出プランジャー装置及びその潤滑剤塗布方法を開示している。すなわち、射出プランジャーチップの外周に開口する潤滑剤供給孔と、射出プランジャーチップ内部に設けられ潤滑剤供給孔に連通する潤滑剤供給管路と、潤滑剤供給管路を加熱するヒータと、潤滑剤供給管路への潤滑剤供給手段とを備えるダイカストマシンの射出プランジャー装置である。 Patent Document 2 discloses an injection plunger device of a die casting machine that supplies an optimal amount of lubricant to an interface between an injection plunger tip and an injection sleeve during injection, and a lubricant application method thereof. That is, a lubricant supply hole that opens to the outer periphery of the injection plunger tip, a lubricant supply line that is provided inside the injection plunger chip and communicates with the lubricant supply hole, a heater that heats the lubricant supply line, An injection plunger device of a die casting machine comprising a lubricant supply means to a lubricant supply pipe.
さらに、ダイカストマシンの射出プランジャー装置において、射出スリーブに供給された溶湯を射出プランジャーによって金型へと射出する際に、射出プランジャーチップの外周から、気化した潤滑剤を放散させ、射出プランジャーチップと射出スリーブとの界面に供給する潤滑剤塗布方法である。 Further, in the injection plunger device of the die casting machine, when the molten metal supplied to the injection sleeve is injected into the mold by the injection plunger, the vaporized lubricant is diffused from the outer periphery of the injection plunger tip, and the injection plan. This is a method of applying a lubricant to be supplied to the interface between the jar tip and the injection sleeve.
特許文献2によれば、射出中の射出プランジャーチップと射出スリーブとの界面へ、最適量の潤滑材の供給を行い、潤滑剤が不足することによる射出プランジャーチップと射出スリーブとのかじりを発生させることなく、ダイカスト製品の品質の安定化を図ることが可能としている。 According to Patent Document 2, an optimum amount of lubricant is supplied to the interface between the injection plunger tip and the injection sleeve during injection, and the injection plunger tip and the injection sleeve are galled due to lack of lubricant. It is possible to stabilize the quality of die-cast products without generating them.
前述のとおり、プランジャスリーブ内周面とプランジャチップ外周面との摺動面の摩耗を抑制するため、潤滑剤の塗布が必要である。しかし、潤滑剤の塗布量が過剰であったり、或いは塗布むらにより部分的に過剰であったりすると、余剰分が金属溶湯中にガス又は介在物として巻き込まれ、ダイカスト製品に混入して製品欠陥をもたらす。このため、必要最少量の潤滑剤を均一に塗布する技術が望まれる。 As described above, in order to suppress wear of the sliding surface between the inner peripheral surface of the plunger sleeve and the outer peripheral surface of the plunger tip, it is necessary to apply a lubricant. However, if the amount of lubricant applied is excessive or partially excessive due to uneven application, the excess will be trapped in the molten metal as gas or inclusions and mixed into the die-cast product, resulting in product defects. Bring. For this reason, a technique for uniformly applying the minimum amount of lubricant is desired.
前述の特許文献1及び特許文献2はそれぞれ潤滑剤の塗布方法を改善するものである。さらに本発明においても、新規な技術により潤滑剤の塗布方法を改善して、ダイカストプランジャの耐用ショット数の向上を図るとともに、ダイカスト製品の欠陥発生の防止を図るものである。 Patent Document 1 and Patent Document 2 described above each improve the method of applying a lubricant. Further, in the present invention, the method for applying the lubricant is improved by a new technique to increase the number of shots to be used for the die-casting plunger and to prevent the occurrence of defects in the die-cast product.
本発明を図面に基づき説明する。図1は本発明による実施例ダイカストプランジャの軸方向要部断面図、図2はプランジャチップ、ジョイント、プランジャロッド部分の拡大断面図、図3は図2におけるS−S矢視断面図、図4は図1又は図2におけるノズル部分のさらに拡大断面図である。本発明の範囲は、これら実施例図に限るものでなく、本発明要件を満たすものであれば、他の態様であっても含まれる。 The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an essential part in the axial direction of a die cast plunger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a plunger tip, a joint, and a plunger rod, and FIG. FIG. 3 is a further enlarged sectional view of the nozzle portion in FIG. 1 or FIG. 2. The scope of the present invention is not limited to these example drawings, and includes other embodiments as long as the requirements of the present invention are satisfied.
本発明の請求項1の発明は、プランジャチップ(以下、実施例では「チップ2」とする。)とプランジャロッド(以下、実施例では「ロッド3」とする。)を、両者の間に介在するジョイント4により接続した構造にてなり、ロッド3の軸方向に空気と潤滑剤をそれぞれ別個に供給する二流路5を設け、ジョイント4と接続する二流路5の出口側端51部分にて空気と潤滑剤を混合して霧状体にし、分配路6を経由してジョイント4に設けた複数の一流路7へ潤滑剤混合の霧状体を分配し、それぞれの一流路7に設けた外周側へ向かって開口するノズル8からプランジャスリーブ(以下、実施例では「スリーブ9」とする。)の内面91に向けて潤滑剤混合の霧状体を噴霧させて、スリーブ9の内面91へ潤滑剤を塗布するダイカストプランジャ1の潤滑方法である。 The invention of claim 1 of the present invention includes a plunger tip (hereinafter referred to as “chip 2” in the embodiment) and a plunger rod (hereinafter referred to as “rod 3” in the embodiment) interposed therebetween. The two
本発明の請求項2の発明は、スリーブ9内へ注入された金属溶湯をキャビティへ送るときは二流路5の外側流路52のみに空気を供給しながらチップ2を前進し、二流路5の外側流路52に空気を供給するとともに内側流路53に潤滑剤を供給しながらチップ2を後退することを特徴とする請求項1記載のダイカストプランジャ1の潤滑方法である。 According to the second aspect of the present invention, when the molten metal injected into the sleeve 9 is sent to the cavity, the tip 2 is advanced while supplying air only to the outer flow path 52 of the two
図面の補足として、図1は、チップ2がスリーブ9の中間に位置する状態のダイカストプランジャ1を示し、チップ2が矢印F方向へ前進して金属溶湯をキャビティへ送る側のスリーブ9の前端部と、ロッド3の矢印R方向へ後退する側の後端部は省略した。ダイカストプランジャ1を稼働する際は、チップ2の先端21をスリーブ9の後端11近くまで矢印R方向へ後退させ、スリーブ9の注湯口10へ金属溶湯を矢印M方向に注入した後、チップ2を矢印F方向へ前進してスリーブ9内に溜まった金属溶湯をキャビティへ送る。 As a supplement to the drawing, FIG. 1 shows the die-casting plunger 1 with the tip 2 positioned in the middle of the sleeve 9, and the front end of the sleeve 9 on the side where the tip 2 advances in the direction of arrow F and sends the molten metal to the cavity. The rear end portion of the rod 3 that retreats in the arrow R direction is omitted. When the die casting plunger 1 is operated, the
図1及び図2において、チップ2とロッド3は、それぞれジョイント4との螺合部41、42により結合してある。チップ2を内側22から冷却するための冷却水路12がロッド3及びジョイント4を貫通して設けてあるが、この冷却系についての詳細は省略した。図示していないが、接合部における霧状体の分配路6及び冷却水路12はOリング等により外部へ漏れないようにしてある。 1 and 2, the tip 2 and the rod 3 are coupled by
図1における二流路5の詳細は細かいため省いたが、二流路5は図2のように二重管構造をしており、外側流路52の中に内側流路53を設けてある。そして、内側流路53の出口側端54を外側流路52よりも窪入位置にして、この部分にて二流体式噴霧ノズルを構成するようにしてある。ここで発生した潤滑剤を含む霧状体は円環溝状の分配路6を経由して一流路7へ流れる。分配路6は、実施例ではジョイント4側に設けたが、ロッド3側に設けてもよい。 The details of the two
図3において、一流路7は円周方向に8箇所設けたが、本発明はこの実施例の箇所数にこだわるものでない。また、図1及び図2において、上位置の一流路7は二流路5と同軸に位置するようになっているが、便宜的に画いただけであって、必ずしも同軸にしなくてよい。 In FIG. 3, eight
図4において、ノズル8は一流体式噴霧ノズルであって、螺合部82によりジョイント4に埋込んで取付けてある。そして、潤滑剤混合の霧状体はノズル穴81からスリーブ9の内面91に向けて矢印E方向のように拡がって噴霧できる。噴霧によりスリーブ9の内面91に塗布された潤滑剤は、チップ2の摺動によりさらに拡がって、スリーブ9の内面91を広く覆うようになる。 In FIG. 4, the
図1及び図2において、ロッド3の後端側は図示してないが、二流路5の外側流路52は矢印A方向の、内側流路53は矢印L方向のそれぞれの供給装置(図示せず)に接続してある。また、冷却水路12は矢印C方向の給水及び排水流路(図示せず)に接続してある。 1 and 2, the rear end side of the rod 3 is not shown, but the outer flow path 52 of the two
本発明の請求項1の発明によれば、潤滑剤が空気と混合されて霧状体になり、潤滑剤が単独の場合よりも希釈された状態になっているので、濃く塗布されなくなり、少量の潤滑剤でも塗布できるようになる。そして、二流路5の出口側端51部分にて霧状化された混合体が、ノズル8によりさらに微細均一化されて霧状化状態が改善されるので、塗布層を薄くすることができるとともに、拡がりをもって塗布することができる。 According to the invention of claim 1 of the present invention, the lubricant is mixed with air to form a mist, and the lubricant is in a more diluted state than the case where it is alone, so that it is not applied deeply and a small amount. It becomes possible to apply even with the lubricant. And since the mixture atomized in the
また、潤滑剤を単独で複数の一流路7へ分配する場合は、液体のため円周方向の上位置よりも下位置のほうに多く分配されやすく、スリーブ9の内面91の円周方向下位置のほうが多く塗布されやすくなる。本発明の場合は、霧状体のため、上下位置間の塗布むらがなくなる。 Further, when the lubricant is distributed alone to the plurality of one
これらの効果により、スリーブ9の内面91に潤滑剤を少量でも均一に塗布できるので、製品欠陥の防止とダイカストプランジャ1の耐用寿命が延長できる。 With these effects, the lubricant can be uniformly applied to the
本発明の請求項2の発明によれば、チップ2を前進して金属溶湯をキャビティへ送るときは、分配路6及び一流路7には空気のみが流れ、ノズル8から噴出している状態になっている。この空気の流れにより、流路に付着している潤滑剤による汚れを吹き飛ばして清掃する。さらに、ノズル8から噴出した空気により、スリーブ内面91に付着した、潤滑剤による汚れ及び潤滑剤と金属溶湯とが接触してできた残渣等を吹き飛ばして清掃するとともに、スリーブ9が冷却される。 According to the invention of claim 2 of the present invention, when the chip 2 is advanced and the molten metal is sent to the cavity, only air flows through the
チップ2を後退するときは、二流路5の外側流路52に空気を供給し、内側流路53に潤滑剤を供給しながら後退するが、霧状体となってスリーブ9の内面91に噴霧された潤滑剤は、すぐにチップ2の摺動によりさらに拡げられ、スリーブ9の内面91を広く覆うようになる。また、分配路6及び一流路7には、すでに前進の際の空気が流れている状態の時に、後退に際して潤滑剤混合の霧状体が引続いて途切れることなく流れるので、後退の初期から安定して塗布することができる。さらに、潤滑剤の所要量を供給及び遮断する操作が比較的簡単にできる。 When the tip 2 is moved backward, air is supplied to the outer flow path 52 of the two
これらにより、スリーブ9の内面91に少量の潤滑剤でも安定して均一に塗布できる。そして、製品欠陥のさらなる防止とダイカストプランジャ1の耐用寿命延長ができるとともに、ダイカスト作業の操作性が向上する。 Thus, even a small amount of lubricant can be stably and uniformly applied to the
実施例1
図1乃至図4に示す実施例ダイカストプランジャ1を試作した。要部の諸元を次に示す。
スリーブ9の呼称寸法 :全長700mm、内径130mm、外径210mm
スリーブ9の材質 :熱間金型用鋼(SKD61)
チップ2の材質 :熱間金型用鋼(SKD61)
ロッド3の材質 :構造用強靱鋼(SCM440)
ジョイント4の材質 :構造用強靱鋼(SCM440)
二流路の外側流路52の内径 :8mm
二流路の内側流路53の内径 :2.5mm
内側流路53の二流路出口側端51からの窪入深さ :30mm
一流路7の内径 :2.3mm
ノズル穴81の直径 :1mm
ノズル8からスリーブ9の内面91までの距離 :10mmExample 1
An example die casting plunger 1 shown in FIGS. The main specifications are as follows.
Nominal dimensions of the sleeve 9: total length 700 mm, inner diameter 130 mm, outer diameter 210 mm
Material of sleeve 9: Hot mold steel (SKD61)
Material of chip 2: Hot mold steel (SKD61)
Rod 3 material: structural tough steel (SCM440)
Joint 4 material: structural tough steel (SCM440)
Inner diameter of outer channel 52 of two channels: 8 mm
Inner diameter of inner channel 53 of two channels: 2.5 mm
Depth of penetration from the inner channel 53 from the two channel outlet side ends 51: 30 mm
Inner diameter of one flow path 7: 2.3 mm
Distance from
実施例2
実施例1にて試作したダイカストプランジャ1を型締力1,650トンの横型ダイカストマシンに装着して、アルミニウム合金(ADC12)のダイカストに試験使用した。Example 2
The die-casting plunger 1 prototyped in Example 1 was mounted on a horizontal die-casting machine having a clamping force of 1,650 tons, and was used for testing in die casting of an aluminum alloy (ADC12).
前述のようにして、注湯口10から矢印M方向にスリーブ9内へ注入された金属溶湯をキャビティへ送るときは、二流路5の外側流路52のみに矢印A方向の供給装置(図示せず)から780l/minの流量で空気を供給しながらチップ2を矢印F方向へ前進した。そして、二流路5の外側流路52に継続して空気を供給するとともに、内側流路53に矢印L方向の供給装置(図示せず)から5cc/secの流量で1回当たり3ccの潤滑剤を供給しながらチップ2を矢印R方向へ後退した。この操作で本発明実施例スリーブ9は30,000ショットまで使用できた。また、製品欠陥の発生も著しく減少した。 As described above, when the molten metal poured into the sleeve 9 from the pouring
比較例
比較のためのダイカストプランジャは、実施例1及び2と同一呼称寸法で、同一アルミニウム合金(ADC12)のダイカストに従来から用いられているものである。本発明実施例のようなジョイント、潤滑剤流路は設けておらず、ロッド先端にチップを取り付けた構造になっている。プランジャスリーブ及びチップの材質は本発明実施例材質と同一の熱間金型用鋼(SKD61)である。Comparative Example The comparative die-casting plunger has the same nominal dimensions as those in Examples 1 and 2, and is conventionally used for die casting of the same aluminum alloy (ADC12). A joint and a lubricant flow path are not provided as in the embodiment of the present invention, and a tip is attached to the tip of the rod. The material of the plunger sleeve and the tip is the same steel for hot mold (SKD61) as the material of the embodiment of the present invention.
潤滑方法は、プランジャスリーブの注湯口上部から潤滑剤を滴下しながら、空気スプレーを用いてスリーブ内面へ潤滑剤を吹き付ける方式である。1回当たりの潤滑剤所要量は6ccであり、ダイカストスリーブの耐用は9,800ショットであった。 The lubrication method is a method in which the lubricant is sprayed onto the inner surface of the sleeve using an air spray while dripping the lubricant from the upper part of the pouring hole of the plunger sleeve. The required amount of lubricant per one time was 6 cc, and the durability of the die cast sleeve was 9,800 shots.
これら実施例と比較例の結果から、本発明を適用したダイカストスリーブは、潤滑剤所要量が従来の約1/2と少ないにもかかわらず耐用ショット数が約3倍になっており、潤滑剤の節減と耐用寿命の延長に著しい効果のあることが明らかになった。そして、プランジャスリーブの内面へ少量の潤滑剤でも均一に塗布できること及びプランジャスリーブの内面を清浄化できること等により、潤滑剤の過剰と残渣に基づく製品欠陥が防止できる。また、潤滑剤の供給及び遮断操作が比較的簡単なため、ダイカスト作業性が向上する。 From the results of these examples and comparative examples, the die-cast sleeve to which the present invention is applied has a service life of about three times the number of durable shots despite the fact that the required amount of lubricant is as small as about 1/2 that of the prior art. It has become clear that there is a remarkable effect on the reduction of the life and the extension of the service life. Further, it is possible to uniformly apply a small amount of lubricant to the inner surface of the plunger sleeve and to clean the inner surface of the plunger sleeve, thereby preventing product defects due to excessive lubricant and residues. In addition, since the lubricant supply and shut-off operations are relatively simple, the die casting workability is improved.
1 :ダイカストプランジャ 2 :チップ
21 :チップの先端 22 :チップの内側
3 :ロッド 4 :ジョイント
41 :螺合部 42 :螺合部
5 :二流路 51 :二流路出口側端
52 :二流路の外側流路 53 :二流路の内側流路
54 :内側流路の出口側端 6 :分配路
7 :一流路 8 :ノズル
81 :ノズル穴 82 :螺合部
9 :スリーブ 91 :スリーブの内面
10 :注湯口 11 :スリーブ後端
12 :冷却水路
矢印F:チップの前進方向 矢印R:ロッドの後退方向
矢印M:金属溶湯の注入方向 矢印E:噴霧の方向
矢印A:外側流路の空気供給装置方向 矢印L:内側流路の潤滑剤供給装置方向
矢印C:冷却水の給水及び排水方向 矢印S:断面を見る方向1: Die-casting plunger 2: Tip 21: Tip tip 22: Inside of tip 3: Rod 4: Joint 41: Screwing part 42: Screwing part 5: Two flow path 51: Two flow path outlet side end 52: Outside of two flow paths Channel 53: Inner channel 54 of two channels: Outlet side end of inner channel 6: Distribution channel 7: One channel 8: Nozzle 81: Nozzle hole 82: Screwing portion 9: Sleeve 91:
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