JP2016179495A - Estimation method for casting crack, estimation device for casting crack, estimation program for casting crack, and memory medium with memorized estimation program for casting crack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳造品の割れ推定方法、鋳造品の割れ推定装置、鋳造品の割れ推定プログラム、および鋳造品の割れ推定プログラムを記憶した記憶媒体に関する。 The present invention relates to a casting product crack estimation method, a cast product crack estimation device, a cast product crack estimation program, and a storage medium storing a cast product crack estimation program.
アルミニウムなどのダイカスト鋳造に用いられるダイカスト金型は、固定型と、この固定型に対して接離する可動型とを有しており、固定型と可動型の互いの型分割面を接合して型締めすると、製品(鋳造品)の形状に対応したキャビティが、固定型と可動型の間に形成されるようになっている。 A die casting mold used for die casting of aluminum or the like has a fixed mold and a movable mold that comes in contact with and separates from the fixed mold. The mold dividing surfaces of the fixed mold and the movable mold are joined to each other. When the mold is clamped, a cavity corresponding to the shape of the product (cast product) is formed between the fixed mold and the movable mold.
ダイカスト鋳造では、このキャビティ内に射出した溶湯を固化させたのち、可動型を固定型から引き離す方向に移動させる型開きを行うと、鋳造品が可動型と共に移動して、固定型から分離するようになっている。 In die casting, after the molten metal injected into the cavity is solidified and then the mold is opened to move the movable mold away from the fixed mold, the cast product moves with the movable mold and separates from the fixed mold. It has become.
特許文献1には、鋳造品におけるヒケ巣の発生部位をシミュレーションによって推定し、推定したヒケ巣の発生部位と、鋳造品の実際の表面形状を示すデータとに基づいて、ヒケ割れが生じる可能性の高い部位を推定する推定方法が開示されている。
In
しかし、特許文献1の方法では、型開き時または鋳造品の鋳造型からの取り出し時に発生する割れ(いわゆる、かじり割れ)については、推定できるようになっておらず、このようなかじり割れを推定できるようにすることが求められている。
However, in the method of
本発明は、
固定型と可動型の互いの型分割面を接合した型締め時に、鋳造品の形状に対応したキャビティが固定型と可動型の間に形成される鋳造金型で作製する鋳造品の割れ推定方法であって、
鋳造金型の鋳造品の所定部位に対応する領域の温度であって、型締め前の鋳造金型への離型剤の塗布が完了してからキャビティへの溶湯の射出が完了するまでの間の時点における温度を取得する金型温度取得ステップと、
射出が完了してから鋳造品の鋳造金型からの取り出しが完了するまでの間の時点おける鋳造品の所定部位の引っ張り強度を取得する引っ張り強度取得ステップと、
金型温度取得ステップで取得した温度と、引っ張り強度取得ステップで取得した引っ張り強度から、型開き時または鋳造品の鋳造金型からの取り出し時の鋳造品の所定部位での割れの発生の有無を推定する割れ推定ステップと、を有することを特徴とする鋳造品の割れ推定方法とした。
The present invention
A method for estimating cracks in a cast product produced by a casting mold in which a cavity corresponding to the shape of the cast product is formed between the fixed mold and the movable mold when clamping the mold-dividing surfaces of the fixed mold and the movable mold. Because
The temperature of the region corresponding to a predetermined part of the casting product of the casting mold, from the time when the application of the release agent to the casting mold before clamping is completed until the injection of the molten metal into the cavity is completed Mold temperature acquisition step for acquiring the temperature at the time of
A tensile strength acquisition step for acquiring a tensile strength of a predetermined portion of the cast product at a time point between completion of injection and removal of the cast product from the casting mold; and
Based on the temperature acquired in the mold temperature acquisition step and the tensile strength acquired in the tensile strength acquisition step, the presence or absence of occurrence of cracks at a predetermined part of the cast product when the mold is opened or when the cast product is taken out from the casting mold. And a crack estimation step for estimation.
かじり割れは、鋳造品の鋳造金型に溶着した部位が、型開き方向に引っ張られることにより発生する。
かじり割れは、溶着した部位の引っ張り強度が低いほど発生する傾向が高いので、型開き時または鋳造品の鋳造型からの取り出し時の鋳造品の所定部位の引っ張り強度を求めることで、割れの発生の有無を推定できる。
また、鋳造品のダイカスト金型への溶着は、鋳造金型に塗布した離型剤の働きが不十分である場合に起こり、金型の温度が高い箇所ほど、その箇所における離型剤の働きが悪くなる。
よって、鋳造品の所定部位の引っ張り強度と、金型の所定部位に対応する領域の温度の両方に基づいて、かじり割れ発生の有無を推定することができる。
The galling crack is generated when the portion welded to the casting mold of the cast product is pulled in the mold opening direction.
Scratch cracks are more likely to occur as the tensile strength of the welded part is lower, so cracks can be generated by determining the tensile strength of a predetermined part of the cast product when the mold is opened or when the cast product is removed from the casting mold. Can be estimated.
In addition, welding of a cast product to a die-casting die occurs when the release agent applied to the casting die is insufficient, and the higher the mold temperature, the more the release agent works at that location. Becomes worse.
Therefore, it is possible to estimate the occurrence of galling cracks based on both the tensile strength of the predetermined part of the cast product and the temperature of the region corresponding to the predetermined part of the mold.
以下、鋳造品の割れ推定方法の実施の形態を説明する。
図1は、アルミニウムなどを用いたダイカスト鋳造に用いられるダイカスト金型1を説明する図であって、固定型2と可動型3とを型締めした状態のダイカスト金型1を示す図であり、図2は、ダイカスト鋳造の制御装置10の構成を説明する図である。
図3は、ダイカスト金型1を説明する図であって、キャビティCに溶湯Mを射出して鋳造品Wを形成した状態を示す図であり、図4は、ダイカスト金型1を説明する図であって、固定型2と可動型3とを型開きした状態を示す図である。
図5は、ダイカスト金型1を用いてダイカスト鋳造を行う際の一連の工程を説明する図である。
Hereinafter, an embodiment of a crack estimation method for a cast product will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining a die-casting die 1 used for die-casting using aluminum or the like, and showing the die-
FIG. 3 is a diagram illustrating the die-
FIG. 5 is a diagram illustrating a series of steps when performing die casting using the
図1に示すように、ダイカスト鋳造に用いられるダイカスト金型1は、固定型2と、この固定型2に対向配置された可動型3とを有している。
可動型3は、可動型駆動装置11(図2参照)が制御する駆動機構(図示せず)により進退移動して、当該可動型3の型分割面31を、固定型2の型分割面21に対して接離させるようになっており、固定型2と可動型3の互いの型分割面21、31を接合して型締めすると、製品(鋳造品W)の形状に対応したキャビティCが、固定型2と可動型3の間に形成されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
The
固定型2では、可動型3の移動方向(図中、左右方向)における可動型3とは反対側の面に、溶湯Mの射出口22が開口しており、この射出口22は、ゲート23を介してキャビティCに連通して形成されている。
射出口22には、筒状の射出スリーブ40の一端が接続されており、この射出スリーブ40は、可動型3の移動方向に沿って、固定型2から離れる方向に直線状に延びている。
In the
One end of a
射出スリーブ40の他端側の外周には、溶湯Mの注入口41が開口しており、この注入口41よりも他端側(図1における右側)が、溶湯Mの押し出し部材42の初期位置となっている(図1参照)。
An
押し出し部材42は、射出スリーブ40の内径と整合する外径を有しており、射出スリーブ40の他端側から、射出スリーブ40内に挿入されている。
押し出し部材42は、射出制御装置12(図2参照)が制御する駆動機構(図示せず)により、射出スリーブ40の長手方向に進退移動するようになっており、実施の形態では、前記した初期位置(図1参照)と、射出口22の近傍の駆動位置(図3参照)との間を、進退移動するようになっている。
The push-out
The push-out
射出スリーブ40の注入口41の上側には、溶湯注入装置5の注ぎ口51が位置しており、注入制御装置13(図2参照)が、注ぎ口51に設けたバルブ(図示せず)を開くことで、注ぎ口51と注入口41とを介して、溶湯注入装置5から射出スリーブ40内に溶湯Mが注湯されるようになっている。
The
ダイカスト金型1を用いてダイカスト鋳造を行う際の一連の工程を、図5を参照して説明する。
ダイカスト金型1を用いたダイカスト鋳造では、はじめに、可動型3と固定型2の型締め後にキャビティCを形成する部分に、離型剤が散布(塗布)される(図5、離型剤塗布)。
続いて、固定型2と可動型3の互いの型分割面21、31を接合するダイカスト金型1の型締めが行われて、ダイカスト金型1内に鋳造品Wの形状に対応したキャビティCが形成される(図5、型締め)。
A series of steps when performing die casting using the
In die casting using the
Subsequently, the
そして、押し出し部材42を射出スリーブ40内の初期位置に配置した状態で、溶湯注入装置5から射出スリーブ40に溶湯Mが注がれる(図5、注湯)。
続いて、押し出し部材42の初期位置から駆動位置までの移動により、ダイカスト金型1のキャビティC内に溶湯Mが射出されて(図5、射出)、キャビティC内に鋳造品Wの形状で溶湯が充填される。
And the molten metal M is poured into the
Subsequently, by the movement of the pushing
キャビティC内への溶湯Mの射出から所定時間経過したのちに、可動型3を固定型2から離れる方向に移動させて、ダイカスト金型1の型開きが行われる(図5、型開き)。
この型開き時に、鋳造品Wが可動型3と一緒に移動して、固定型2から分離する。
After a predetermined time has elapsed from the injection of the molten metal M into the cavity C, the
When the mold is opened, the casting W moves together with the
続いて、可動型3からの鋳造品Wの取り出し(図3、製品取り出し)が行われる。
なお、図4に示すように、可動型3から取り出された鋳造品Wには、溶湯の射出口22側や、射出時にキャビティC内の空気を吸引する真空ポンプP側に、鋳造後の後工程にて除去されるランナー部Wx、Wxが接続している。
Subsequently, the cast product W is removed from the movable mold 3 (FIG. 3, product removal).
As shown in FIG. 4, the cast product W taken out from the
そして、鋳造品Wを取り外した可動型3と、固定型の型締め後にキャビティCを形成する領域に、離型剤が、再び散布(塗布)されることになる(図5、離型剤塗布)。
Then, the mold release agent is again sprayed (applied) to the
そして、離型剤が散布された固定型2と可動型3とが互いに型締めされて、次のサイクルでの鋳造品Wの作製に、ダイカスト金型1が用いられることになる。
よって、鋳造品Wの作製時には、図5に示す各工程を順番に繰り返すことで、ひとつのダイカスト金型1から鋳造品Wが連続して作製されるようになっている。
Then, the fixed
Therefore, at the time of producing the cast product W, the casting product W is continuously produced from one die-casting die 1 by sequentially repeating the steps shown in FIG.
ここで、ダイカスト金型1を用いた鋳造品Wの作製が繰り返し実施されると、キャビティC内に射出される溶湯Mの温度が高いので、ダイカスト金型1(固定型2、可動型3)の温度が上昇する。
そのため、ダイカスト金型1の固定型2と可動型3内には、冷却水CLを通流させる冷却路(図1、点線参照)が設けられており、ダイカスト金型1の温度が、鋳造に適した温度に保持されるようになっている。
Here, when the production of the casting W using the
Therefore, a cooling path (see the dotted line in FIG. 1) for allowing the cooling water CL to flow is provided in the fixed
以下、設計者等が鋳造金型の冷却条件等を設計する際におこなう鋳造シミュレーションを説明する。
図6は、鋳造シミュレーションのフローチャートである。
Hereinafter, a casting simulation performed when a designer or the like designs cooling conditions for a casting mold will be described.
FIG. 6 is a flowchart of the casting simulation.
鋳造シミュレーションでは、はじめに、ステップ101において、金型温度解析と、溶湯流れ解析と、凝固解析とが実施される。
In the casting simulation, first, in
冷却水量などの鋳造条件、ダイカスト金型1のモデル、鋳造品Wのモデル、ランナーWxのモデルに基づいて、金型温度解析ではダイカスト金型1の温度を解析し、溶湯流れ解析ではキャビティCに溶湯が充填される過程を解析し、凝固解析では射出された溶湯が固化する(凝固する)過程を解析する。
Based on the casting conditions such as the amount of cooling water, the model of the
続くステップ102において、キャビティC内での溶湯Mの固化により作製される鋳造品Wの評価部位(所定部位)についてのデータを抽出する。
In
本願発明者は、
鋳造品Wにおけるダイカスト金型1との境界面が、型開き方向に沿う向きとなる部位であって、溶湯Mのゲート23の近傍に位置する部位(図3、符号Wa参照)に、型開きまたは鋳造品Wの鋳造型(ダイカスト金型1)からの取り出しに起因する割れが発生する傾向があることに着目し、
型開き時または鋳造品Wの鋳造型からの取り出し時に鋳造品Wにかじり割れが発生する主原因が、鋳造品Wのダイカスト金型1に溶着した部位が、型開き方向に引っ張られることによるものであることを見い出した。
そして、
(1)鋳造品Wのダイカスト金型1への溶着は、固定型2と可動型3の互いの型分割面におけるキャビティCを形成する領域に塗布した離型剤の働きが不十分である場合に起こり、この離型剤の働きは、金型温度が高くなる程悪くなるので、溶湯を射出する直前の金型温度から、離型剤の働き具合(溶着する可能性)を推定できること、
(2)かじり割れは、溶着した部位の引っ張り強度が低いほど発生する傾向が高いので、鋳造品Wの所定部位Waの型開き時または鋳造品Wの鋳造型からの取り出し時の温度を推定し、この推定した温度から、鋳造品Wの所定部位Waの型開き時または鋳造品Wの鋳造型からの取り出し時の引っ張り強度が推定できることから、
実施の形態では、溶湯Mを射出する直前の固定型2の温度であって、鋳造品Wの所定部位Waに対応する領域Bの温度T1と、鋳造品Wの所定部位Waの型開き時の引っ張り強度Fと、に基づいて、型開き時における鋳造品Wの所定部位Waでの割れの発生の有無を推定している(ステップ103、104)。
The inventor of the present application
In the cast product W, the boundary surface with the die-casting
The main cause of galling cracks in the casting W when the mold is opened or when the casting W is taken out from the casting mold is that the portion welded to the
And
(1) When the cast product W is welded to the die-casting
(2) Scratch cracks are more likely to occur as the tensile strength of the welded part is lower. Therefore, the temperature at the time of opening the predetermined part Wa of the cast product W or taking out the cast product W from the casting mold is estimated. From this estimated temperature, it is possible to estimate the tensile strength at the time of mold opening of the predetermined portion Wa of the cast product W or when the cast product W is taken out from the casting mold,
In the embodiment, the temperature of the fixed
また、ステップ103では、型開き時の鋳造品Wの引っ張り強度Fを、型開き時の鋳造品Wの所定部位Waの温度T2に基づいて、相関マップ(図7参照)から求めている。
In
図7に示すように、相関マップでは、鋳造品Wの温度T2と、鋳造品Wの引っ張り強度Fとの対応関係が規定されており、推定された型開き時の鋳造品Wの所定部位Waの温度に基づいて、相関マップを参照することで、型開き時の鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度が求められるようになっている。 As shown in FIG. 7, in the correlation map, the correspondence between the temperature T2 of the cast product W and the tensile strength F of the cast product W is defined, and the predetermined portion Wa of the cast product W when the mold is opened is estimated. Based on this temperature, the tensile strength of the predetermined portion Wa of the cast product W at the time of mold opening is obtained by referring to the correlation map.
実施の形態では、実験などに基づいて、鋳造品Wの所定部位Waの温度T2と引っ張り強度Fとの相関関係が規定する相関マップが作成されている。 In the embodiment, a correlation map that defines the correlation between the temperature T2 of the predetermined portion Wa of the cast product W and the tensile strength F is created based on experiments and the like.
そのため、前記したステップ103において、鋳造品Wの鋳造に用いられる溶湯に応じて決まる1つの相関マップを選択し、選択した相関マップを用いて、推定した鋳造品Wの所定部位Waの温度T2から、鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度Fを求めている。
Therefore, in the above-described
そして、鋳造シミュレーションにおいて、下記の要件(a)、(b)の両方が満たされた場合に、型開き時に鋳造品Wの所定部位Waに割れが発生しない、すなわち冷却等の変更は必要ないと判定し、(a)、(b)の要件のうちの少なくとも一方の要件が満たされない場合には、割れが発生する、すなわち、冷却等の変更が必要と判定する。
(a)鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度Fが、閾値強度F_th以上である(ステップ103)。
(b)溶湯Mの射出前におけるダイカスト金型1(固定型2)の領域Bの温度T1が、閾値温度T_th以下である(ステップ104)。
In the casting simulation, when both of the following requirements (a) and (b) are satisfied, the predetermined portion Wa of the cast product W does not crack when the mold is opened, that is, it is not necessary to change the cooling or the like. If it is determined and at least one of the requirements (a) and (b) is not satisfied, it is determined that cracking occurs, that is, a change such as cooling is necessary.
(A) The tensile strength F of the predetermined portion Wa of the cast product W is not less than the threshold strength F_th (step 103).
(B) The temperature T1 of the region B of the die casting mold 1 (fixed mold 2) before the injection of the molten metal M is equal to or lower than the threshold temperature T_th (step 104).
割れが発生しないと判定された場合(ステップ103およびステップ104がともにYとなる場合)には、割れの発生を阻止する必要がないので、ダイカスト金型1(固定型2、可動型3)の冷却温度などを変更する必要もない。
よって、かかる場合には、鋳造シミュレーションによる割れの推定は終了することになる。
When it is determined that no cracks occur (when both
Therefore, in such a case, the estimation of cracks by the casting simulation ends.
一方、割れが発生すると判定された場合(ステップ103およびステップ104のいずれかがNとなる場合)には、割れの発生を阻止するためにダイカスト金型1(固定型2、可動型3)の冷却温度などを変更する必要がある。
かかる場合には、上記した要件(a)、(b)のうちの何れの要件が満たされていないのかを確認したうえで、満たされていない要件を満たすようにするために必要な条件(冷却条件など)を変更する(ステップ105)。
On the other hand, if it is determined that a crack will occur (if either step 103 or step 104 is N), the die casting mold 1 (fixed
In such a case, after confirming which of the above requirements (a) and (b) is not satisfied, the conditions (cooling) necessary to satisfy the requirements that are not satisfied The conditions are changed (step 105).
以上の通り、実施の形態では
固定型2と可動型3の互いの型分割面21、31を接合した型締め時に、鋳造品Wの形状に対応したキャビティCが固定型2と可動型3の間に形成されるダイカスト金型1(鋳造金型)で作製する鋳造品Wの割れ推定方法であって、
ダイカスト金型1の鋳造品Wの所定部位Waに対応する領域Bの温度であって、型締め前のダイカスト金型1への離型剤の塗布が完了してからキャビティCへの溶湯Mの射出が完了するまでの間の時点における温度T1を取得する金型温度取得ステップと、
射出が完了してから鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出しが完了するまでの間の時点おける鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度Fを取得する引っ張り強度取得ステップと、
金型温度取得ステップで取得した温度T1と、引っ張り強度取得ステップで取得した引っ張り強度Fから、型開き時または鋳造品Wのダイカスト金型1(可動型3)からの取り出し時の鋳造品Wの所定部位Waでの割れの発生の有無を推定する割れ推定ステップと、を有することを特徴とする鋳造品の割れ推定方法とした。
As described above, in the embodiment, the cavity C corresponding to the shape of the casting W is formed between the fixed
The temperature of the region B corresponding to the predetermined portion Wa of the cast product W of the die-
A tensile strength acquisition step of acquiring a tensile strength F of a predetermined portion Wa of the cast product W at a time from when the injection is completed to when the casting product W is taken out from the
From the temperature T1 acquired in the mold temperature acquisition step and the tensile strength F acquired in the tensile strength acquisition step, the casting product W at the time of mold opening or when the cast product W is taken out from the die casting mold 1 (movable mold 3). A crack estimation step for estimating the presence or absence of cracks occurring at the predetermined portion Wa.
かじり割れは、鋳造品Wのダイカスト金型1に溶着した部位が、型開き方向に引っ張られることにより発生する。
かじり割れは、鋳造品Wの固定型2に溶着した部位の引っ張り強度Fが低いほど発生する傾向が高いので、型開き時または鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出し時の鋳造品Wの引っ張り強度Fを求めることで、割れの発生の有無を推定できる。
このとき、射出が完了するまでは、鋳造品Wの所定部位の引っ張り強度を精度よく推定することは困難であるため、射出が完了した以降の鋳造品Wの引っ張り強度を推定する。かつ、かじり割れが発生するのは型開き時または製品取り出し時であるため、鋳造品Wをダイカスト金型1から取り出しが完了するまでの鋳造品Wの引っ張り強度を推定する。
また、鋳造品Wのダイカスト金型1への溶着は、ダイカスト金型1に塗布した離型剤の働きが不十分である場合に起こり、金型温度が高い箇所ほど、その箇所における離型剤の働きが悪くなる。この離型剤の働きは金型温度が高くなるほど悪くなるので、キャビティCに溶湯を射出する際の金型温度であって、鋳造品Wの所定部位Waに対応する領域Bの温度から、鋳造品Wの所定部位Waのダイカスト金型1への溶着の程度が予測できる。
なお、離型剤を塗布するとダイカスト金型1の温度が低下するため、離型剤の塗布が完了した以降のダイカスト金型1(固定型2)の温度を推定する。かつ、溶湯を射出する際のダイカスト金型1(固定型2)の温度が離型剤の働き、すなわち溶着に大きく関与するため、射出が完了するまでのダイカスト金型1の温度を推定する。
上記のように、ダイカスト金型1の所定部位Waに対応する領域Bの温度であって、型締め前の鋳造金型への離型剤の塗布が完了してからキャビティへの溶湯の射出が完了するまでの間の時点における温度T1と、射出が完了してから鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出しが完了するまでの間の時点における鋳造品Wの所定部位の引っ張り強度Fの両方に基づいて、型開き時の割れ発生の有無を推定することで、何れか一方に基づいて推定する場合よりも正確に、型開き時の割れ発生の有無を推定できる。
The galling crack is generated when the portion welded to the
Scratch cracks are more likely to occur as the tensile strength F of the portion welded to the fixed
At this time, it is difficult to accurately estimate the tensile strength of a predetermined portion of the cast product W until the injection is completed. Therefore, the tensile strength of the cast product W after the injection is completed is estimated. In addition, since the galling is generated when the mold is opened or the product is taken out, the tensile strength of the cast product W until the casting product W is completely taken out from the
Further, the casting W is welded to the
In addition, since the temperature of the die-casting die 1 will fall if a release agent is apply | coated, the temperature of the die-casting die 1 (fixed die | dye 2) after the application | coating of a release agent is completed is estimated. And since the temperature of the die-casting die 1 (fixed die 2) at the time of injecting the molten metal is largely involved in the function of the release agent, that is, welding, the temperature of the die-casting die 1 until the injection is completed is estimated.
As described above, the temperature of the region B corresponding to the predetermined portion Wa of the die-casting
(2)射出が完了してから鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出しが完了するまでの間の時点の鋳造品Wの所定部位Waの温度T2を推定する温度推定ステップをさらに備え、
引っ張り強度取得ステップでは、温度推定ステップで推定した鋳造品Wの所定部位Waの温度に基づいて、鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度Fを求める構成とした。
(2) further comprising a temperature estimation step for estimating a temperature T2 of the predetermined portion Wa of the cast product W from when the injection is completed to when the cast product W is taken out from the
In the tensile strength acquisition step, the tensile strength F of the predetermined portion Wa of the cast product W is obtained based on the temperature of the predetermined portion Wa of the cast product W estimated in the temperature estimation step.
射出が完了してから鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出しが完了するまでの間の時点おける鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度Fは、射出が完了してから鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出しが完了するまでの間の時点の鋳造品Wの所定部位Waの温度T2に応じて変化するので、実験に基づいて、鋳造品Wの所定部位Waの温度T2と引っ張り強度Fとの相関関係を規定する相関マップを用意しておくことで、温度推定ステップで推定した鋳造品Wの所定部位Waの温度T2から、鋳造品Wの所定部位Waの引っ張り強度Fを容易に求めることができる。
The tensile strength F of the predetermined portion Wa of the cast product W after the injection is completed until the casting product W is completely taken out from the
(3)鋳造品Wにおける所定部位Waは、可動型3と固定型2の互いの対向面が、型開き時に可動型3の移動方向で相対移動する領域A、Bの間の空間R(図1参照)に形成される部位(所定部位Wa)である構成とした。
(3) The predetermined portion Wa in the cast product W is a space R between the regions A and B in which the opposed surfaces of the
かかる所定部位Waでは、固定型2との境界面が、型開き時の可動型3の移動方向に沿う向きで位置しており、所定部位Waが固定型2に溶着している場合には、溶着している範囲(面積)が大きくなるほど、型開き時に作用する応力が大きくなって、割れが発生しやすくなる。
よって、型開き時に割れが発生しやすい部位(所定部位Wa)の型開き時の引っ張り強度Fを求めることで、型開き時の割れの発生の有無をより正確に推定できる。
In such a predetermined portion Wa, the boundary surface with the fixed
Therefore, the presence or absence of the crack at the time of mold opening can be estimated more correctly by calculating | requiring the tensile strength F at the time of mold opening of the site | part (predetermined part Wa) where a crack is easy to generate | occur | produce at the time of mold opening.
(4)所定部位Waは、溶湯をキャビティCに導入するダイカスト金型1のゲート23に隣接する部位であって、抜き勾配が一定である部位である構成とした。
(4) The predetermined portion Wa is a portion adjacent to the
鋳造品Wの形状によっては、可動型3と固定型2の互いの対向面が型開き時に可動型3の移動方向で相対移動する領域A、Bが複数存在するので、型開き時に割れが発生しやすい所定部位となり得る空間が、キャビティC内に複数存在する場合がある(図1における空間R、R1)。
この場合、型開き時に割れが発生しやすい所定部位を形成し得る空間R、R1のうち、ゲート23に隣接する、すなわち、最もゲート23の近傍に位置する空間Rでは、キャビティC内に溶湯Mを射出するときの圧力により、塗布された離型剤が流れてしまうことがあり、他の所定部位を形成し得る空間R1よりも、最もゲート23の近傍に位置する空間Rに形成される部位のほうが、型開き時に割れが発生し易い傾向がある。
また、例えば、鋳造品Wの部位Wbのように抜き勾配が増加すると型開き時に割れが発生しにくい傾向があるため、かじり割れの発生の有無を推定する所定部位を、抜き勾配が一定である部位Waとした。
よって、型開き時に最も割れが発生しやすい部位に着目して、型開き時の割れの有無を推定することで、推定に要する時間を抑制しながら、精度よく推定をおこなうことができる。
Depending on the shape of the casting W, there are a plurality of areas A and B in which the opposed surfaces of the
In this case, among the spaces R and R1 that can form a predetermined portion where cracks are likely to occur when the mold is opened, in the space R adjacent to the
Further, for example, if the draft increases like the part Wb of the cast product W, there is a tendency that cracks do not easily occur when the mold is opened. Therefore, the draft is constant for a predetermined part for estimating the occurrence of galling. It was set as the site | part Wa.
Therefore, by paying attention to the portion where cracks are most likely to occur when the mold is opened, it is possible to estimate accurately while suppressing the time required for estimation by estimating the presence or absence of cracks when the mold is opened.
(5)割れ推定ステップでは、
引っ張り強度Fが閾値強度F_th以上であり、かつダイカスト金型1の鋳造品Wの所定部位Waに対応する領域Bの温度であって、型締め前のダイカスト金型1への離型剤の塗布が完了してからキャビティCへの溶湯Mの射出が完了するまでの間の時点における温度T1が、閾値温度R_th以下である場合に、割れが発生しないと推定し、
引っ張り強度Fが閾値強度F_thよりも低い、またはダイカスト金型1の鋳造品Wの所定部位Waに対応する領域Bの温度であって、型締め前のダイカスト金型1への離型剤の塗布が完了してからキャビティCへの溶湯Mの射出が完了するまでの間の時点における温度T1が前記閾値温度T_thよりも大きい場合に割れが発生すると推定する構成とした。
(5) In the crack estimation step,
The tensile strength F is equal to or higher than the threshold strength F_th, and the temperature of the region B corresponding to the predetermined portion Wa of the casting W of the
The tensile strength F is lower than the threshold strength F_th, or the temperature in the region B corresponding to the predetermined portion Wa of the cast product W of the
このように構成すると、閾値温度T_th、閾値強度F_thを、実験等の結果に基づいて設定することで、型開き時の割れの発生の有無をより正確に推定できる。 If comprised in this way, the threshold temperature T_th and the threshold intensity | strength F_th are set based on the result of experiment etc., and the presence or absence of the generation | occurrence | production of the crack at the time of mold opening can be estimated more correctly.
(6)金型温度取得ステップでは、溶湯Mを射出する前のダイカスト金型1の温度を取得する構成とした。
(6) In the mold temperature acquisition step, the temperature of the
射出中のダイカスト金型1の温度を精度よく推定することは困難であるが、射出前のダイカスト金型1の温度に基づいて割れを推定することで、型開き時の割れの発生の有無をより正確に推定できる。
Although it is difficult to accurately estimate the temperature of the
(7)引っ張り強度取得ステップでは、型開き時の引っ張り強度Fを取得する構成とした。 (7) In the tensile strength acquisition step, the tensile strength F at the time of mold opening is acquired.
鋳造品Wの固定型2に溶着した部位が、型開き時に、型開き方向に引っ張られることにより鋳造品Wに割れが発生するため、型開き時の引っ張り強度Fに基づいて割れを推定することで、型開き時に発生するかじり割れの発生の有無をより正確に推定できる。
Since the portion welded to the fixed
以上、上記の説明では、固定型2と鋳造品Wとが溶着し型開き時に生じるかじり割れを推定する場合を例示して説明したが、本発明の適用例の一つを示したものであり、例えば、可動型1と鋳造品Wとが溶着し鋳造品Wの取り出し時に生じるかじり割れを領域Aの温度と鋳造品Wの取り出し時の引っ張り強度とに基づいて推定するものであってもよく、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
In the above description, the case where the fixed
(8)引っ張り強度取得ステップでは、鋳造品Wのダイカスト金型1からの取り出し時の引っ張り強度Fを取得する構成とした。
(8) In the tensile strength acquisition step, the tensile strength F when the cast product W is taken out from the
鋳造品Wのダイカスト金型1に溶着した部位が、ダイカスト金型1からの鋳造品Wの取り出し時に、型開き方向に引っ張られることにより鋳造品Wに割れが発生するため、鋳造品Wの鋳造金型からの取り出し時の引っ張り強度に基づいて割れを推定することで、鋳造品Wの鋳造型からの取り出し時に発生するかじり割れの発生の有無をより正確に推定できる。 Since the portion welded to the die casting die 1 of the casting W is pulled in the mold opening direction when the casting W is taken out from the die casting die 1, the casting W is cracked. By estimating the crack based on the tensile strength at the time of taking out from the mold, it is possible to more accurately estimate the occurrence of a galling crack that occurs when the cast product W is taken out from the casting mold.
実施の形態では、本願発明を、鋳造品Wの割れ推定方法として説明したが、本願発明は、上記した鋳造品Wの割れ推定方法を、コンピュータに実行させるための、鋳造品Wの割れ推定プログラムとしても実現可能である。 In the embodiments, the present invention has been described as a method for estimating cracks in a cast product W. However, the present invention provides a program for estimating cracks in a cast product W for causing a computer to execute the above-described method for estimating cracks in a cast product W. Can also be realized.
この場合、鋳造品Wの割れ推定プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶させた状態にて提供でき、プログラムを記憶可能な媒体であれば、磁気記憶媒体、光記憶媒体等の種々の情報記憶媒体が利用可能である。 In this case, the crack estimation program for the casting W can be provided in a state of being stored in a computer-readable storage medium, and various programs such as a magnetic storage medium and an optical storage medium can be used as long as the program can be stored. Information storage media are available.
さらに、本願発明は、上記した推定方法を実行するように構成されたコンピュータを有する鋳造品の割れ推定装置としても、実現可能である。 Furthermore, the present invention can be realized as a crack estimation apparatus for a cast product having a computer configured to execute the above estimation method.
1 ダイカスト金型
2 固定型
3 可動型
5 溶湯注入装置
10 制御装置
11 可動型駆動装置
12 射出制御装置
13 注入制御装置
14 冷却水制御装置
15 温度センサ
21 型分割面
22 射出口
32 型分割面
40 射出スリーブ
41 注入口
42 押し出し部材
51 口
A 領域
A 所定領域
C キャビティ
CL 冷却水
F 引っ張り強度
F_th 閾値強度
M 溶湯
T_th 閾値温度
Ta 所定部位
W 鋳造品
Wa 所定部位
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記鋳造金型の前記鋳造品の所定部位に対応する領域の温度であって、前記型締め前の前記鋳造金型への離型剤の塗布が完了してから前記キャビティへの溶湯の射出が完了するまでの間の時点における温度を取得する金型温度取得ステップと、
前記射出が完了してから前記鋳造品の前記鋳造金型からの取り出しが完了するまでの間の時点おける前記鋳造品の前記所定部位の引っ張り強度を取得する引っ張り強度取得ステップと、
前記金型温度取得ステップで取得した温度と、前記引っ張り強度取得ステップで取得した引っ張り強度から、型開き時または前記鋳造品の前記鋳造金型からの取り出し時の前記鋳造品の前記所定部位での割れの発生の有無を推定する割れ推定ステップと、を有することを特徴とする鋳造品の割れ推定方法。 Cracking of a cast product produced by a casting mold in which a cavity corresponding to the shape of the cast product is formed between the fixed mold and the movable mold when the mold split surfaces of the fixed mold and the movable mold are joined to each other. An estimation method,
The temperature of a region corresponding to a predetermined portion of the cast product of the casting mold, and injection of the molten metal into the cavity after the application of the release agent to the casting mold before the mold clamping is completed. A mold temperature acquisition step for acquiring a temperature at a point in time until completion;
A tensile strength acquisition step of acquiring a tensile strength of the predetermined part of the cast product at a time between the completion of the injection and the removal of the cast product from the casting mold;
From the temperature acquired in the mold temperature acquisition step and the tensile strength acquired in the tensile strength acquisition step, at the predetermined portion of the casting product when the mold is opened or when the casting product is taken out from the casting mold A crack estimation step for estimating the presence or absence of the occurrence of cracks.
前記引っ張り強度取得ステップでは、前記温度推定ステップで推定した前記鋳造品の前記所定部位の温度に基づいて、前記鋳造品の前記所定部位の引っ張り強度を求めることを特徴とする請求項1に記載の鋳造品の割れ推定方法。 A temperature estimation step of estimating a temperature of the predetermined part of the cast product at a time between the completion of the injection and the removal of the cast product from the casting mold;
2. The tensile strength of the predetermined part of the cast product is obtained based on the temperature of the predetermined part of the cast product estimated in the temperature estimation step in the tensile strength acquisition step. Casting crack estimation method.
前記引っ張り強度が閾値強度以上であり、かつ前記鋳造金型の前記鋳造品の所定部位に対応する領域の温度であって、前記型締め前の前記鋳造金型への離型剤の塗布が完了してから前記キャビティへの溶湯の射出が完了するまでの間の時点における温度が、閾値温度以下である場合に、前記割れが発生しないと推定し、
前記引っ張り強度が前記閾値強度よりも低い、または前記鋳造金型の前記鋳造品の所定部位に対応する領域の温度であって、前記型締め前の前記鋳造金型への離型剤の塗布が完了してから前記キャビティへの溶湯の射出が完了するまでの間の時点における温度が前記閾値温度よりも大きい場合に割れが発生すると推定することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の鋳造品の割れ推定方法。 In the crack estimation step,
The tensile strength is equal to or higher than the threshold strength, and the temperature is in a region corresponding to a predetermined portion of the casting product of the casting mold, and the application of the release agent to the casting mold before the clamping is completed. Then, when the temperature at the time point until the injection of the molten metal into the cavity is completed is less than the threshold temperature, it is estimated that the crack does not occur,
The tensile strength is lower than the threshold strength, or a temperature in a region corresponding to a predetermined part of the cast product of the casting mold, and the mold release agent is applied to the casting mold before clamping. 5. The method according to claim 1, wherein a crack is estimated to occur when a temperature at a time point between completion and injection of molten metal into the cavity is greater than the threshold temperature. The method for estimating cracks in a cast product according to claim 1.
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