JP2018020355A - Forging system of semi-solidified slurry - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は例えば球状等の所定形状に成形された半凝固スラリを素材として、これの加熱後で投入した金型内で鍛造によって成形品を連続的に成形処理できるようにした半凝固スラリの鍛造システムに関する。 The present invention is a semi-solid slurry forging in which, for example, a semi-solid slurry formed into a predetermined shape such as a spherical shape is used as a raw material, and a molded product can be continuously formed by forging in a mold charged after heating. About the system.
従来から、プレス上型とプレス下型とを用いて、アルミニウム合金などの金属素材を当該プレス上型とプレス下型とで形成されるキャビティ内で圧縮変形し、上下両型のキャビティ内形と同一形状の製品を加工する型鍛造が行われている。近年では、例えば、自動車部品などの製造において、部品の軽量化を図るため、金属素材としてアルミニウム合金などが多用され、その製造には例えばこの型鍛造が利用されている。 Conventionally, using an upper press die and a lower press die, a metal material such as an aluminum alloy is compressed and deformed in a cavity formed by the upper press die and the lower press die. Die forging is performed to process products of the same shape. In recent years, for example, in the manufacture of automobile parts and the like, in order to reduce the weight of the parts, an aluminum alloy or the like is frequently used as a metal material, and for example, this die forging is used.
近年においては、この型鍛造として、例えばチクソキャスティング法、レオキャスティング法等の半凝固スラリによる成形法がある。これらの成形法によると、従来の鋳造法に比べて収縮巣や偏析が少なく、半凝固スラリ内の金属組織が均一であるために、成形された製品の機械的性質が優れており、しかも、金型の寿命が長いことや、成形サイクルが短いこと等によるコスト低減の利点もある。 In recent years, as this die forging, there is a molding method using a semi-solid slurry such as a thixocasting method or a rheocasting method. According to these molding methods, there are less shrinkage and segregation compared with conventional casting methods, and the metal structure in the semi-solid slurry is uniform, so the mechanical properties of the molded product are excellent, There are also advantages of cost reduction due to the long life of the mold and the short molding cycle.
また、例えば、特許文献1に開示されているように、半凝固スラリによるプレス下型とプレス上型とを備えた鍛造成形部において、最終加圧力が確保され、しかも、製品の体積が一定に維持されるように、前記プレス下型に形成されたキャビティの内面の一部となる先端面を有する可動ロッドを位置決め制御し、半凝固スラリを鍛造成形して得た製品の品質を向上できるものとした鍛造装置が提案されている。
Further, for example, as disclosed in
しかしながら、特許文献1による鍛造装置は、鍛造成形部におけるキャビティの内面の一部となる可動ロッドの位置決め制御は可能であっても、搬送用ロボットによる半凝固スラリの投入および取出の各プロセスが、前記鍛造成形部とは個別に設定されていて、投入処理・鍛造成形処理・取出処理が複数の半凝固スラリに対して個別に実施されることから、時間的なロスが生じ、歩留まりも向上しないものとなる。
However, the forging device according to
そこで本発明は上述したような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、半凝固スラリを素材とした鍛造による成形処理が短時間で連続的に行えると同時に、歩留まりの向上により半凝固スラリの鍛造成形品の量産化も可能となり、簡易な構成で且つ安価に提供できる半凝固スラリの鍛造システムを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been created in view of the above-described conventional circumstances, and the forming process by forging using a semi-solid slurry as a raw material can be performed continuously in a short time, and at the same time the semi-solid slurry is improved by improving the yield. It is also possible to provide a semi-solid slurry forging system that can be mass-produced and can be provided at a low cost with a simple configuration.
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、後述する発明を実施するための形態における使用符号を付記して説明すると、半凝固スラリPを所定温度となるように加熱する加熱炉11と、この加熱炉11によって加熱された半凝固スラリPが供給されるよう円周方向に沿って等角度間隔毎にプレス下型2が配置されてなるターンテーブル1と、このターンテーブル1を所定のピッチ間隔で間欠的に回転駆動させる駆動部Qとを備え、等角度間隔毎に配置されたプレス下型2に対応すべくターンテーブル1の周回域には、半凝固スラリPの投入機構4を配置した投入エリアS1、プレス鋳造機5を配置したプレス鋳造成形エリアS3、取出ロボット9を配置した取出エリアS5を設けてなることを特徴とする。
前記プレス鋳造機5は、半凝固スラリPを所定の圧力によるプレス鍛造でプレス下型2によって成形されるよう昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備えたものとすることができる。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a description will be given with reference numerals in the form for carrying out the invention to be described later. When the semi-solid slurry P is heated to a predetermined temperature, the
The
以上のように構成された本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムにあって、駆動部Qは、ターンテーブル1を間欠的に所定の等角度間隔でピッチ回転する毎に投入エリアS1・プレス鋳造成形エリアS3・取出エリアS5と順次移行させる。
駆動部Qによりターンテーブル1が回転してプレス鋳造成形エリアS3に移動すると、プレス鋳造機5の昇降機構6によって可動ダイプレート7を下降させ、プレス上型8によるプレス鍛造で、加熱炉11により加熱した半凝固スラリPをプレス下型2の内面形状に対応した形態となして成形させる。
In the semi-solid slurry forging system according to the present invention configured as described above, the drive unit Q is intermittently rotated at a predetermined equiangular interval to turn the
When the
本発明は以上説明したように構成されているため、半凝固スラリPを素材とした鍛造による成形処理が短時間で連続的に行えると同時に、歩留まりの向上により半凝固スラリPの鍛造成形品の量産化も可能となり、簡易な構成で且つ安価に提供できるものとなる。 Since the present invention is configured as described above, the forging process using the semi-solid slurry P can be performed continuously in a short time, and at the same time, the yield of the semi-solid slurry P can be improved. Mass production is also possible, and a simple configuration can be provided at low cost.
すなわち、これは本発明が、半凝固スラリPを所定温度となるように加熱する加熱炉11と、この加熱炉11によって加熱された半凝固スラリPを1個ずつ供給されるよう円周方向に沿って等角度間隔毎にプレス下型2が配置されてなるターンテーブル1と、このターンテーブル1を所定のピッチ間隔で間欠的に回転駆動させる駆動部Qとを備え、等角度間隔毎に配置された前記プレス下型2に対応すべくターンテーブル1の周回域には、半凝固スラリPの投入機構4を配置した投入エリアS1、プレス鋳造機5を配置したプレス鋳造成形エリアS3、取出ロボット9を配置した取出エリアS5を設けてなるからであり、これにより、半凝固スラリPの鍛造成形品の連続した量産化が可能となる安価な半凝固スラリPの鍛造システムを容易に構築することができる。
That is, this is because the present invention provides a
前記プレス鋳造機5は、半凝固スラリPを所定の圧力によるプレス鍛造でプレス下型2によって成形されるよう昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備えたので、半凝固スラリPを素材とした鍛造による成形処理がターンテーブル1の周回域において短時間で連続的に行える。
The
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付した。本発明は、これらの記載、図面中の符号等によって示された構造・形状等に限定されない。 In addition, the code | symbol attached | subjected in each means of the means for solving said subject and the effect of invention was attached | subjected in order to make easy reference with the part which shows each structure part described in drawing. The present invention is not limited to these descriptions, structures, shapes, and the like indicated by reference numerals and the like in the drawings.
以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号1は、本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムを構成する扁平円板状のターンテーブルである。該ターンテーブル1は、図1に示すように、そのテーブル回転中心軸Cが駆動部Qに連繋されており、半凝固スラリPを成形するための順次時計方向に間欠的に水平回転可能となし、ターンテーブル1が間欠的に1ピッチとしての例えば角度60°回転する毎に投入エリアS1、インサートエリアS2、プレス鋳造成形エリアS3、冷却エリアS4、取出エリアS5、離型剤スプレーエリアS6と順次移行するものとしてある。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
すなわち、ターンテーブル1は、その円周方向に沿って半凝固スラリPを例えば1個ずつ供給されるよう例えば角度60°間隔毎に、合計6個のプレス下型2が配置されている。このプレス下型2は、全体的には略矩形状のブロック上面にプレス成形用キャビティ3が形成されてなる。また、ターンテーブル1の周回域の前記投入エリアS1の上方には、1つのプレス下型2のプレス成形用キャビティ3内に半凝固スラリPを落とし込むための後述する複数軸関節構造のロボットアーム4bによる投入機構4が配置されている。
That is, the
さらにターンテーブル1の周回域において、投入機構4の位置から下流側へ向けて角度120°位置である前記プレス鋳造成形エリアS3には、プレス成形用キャビティ3内にある半凝固スラリPを所定の圧力でのプレス鍛造により成形されるよう昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備えたプレス鋳造機5が配置されている。さらにターンテーブル1の周回域において、プレス鋳造機5の位置から下流側へ向けて角度120°位置である前記取出エリアS5には、鍛造成形された半凝固スラリPを取り出すための取出ロボット9が配置されている。
Further, the semi-solid slurry P in the
このように投入機構4によってプレス下型2のプレス成形用キャビティ3に投入された半凝固スラリPをプレス鋳造機5の例えば平坦な下面を有するプレス上型8によって所定の圧力で圧縮することでプレス成形用キャビティ3の内面形状に合わせた鍛造成形品が形成される。例えば1秒間に60°回転する動作を1ピッチとすれば、2ピッチ(2秒間)で1個の割合で前記半凝固スラリPの鍛造成形品が連続成形される。
The semi-solid slurry P charged into the
半凝固スラリPは所謂チクソボールと称する鋳塊である。すなわち、半凝固スラリPは、例えばアルミニウム合金・マグネシウム合金・亜鉛合金のいずれかの溶解可能な合金を電磁攪拌して微細化半凝固組織となし、例えば所望の径・重量の球状に成形凝固(固化)してなるものである。半凝固スラリPは平均の球径が36〜58mmの球状で全体が均一で微細な初晶組織(デンドライト)を含む金属組織の元となる核によって形成されている。また、球径が36mm(最小値)以下であっても酸化しない程度の大きさであれば良いが、球径が58mm以上となってあまり大きすぎると核がばらつく。よって、半凝固スラリPの平均の球径Rは36〜58mmであることが好適である。なお、半凝固スラリPを球状にする他に、例えば中心から各面までの距離が略同じ多面体構造、あるいは円柱状でも良い。 The semi-solid slurry P is an ingot called a so-called thixo ball. That is, the semi-solid slurry P is, for example, an aluminum alloy, a magnesium alloy, or a zinc alloy that can be melted and electromagnetically stirred to form a refined semi-solid structure. Solidified). The semi-solid slurry P is formed of nuclei that are the basis of a metal structure including a spherical structure with an average sphere diameter of 36 to 58 mm and a uniform and fine primary crystal structure (dendrites) as a whole. Further, it is sufficient that the sphere diameter is 36 mm (minimum value) or less as long as it does not oxidize, but if the sphere diameter is 58 mm or more and too large, the nuclei vary. Therefore, it is preferable that the average sphere diameter R of the semi-solid slurry P is 36 to 58 mm. In addition to making the semi-solid slurry P spherical, for example, a polyhedral structure having substantially the same distance from the center to each surface or a cylindrical shape may be used.
半凝固スラリPをプレス圧力によって鍛造成形するときには、これに先立ち、当該半凝固スラリPを所定温度となるように加熱炉11で加熱する。加熱炉11は、図例にあっては前後が開放された角筒状のトンネル構造となって形成されており、その先端開口側には上下スライド式もしくは起伏式等の開閉扉12が設けられ、また内部上方には半凝固スラリPを加熱するための電気ヒータ等の熱源13が付設され、さらに内部下方には、半凝固スラリPを載せて先端開口部から突き出される可動ステージ14が設けられている。このように、半凝固スラリPは加熱炉11内にて前記熱源13で所定の時間加熱され、加熱後には可動ステージ14を前方に移動させて半凝固スラリPが加熱炉11の外側に送り出されるものとしてある。
When the semi-solid slurry P is forged by pressing pressure, prior to this, the semi-solid slurry P is heated in the
投入機構4は、例えばロボットアーム4bの各先端にエアシリンダで開閉駆動される一対の挟持片から構成されたチャック部4aが取付けられ、ロボットアーム4bの後端には昇降・回転機構(図示省略)がそれぞれ設けられている。これによって、チャック部4aで把持された半凝固スラリPを一旦持ち上げてからプレス成形用キャビティ3の上方位置まで回転させ、プレス成形用キャビティ3上に移載するものとなっている。このため、投入機構4は、複数軸関節構造のロボットアーム4bを備えており、その連結部分の軸関節によってアーム夫々が折曲・回転等の各作動を行うことで、手首部を所定の範囲内で三次元的な動きをさせるように制御できるようにしている。
The
プレス鋳造機5は、前記したように昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備え、プレス下型2のプレス成形用キャビティ3内に搬入された半凝固スラリPに対し、プレス上型8が下降されて鍛造による成形が行われる。プレス上型8は、昇降機構6を構成する例えば油圧シリンダ6a等によって上昇または下降され、そのストロークが制御される。
As described above, the
取出ロボット9は、例えばロボットアーム9bの各先端にエアシリンダで開閉駆動される一対の挟持片から構成されたチャック部9aが取付けられ、ロボットアーム9bの後端には昇降・回転機構(図示省略)がそれぞれ設けられている。これによって、チャック部9aで把持された半凝固スラリPを一旦持ち上げてからプレス成形用キャビティ3の上方位置から回転させ、不図示の製品コンベアに移載するものとなっている。このため、取出ロボット9は、前記投入機構4と同様にロボットアーム9bを備えており、その連結部分の軸関節によってアーム夫々が折曲・回転等の各作動を行うことで、手首部を所定の範囲内で三次元的な動きをさせるように制御できるようにしている。
The take-out
次に、以上のように構成された形態についてのプレス鍛造による半凝固スラリPの成形工程の一例について説明すると、先ず、半凝固スラリPをプレス鍛造するのに先立って半凝固スラリPを所定温度となるように加熱炉11の熱源13によって加熱する。前記複数軸関節構造のロボットアーム4bによる投入機構4のチャック部4aで半凝固スラリPを把持し一旦持ち上げてからプレス成形用キャビティ3の上方位置(プレス下型2への投入エリアS1)まで回転させ、プレス成形用キャビティ3上に移載する。移載後には、投入機構4のチャック部4aは前記プレス成形用キャビティ3の上方位置から回転させ、退避させる。
Next, an example of the forming process of the semi-solid slurry P by press forging for the configuration configured as described above will be described. First, the semi-solid slurry P is heated to a predetermined temperature before the semi-solid slurry P is press-forged. It heats with the
駆動部Qによりターンテーブル1は1ピッチ(角度60°)だけ回転してインサートエリアS2に移動する。
The drive unit Q rotates the
さらに、駆動部Qによりターンテーブル1は更に1ピッチ(角度60°)だけ回転してプレス鋳造成形エリアS3に移動する。ここで、プレス鋳造機5の昇降機構6(油圧シリンダ6a)によって可動ダイプレート7を下降させ、プレス成形用キャビティ3内にある半凝固スラリPをプレス上型8によるプレス鍛造で成形する。成形後には、可動ダイプレート7をプレス成形用キャビティ3の上方位置に上昇退避させる。
Further, the drive unit Q further rotates the
可動ダイプレート7の上昇退避後、駆動部Qによりターンテーブル1は更に1ピッチ(角度60°)だけ回転して冷却エリアS4に移動する。
After the
冷却エリアS4に移動後、駆動部Qによりターンテーブル1は更に1ピッチ(角度60°)だけ回転して取出エリアS5に移動する。ここで、取出ロボット9はチャック部で半凝固スラリPを把持し一旦持ち上げてからプレス成形用キャビティ3の上方位置から回転させ、不図示の製品コンベアに移載する。
After moving to the cooling area S4, the drive unit Q further rotates the
取出ロボット9によるは半凝固スラリPの製品コンベアへの移載後、駆動部Qによりターンテーブル1は更に1ピッチ(角度60°)だけ回転して離型剤スプレーエリアS6に移動する。ここで、空になっているプレス成形用キャビティ3内に離型剤を塗布する。その後、駆動部Qによりターンテーブル1は更に1ピッチ(角度60°)だけ回転して元の投入エリアS1に移動し、以後は上記した工程が繰り返される。
After the semi-solid slurry P is transferred onto the product conveyor by the take-out
図2には、加熱炉11の他の例が示されており、この図2に示された加熱炉11は、前記複数軸関節構造のロボットアーム4bに替わり、その内部下方から前記プレス下型2のプレス成形用キャビティ3の位置まで前進可能とした多数のローラが隣接状に設けられてなる搬送ローラあるいは搬送コンベア等の搬送装置15による投入機構4を備えている。図2(a)に示すように、搬送装置15により半凝固スラリPを加熱炉11の先端開口部から外へ送り出した後に、さらにプレス下型2のプレス成形用キャビティ3の位置まで搬送させる。その後、図2(b)に示すように、プレス成形用キャビティ3の位置から後方へ退避させると同時に昇降機構6によって可動ダイプレート7を降下させる。図2(c)に示すように、昇降機構6によって可動ダイプレート7を更に降下させてプレス上型8とプレス下型2との接合により、半凝固スラリPを前記プレス成形用キャビティ3内に押し込み、これによって半凝固スラリPの鍛造による成形がなされるものとしてある。
FIG. 2 shows another example of the
図3および図4は、本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムの他の実施形態を示しており、前記プレス鋳造機5は、可動ダイプレート7のプレス上型8とターンテーブル1のプレス下型2とが互いに接合されるよう可動ダイプレート7が昇降機構6に連動して上下動可能としてなる。また、半凝固スラリPは、可動ダイプレート7の上方からプレス上型8下方に向けて移送され、プレス下型2の上面中央に形成されているプレス成形用キャビティ3上に移載するものとなっている。
3 and 4 show another embodiment of the semi-solid slurry forging system according to the present invention. The
すなわち、可動ダイプレート7の中央にはスリーブ21が嵌挿され、スリーブ21の下端開口側はノズル22を介してプレス上型8の下面に露出している。またスリーブ21内には、先端にプランジャーチップ23を備えたプランジャーロッド24が挿入され、可動ダイプレート7の上方に露出しているスリーブ21上端の一側面には挿入用開口部25が形成され、挿入用開口部25からスリーブ21内に移送され落下した半凝固スラリPを、プランジャーチップ23によるプレス下型2のプレス成形用キャビティ3に向けてのプレスによって鍛造成形するものとなっている。
That is, a
加熱炉11は、内部上方に半凝固スラリPを加熱するための電気ヒータ等の熱源13が付設され、また内部下方から可動ダイプレート7の外側位置まで多数のローラが隣接状に設けられてなる搬送装置15を備えている。
The
前記挿入用開口部25と搬送装置15の先端との間には、中央回転軸Dを中心に回転可能とした扁平円板状の移載用回転板26が設けられ、移載用回転板26の上方中央には、半凝固スラリPを挿入用開口部25からスリーブ21内に移送するための押込プランジャー27が設けられている。なお、これら搬送装置15および移載用回転板26が本実施形態の投入機構4として機能する。
Between the
図3に示すように、プレス鋳造機5の可動ダイプレート7のプレス上型8とターンテーブル1のプレス下型2とが互いに接合されている状態において、半凝固スラリPは、搬送装置15から移載用回転板26の片隅に移載されると、移載用回転板26が中央回転軸Dを中心に角度180°回転し、半凝固スラリPは前記挿入用開口部25の手前に位置決めされる。そして、押込プランジャー27によって半凝固スラリPを挿入用開口部25からスリーブ21内に移送され、スリーブ21下端のノズル22位置、すなわちターンテーブル1のプレス下型2の直上位置まで半凝固スラリPが落下する。
As shown in FIG. 3, in the state where the press upper die 8 of the
図4(a)および図4(b)に示すように、スリーブ21内でプランジャーロッド24を下降させ、ノズル22内のプレス下型2の直上位置まで落下している半凝固スラリPを、プランジャーチップ23によりプレス下型2のプレス成形用キャビティ3に向けてプレスすることで鍛造成形する。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the semi-solid slurry P that has dropped the
プレス後には、図4(c)に示すように、プレス鋳造機5の可動ダイプレート7を上昇させてプレス上型8とプレス下型2とを離間する。そして、プレス下型2のプレス成形用キャビティ3から前記した取出ロボット9によって、鍛造成形後の半凝固スラリPを取り出し、不図示の製品コンベアに移載する。
After the pressing, as shown in FIG. 4C, the
図5は、本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムの更に他の実施形態を示しており、この実施形態においては、ターンテーブル1の下面にプレス成形用キャビティ3を有するプレス下型2が設けられ、半凝固スラリPは、プレス鋳造機5によってターンテーブル1の下方からプレス上型8のプレス成形用キャビティ3に向けて射出されるものとなっている。すなわち、本実施形態では、前記した図3に示すプレス下型2を有するターンテーブル1と、プレス上型8を有する可動ダイプレート7とを互いに上下反転させた構成となっている。なお、加熱炉11および移載用回転板26等は、可動ダイプレート7の下側に配されている他は、前記した構成と同じであるのでその詳細な説明は省略する。
FIG. 5 shows still another embodiment of the semi-solid slurry forging system according to the present invention. In this embodiment, a
P…半凝固スラリ Q…駆動部
C…テーブル回転中心軸 D…中央回転軸
S1…投入エリア S2…インサートエリア
S3…プレス鋳造成形エリア S4…冷却エリア
S5…取出エリア S6…離型剤スプレーエリア
1…ターンテーブル 2…プレス下型
3…プレス成形用キャビティ 4…投入機構
4a…チャック部 4b…ロボットアーム
5…プレス鋳造機 6…昇降機構
6a…油圧シリンダ 7…可動ダイプレート
8…プレス上型 9…取出ロボット
9a…チャック部 9b…ロボットアーム
11…加熱炉 12…開閉扉
13…熱源 14…可動ステージ
15…搬送装置 21…スリーブ
22…ノズル 23…プランジャーチップ
24…プランジャーロッド 25…挿入用開口部
26…移載用回転板 27…押込プランジャー
P ... Semi-solid slurry Q ... Drive section C ... Table rotation center axis D ... Center rotation axis S1 ... Input area S2 ... Insert area S3 ... Press casting area S4 ... Cooling area S5 ... Extraction area S6 ... Release
近年においては、この型鍛造として、例えばチクソキャスティング法、レオキャスティング法等の半凝固スラリによる成形法がある。これらの成形法によると、従来の鍛造法に比べて収縮巣や偏析が少なく、半凝固スラリ内の金属組織が均一であるために、成形された製品の機械的性質が優れており、しかも、金型の寿命が長いことや、成形サイクルが短いこと等によるコスト低減の利点もある。 In recent years, as this die forging, there is a molding method using a semi-solid slurry such as a thixocasting method or a rheocasting method. These molding methods have less shrinkage and segregation than conventional forging methods, and the metal structure in the semi-solid slurry is uniform, so the mechanical properties of the molded product are excellent, There are also advantages of cost reduction due to the long life of the mold and the short molding cycle.
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、後述する発明を実施するための形態における使用符号を付記して説明すると、全体が均一で微細な初晶組織を含む金属組織の元となる核によって球状に成形凝固された半凝固スラリPを所定温度となるように加熱する加熱炉11と、この加熱炉11によって加熱された半凝固スラリPが供給されるよう円周方向に沿って等角度間隔毎にプレス下型2が配置されてなるターンテーブル1と、このターンテーブル1を所定のピッチ間隔で間欠的に回転駆動させる駆動部Qとを備え、等角度間隔毎に配置されたプレス下型2に対応すべくターンテーブル1の周回域には、半凝固スラリPの投入機構4を配置した投入エリアS1、プレス鍛造機5を配置したプレス鍛造成形エリアS3、取出ロボット9を配置した取出エリアS5を設けてなることを特徴とする。
前記プレス鍛造機5は、加熱された球状の半凝固スラリPを所定の圧力によるプレス鍛造でプレス下型2によって成形されるよう昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備えたものとすることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, when used in the form for carrying out the invention, which will be described later, will be described with reference to a metal structure including a uniform and fine primary crystal structure. A
The pre-scan forging
以上のように構成された本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムにあって、駆動部Qは、ターンテーブル1を間欠的に所定の等角度間隔でピッチ回転する毎に投入エリアS1・プレス鍛造成形エリアS3・取出エリアS5と順次移行させる。
駆動部Qによりターンテーブル1が回転してプレス鍛造成形エリアS3に移動すると、プレス鍛造機5の昇降機構6によって可動ダイプレート7を下降させ、プレス上型8によるプレス鍛造で、加熱炉11により加熱した半凝固スラリPをプレス下型2の内面形状に対応した形態となして成形させる。
In the forging system semi-solidified slurry of the present invention configured as described above, the drive unit Q is turned area S1 · Pre scan the
When the drive
すなわち、これは本発明が、半凝固スラリPを所定温度となるように加熱する加熱炉11と、この加熱炉11によって加熱された半凝固スラリPを1個ずつ供給されるよう円周方向に沿って等角度間隔毎にプレス下型2が配置されてなるターンテーブル1と、このターンテーブル1を所定のピッチ間隔で間欠的に回転駆動させる駆動部Qとを備え、等角度間隔毎に配置された前記プレス下型2に対応すべくターンテーブル1の周回域には、半凝固スラリPの投入機構4を配置した投入エリアS1、プレス鍛造機5を配置したプレス鍛造成形エリアS3、取出ロボット9を配置した取出エリアS5を設けてなるからであり、これにより、半凝固スラリPの鍛造成形品の連続した量産化が可能となる安価な半凝固スラリPの鍛造システムを容易に構築することができる。
That is, this is because the present invention provides a
前記プレス鍛造機5は、半凝固スラリPを所定の圧力によるプレス鍛造でプレス下型2によって成形されるよう昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備えたので、半凝固スラリPを素材とした鍛造による成形処理がターンテーブル1の周回域において短時間で連続的に行える。
The pre-scan forging
以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号1は、本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムを構成する扁平円板状のターンテーブルである。該ターンテーブル1は、図1に示すように、そのテーブル回転中心軸Cが駆動部Qに連繋されており、半凝固スラリPを成形するための順次時計方向に間欠的に水平回転可能となし、ターンテーブル1が間欠的に1ピッチとしての例えば角度60°回転する毎に投入エリアS1、インサートエリアS2、プレス鍛造成形エリアS3、冷却エリアS4、取出エリアS5、離型剤スプレーエリアS6と順次移行するものとしてある。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
さらにターンテーブル1の周回域において、投入機構4の位置から下流側へ向けて角度120°位置である前記プレス鍛造成形エリアS3には、プレス成形用キャビティ3内にある半凝固スラリPを所定の圧力でのプレス鍛造により成形されるよう昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備えたプレス鍛造機5が配置されている。さらにターンテーブル1の周回域において、プレス鍛造機5の位置から下流側へ向けて角度120°位置である前記取出エリアS5には、鍛造成形された半凝固スラリPを取り出すための取出ロボット9が配置されている。
In still circulating zone of the
このように投入機構4によってプレス下型2のプレス成形用キャビティ3に投入された半凝固スラリPをプレス鍛造機5の例えば平坦な下面を有するプレス上型8によって所定の圧力で圧縮することでプレス成形用キャビティ3の内面形状に合わせた鍛造成形品が形成される。例えば1秒間に60°回転する動作を1ピッチとすれば、2ピッチ(2秒間)で1個の割合で前記半凝固スラリPの鍛造成形品が連続成形される。
Thus the
プレス鍛造機5は、前記したように昇降機構6に連動して上下動可能としてなる可動ダイプレート7にプレス上型8を備え、プレス下型2のプレス成形用キャビティ3内に搬入された半凝固スラリPに対し、プレス上型8が下降されて鍛造による成形が行われる。プレス上型8は、昇降機構6を構成する例えば油圧シリンダ6a等によって上昇または下降され、そのストロークが制御される。
Pre
さらに、駆動部Qによりターンテーブル1は更に1ピッチ(角度60°)だけ回転してプレス鍛造成形エリアS3に移動する。ここで、プレス鍛造機5の昇降機構6(油圧シリンダ6a)によって可動ダイプレート7を下降させ、プレス成形用キャビティ3内にある半凝固スラリPをプレス上型8によるプレス鍛造で成形する。成形後には、可動ダイプレート7をプレス成形用キャビティ3の上方位置に上昇退避させる。
Furthermore, the
図3および図4は、本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムの他の実施形態を示しており、前記プレス鍛造機5は、可動ダイプレート7のプレス上型8とターンテーブル1のプレス下型2とが互いに接合されるよう可動ダイプレート7が昇降機構6に連動して上下動可能としてなる。また、半凝固スラリPは、可動ダイプレート7の上方からプレス上型8下方に向けて移送され、プレス下型2の上面中央に形成されているプレス成形用キャビティ3上に移載するものとなっている。
Figures 3 and 4 shows another embodiment of the forging system semi-solidified slurry of the present invention, the
図3に示すように、プレス鍛造機5の可動ダイプレート7のプレス上型8とターンテーブル1のプレス下型2とが互いに接合されている状態において、半凝固スラリPは、搬送装置15から移載用回転板26の片隅に移載されると、移載用回転板26が中央回転軸Dを中心に角度180°回転し、半凝固スラリPは前記挿入用開口部25の手前に位置決めされる。そして、押込プランジャー27によって半凝固スラリPを挿入用開口部25からスリーブ21内に移送され、スリーブ21下端のノズル22位置、すなわちターンテーブル1のプレス下型2の直上位置まで半凝固スラリPが落下する。
As shown in FIG. 3, in a state where the pre-scan forging machine press lower die 2 of the press
プレス後には、図4(c)に示すように、プレス鍛造機5の可動ダイプレート7を上昇させてプレス上型8とプレス下型2とを離間する。そして、プレス下型2のプレス成形用キャビティ3から前記した取出ロボット9によって、鍛造成形後の半凝固スラリPを取り出し、不図示の製品コンベアに移載する。
After pressing, as shown in FIG. 4 (c), it raises the
図5は、本発明に係る半凝固スラリの鍛造システムの更に他の実施形態を示しており、この実施形態においては、ターンテーブル1の下面にプレス成形用キャビティ3を有するプレス下型2が設けられ、半凝固スラリPは、プレス鍛造機5によってターンテーブル1の下方からプレス上型8のプレス成形用キャビティ3に向けて射出されるものとなっている。すなわち、本実施形態では、前記した図3に示すプレス下型2を有するターンテーブル1と、プレス上型8を有する可動ダイプレート7とを互いに上下反転させた構成となっている。なお、加熱炉11および移載用回転板26等は、可動ダイプレート7の下側に配されている他は、前記した構成と同じであるのでその詳細な説明は省略する。
FIG. 5 shows still another embodiment of the semi-solid slurry forging system according to the present invention. In this embodiment, a
P…半凝固スラリ Q…駆動部
C…テーブル回転中心軸 D…中央回転軸
S1…投入エリア S2…インサートエリア
S3…プレス鍛造成形エリア S4…冷却エリア
S5…取出エリア S6…離型剤スプレーエリア
1…ターンテーブル 2…プレス下型
3…プレス成形用キャビティ 4…投入機構
4a…チャック部 4b…ロボットアーム
5…プレス鍛造機 6…昇降機構
6a…油圧シリンダ 7…可動ダイプレート
8…プレス上型 9…取出ロボット
9a…チャック部 9b…ロボットアーム
11…加熱炉 12…開閉扉
13…熱源 14…可動ステージ
15…搬送装置 21…スリーブ
22…ノズル 23…プランジャーチップ
24…プランジャーロッド 25…挿入用開口部
26…移載用回転板 27…押込プランジャー
P ... semi-solid slurry Q ... driver C ... table rotation center axis D ... central rotation axis S1 ... turned area S2 ... insert area S3 ... Pre scan forging area S4 ... cooling area S5 ... take-out area S6 ... releasing
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