JP2023128339A - 鋳型切削用のサンドカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットすることができる鋳型切削用のサンドカッタを提供する。【解決手段】造型された鋳型の反キャビティ面５をサンドカットするサンドカッタであって、カッタ刃２６を備えた刃物台２０と、この刃物台を鋳型の反キャビティ面に対して昇降させるアクチュエータ１９と、この刃物台の高さを検出する位置検出センサ２３と、アクチュエータ１９により刃物台を任意の高さに昇降させ、停止位置を保持できる制御手段とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、鋳型切削用のサンドカッタに関するものである。

金枠高さの制限を受けることなく鋳物素材を生産するため、上鋳型を金枠高さよりも高く造型し、その上に重錘を載せる設備の需要がある。このため、金枠高さより高く盛り上げて造型された盛上げ鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットする必要が生じるようになった。

特許文献１には、カッタ刃取付台を鋳型の搬送ラインの下方に設置された水平な回転軸に支持させ、シリンダを用いてカッタ刃取付台を回転させてカッタ刃を上昇させ、搬送ラインを移動する鋳型の余剰砂を切削するサンドカッタが記載されている。しかしこの構造はカッタ刃取付台の回転軸が固定されているため、盛上げ鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットすることはできなかった。

特許文献２には、鋳型の搬送ラインの下方で搬送ラインと交差する方向に刃物を往復移動させ、余剰砂を切削するサンドカッタが記載されている。しかし往復移動の経路は固定されておりサンドカット面の高さを変えることはできないため、盛上げ鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットすることはできなかった。

特開２００５－１９９３０５号公報 特開２０１４－０５７９８８号公報

本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットすることができる鋳型切削用のサンドカッタを提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、カッタ刃が取り付けられた刃物台と、前記刃物台を昇降させるアクチュエータと、前記刃物台の高さを検出する位置検出センサと、前記アクチュエータにより前記刃物台を任意の高さに昇降させる制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

なお、前記制御手段は、前記位置検出センサにより検出される前記刃物台の高さを、造型後の鋳型高さ情報と、事前に設定されたサンドカット量とに基づいて制御することができる。また前記制御手段は、前記位置検出センサにより検出される前記刃物台の高さを、それぞれの模型ごとに事前に設定された鋳型高さに基づいて制御することができる。

本発明の鋳型切削用のサンドカッタは、カッタ刃が取り付けられた刃物台を位置検出センサにより高さを検出し、アクチュエータにより盛上げ鋳型の反キャビティ面に向けて任意の高さに昇降させる構造としたので、造型された鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットすることが可能となる。

反キャビティ側を上枠の端高さでサンドカットした上鋳型に、重錘を載せた枠付き鋳型の正面図である。 反キャビティ側を上枠の端高さより高い位置でサンドカットした上鋳型に、重錘を載せた枠付き鋳型の正面図である。 鋳型造型ラインの正面図である。 反キャビティ側の金枠の端高さでサンドカットするサンドカッタの正面図である。 図４のＡ－Ａ矢視図である。 図４のＢ－Ｂ矢視図である。 反キャビティ側の金枠の端高さより高い位置でサンドカットするサンドカッタの正面図である。 図７のＣ－Ｃ矢視図である。 図７のＤ－Ｄ矢視図である。 位置検出センサを示す図７のE－E拡大矢視図である。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１は定盤台車４に下鋳型２ａと上鋳型２ｂを載せた枠付き鋳型を示す正面図である。これらの下鋳型２ａ、上鋳型２ｂ、盛上げ鋳型２ｃは何れも、砂鋳型に鋳枠を付けた枠付き鋳型である。上鋳型２ｂは反キャビティ面５を上枠３ｂの端高さでサンドカットされており、その上に重錘１が載せられている。図２は定盤台車４に下鋳型２ａと盛上げ鋳型２ｃを載せた枠付き鋳型を示す正面図である。盛上げ鋳型２ｃは反キャビティ面５を上枠３ｂの端高さよりも高い位置でサンドカットされており、その上に重錘１が載せられている。このように定盤台車４に下鋳型２ａ、上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃ、重錘１を載せるために、定盤台車４と接する下鋳型２ａの反キャビティ面５や、重錘１と接する上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃの反キャビティ面５を、水平にサンドカットする必要がある。

（全体構成）
図３に鋳型造型ライン６の正面図を示す。鋳型造型ライン６の入側には枠送りプッシャ７が配置され、出側にはクッション装置８が配置され、上下鋳型は枠送りプッシャ７とクッション装置８に挟まれた状態で、鋳型造型ライン６のローラコンベア９上を矢印方向に搬送される。なお、上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃと、下鋳型２ａとは交互に搬送される。

鋳型造型ライン６には入側から、空枠搬入トラバーサ１０、空枠分離装置１１、造型機１２、上下枠反転機１３、本発明のサンドカッタ１４、定盤セット装置１５、上枠反転機１６、枠合せ装置１７、合せ枠搬出トラバーサ１８などが配置されている。なお、上下鋳型の搬送に関係がない湯口掘り装置、ガス穴明け装置、中子セット装置等は、本図から省いている。

空枠搬入トラバーサ１０で搬入された空の上枠３ｂと下枠３ａは空枠分離装置１１で分離され、上枠３ｂは造型機１２に送られる。上枠３ｂの内部に上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃが造型され、下枠３ａの内部に下鋳型２ａが造型される。造型機１２は、造型後の鋳型高さを検出する機能を備えている。造型された上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃ、下鋳型２ａは上下枠反転機１３で上下を反転され、反キャビティ面５を下側として搬送される。

下鋳型２ａは反キャビティ面５を下枠３ａの端高さに合わせ、上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃはそれぞれ設定された高さに合わせて本発明のサンドカッタ１４によりサンドカットされる。サンドカッタ１４の構造と作用については後述する。

定盤台車４は図示しない別ルートで定盤セット装置１５に搬送される。定盤セット装置１５において下鋳型２ａに定盤台車４をセットし、上枠反転機１６で上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃのみ再反転される。次に枠合せ装置１７にて上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃを吊り上げ、枠合せ装置１７の下に搬入された下鋳型２ａの上に上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃを載せ、枠合わせを完了する。枠合わせされた上下鋳型は合せ枠搬出トラバーサ１８にて後工程に搬出される。そして図示しない後工程において、サンドカットされた上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃの上面に重錘１が載せられ、注湯される。

（サンドカッタ）
以下にサンドカッタ１４の構造を説明する。サンドカッタ１４は、鋳型造型ライン６のローラコンベア９の下側に設けられる。図４に示すように、左右のフレーム２４に縦向きに２本のガイドピン２１が平行に固定されている。２０は刃物台でありその両端のガイドピンホルダ２２は昇降可能にガイドピン２１が挿入されている。１９は刃物台２０を昇降させるアクチュエータであり、この実施形態ではサンドカッタ１４のコンパクト化を図るため、アクチュエータ１９としてセンタークローズの３ポジション電磁弁を介して駆動される油圧シリンダを用いている。しかし、中間停止位置で刃物台２０の高さを保持できる機能を備えておれば油圧シリンダに限定されるものではなく、空圧シリンダやブレーキ付き電動シリンダを用いてもよい。刃物台２０の上端部には、図５に示すように、カッタ刃２６が取り付けられている。

図４に示されるように、片側のガイドピン２１の近傍にはガイドピン２１と平行に、刃物台２０の高さを連続的に検出できる位置検出センサ２３が固定されており、昇降するガイドピンホルダ２２には位置検出センサ２３に位置を検出させるポインタ２５が取り付けられている。図１０にこの部分の平面図を示した。この実施形態では位置検出センサ２３はリニアエンコーダであるが、その代わりに、測距センサを用いて刃物台２０の高さを検出してもよい。

これらの位置検出センサ２３とアクチュエータ１９は図示を略した制御手段に接続されており、刃物台２０を昇降させて任意のサンドカットレベルで反キャビティ面５をサンドカットすることができる。なお、図４～図６は金枠の端高さで枠合わせした状態を示しており、図７～９は金枠の端高さより高い位置でサンドカットする状態を示している。制御手段は、刃物台２０を昇降させること、任意の位置で停止させること、停止させた位置で保持すること、等の機能を備えている。

（サンドカットレベル）
以下に、サンドカットレベルの制御について説明する。ここで、サンドカット量とは造型後の鋳型高さから切削される砂鋳型の高さのことを指し、サンドカットレベルとはサンドカット後に求められる砂鋳型の高さのことを指すものとする。

サンドカットレベルの制御は、次の２種を選択することができる。
一つ目は、造型機１２から送られてくる造型後の鋳型高さ情報に基づく方法である。すなわち、位置検出センサ２３により検出される刃物台２０の高さを、造型後の鋳型高さ情報と、事前に設定されたサンドカット量とに基づいて制御する。例えば、サンドカット量を１ｍｍに設定した場合、造型後の鋳型高さを１ｍｍサンドカットする制御とする。サンドカット量が多いとサンドカットする際の反力により鋳型が破損し易いが、このように造型後の鋳型高さを基準にサンドカットすることにより、上枠３ｂの高さ以上に盛上げ造型した鋳型をサンドカットする際の反力による盛上げ鋳型２ｃの破損を低減することができる。

二つ目は、それぞれの模型ごとに設定する上鋳型２ｂまたは盛上げ鋳型２ｃの造型条件として事前に設定された鋳型高さに、刃物台２０の高さを制御する方法である。例えば、サンドカット後の鋳型高さを上枠３ｂの高さ＋５０ｍｍに設定した場合、造型後の鋳型高さが変化しても常に上枠３ｂの高さ＋５０ｍｍにサンドカットする制御とする。それぞれの模型ごとにサンドカット後の鋳型高さを一定とすることにより、注湯条件（取鍋から反キャビティ面までの高さ）を一定にすることができる。

なお、上記した実施形態では、上鋳型のみを金枠高さ以上に盛り上げ造型したが、下鋳型も同様に金枠高さ以上に盛り上げ造型してもよい。

以上に説明したように、本発明によれば造型された鋳型の反キャビティ面を、任意の高さでサンドカットすることができる。重錘を載せることにより注湯時の上枠の浮き上がりを防止する造型ラインにて、本発明のサンドカッタを金枠高さより高い鋳型を造型できる造型機と組み合わせることにより、金枠高さ以上に大きな鋳物を生産することが可能となる。

また、本発明の鋳型切削用のサンドカッタを造型後の鋳型高さを測定できる造型機と組み合わせ、造型後の鋳型高さを基準にサンドカットする制御を行えば、金枠高さ以上に盛上げ造型した鋳型をサンドカットする際の反力による盛上げ鋳型の破損を低減することができる。

また、本発明の鋳型切削用のサンドカッタを用いて造型条件として事前に設定された鋳型高さでサンドカットする制御を行えば、注湯条件を一定にするため、造型後の鋳型高さにかかわらず、サンドカット後の鋳型高さを常に一定とすることができる。

１ 重錘
２ａ 下鋳型
２ｂ 上鋳型
２ｃ 盛上げ鋳型
４ 定盤台車
５ 反キャビティ面
６ 鋳型造型ライン
７ 枠送りプッシャ
８ クッション装置
９ ローラコンベア
１０ 空枠搬入トラバーサ
１１ 空枠分離装置
１２ 造型機
１３ 上下枠反転機
１４ サンドカッタ
１５ 定盤セット装置
１６ 上枠反転機
１７ 枠合せ装置
１８ 合せ枠搬出トラバーサ
１９ アクチュエータ
２０ 刃物台
２１ ガイドピン
２２ ガイドピンホルダ
２３ 位置検出センサ
２４ フレーム
２５ ポインタ
２６ カッタ刃

Claims (3)

1. カッタ刃が取り付けられた刃物台と、
   前記刃物台を昇降させるアクチュエータと、
   前記刃物台の高さを検出する位置検出センサと、
   前記アクチュエータにより前記刃物台を任意の高さに昇降させる制御手段と、を備えたことを特徴とする鋳型切削用のサンドカッタ。
2. 前記制御手段は、前記位置検出センサにより検出される前記刃物台の高さを、造型後の鋳型高さ情報と、事前に設定されたサンドカット量とに基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の鋳型切削用のサンドカッタ。
3. 前記制御手段は、前記位置検出センサにより検出される前記刃物台の高さを、それぞれの模型ごとに事前に設定された鋳型高さに基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の鋳型切削用のサンドカッタ。