JP2593110B2 - 金型射出成形装置における型締力射出力解除方法および装置 - Google Patents

金型射出成形装置における型締力射出力解除方法および装置

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JP2593110B2
JP2593110B2 JP7712291A JP7712291A JP2593110B2 JP 2593110 B2 JP2593110 B2 JP 2593110B2 JP 7712291 A JP7712291 A JP 7712291A JP 7712291 A JP7712291 A JP 7712291A JP 2593110 B2 JP2593110 B2 JP 2593110B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金型のキャビティ内へ溶
融物を射出して成形品を成形するダイカストマシンやプ
ラスチック用射出成形機などの金型射出成形装置におい
て、金型キャビティ内に射出充填された溶融材料が冷却
されたのち、型締力と射出力とを解除する型締力射出力
解除方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の金型射出成形装置としては、例
えば特開昭61−195766号公報に開示されている
ロータリダイカストマシンが知られており、図6はその
型開閉ユニット要部の縦断面図を示している。また図7
はこのロータリダイカストマシンで成形される成形品の
一例としての自動車用ディスクホイルの平面図を示して
いる。図6において、取付板1上に固定された下金型2
の上方には、上金型3が、取付板1上に立設された図示
しない型開閉シリンダで昇降するトッププレート4に支
持されて設けられており、これら両金型3,2間には、
シリンダで駆動されて放射方向へ進退する例えば4個の
中子5が設けられている。型締された上下の金型3,2
と、閉じた中子5との間には、キャビティ6が形成され
ており、また下金型2の中心部には、キャビティ6と連
通する内孔を備えた固定スリーブ7が下金型2の孔に嵌
着されている。8は射出シリンダ側に設けられ射出時に
固定スリーブ7に接合される射出スリーブであって、そ
の内孔には、射出シリンダの油圧で進退するプランジャ
チップ9が嵌合されている。10は先端をキャビティ6
に臨ませ押出シリンダで進退する押出ピンである。
【0003】このように構成されていることにより、こ
の型開閉ユニット11を回転テーブル上に供給して回転
テーブルを回転させ、射出ステーションで停止させて型
締したのち、溶湯が供給された射出スリーブ8を固定ス
リーブ7に接合して射出ステーション側の射出シリンダ
で押された溶湯を、射出,固定両スリーブ8,7を経て
キャビティ6内へ射出し、この溶湯が固化することによ
り製品が得られる。このあと製品を保持した上金型3を
開いて押出ピン10で製品を押出し、この製品は製品取
出装置で機外へ取出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
型開閉ユニット11による成形作業において、キャビテ
ィ6への溶湯の充填完了時には、キャビティ6内の溶湯
に、上金型3を介して図に符号Aで示す例えば1800
トンの型締力が作用し、図に符号Bで示す例えば200
トンの射出力が作用するとともに、下金型2を介して図
に矢印Cで示す例えば1600トンの型締反力が作用す
る。そして、キャビティ6内の溶湯には、1800トン
の上向きの力と下向きの力とが作用してバランスが保た
れる。
【0005】しかしながら、従来の型開閉ユニットにお
いては、キャビティ6内の溶湯が凝固し終って、型締力
Aと射出力Bとを解除する場合、型締シリンダを駆動す
る電磁弁と、射出シリンダを駆動する電磁弁とに、同時
に切替指令を出しても、各電磁弁は、指令を受けてから
実際にスプールが切替り始めるまでの機械的作動条件が
全く同じではないので、両方の電磁弁を全く同時に作動
させることは、電磁弁がON−OFFバルブの場合、極
めて困難であり、射出力よりも早く型締力が解除された
り、型締力よりも射出力が早く解除されたりすることが
ある。この結果型締力と射出力との差に相当する力が金
型2,3に作用するので、金型2,3が中高状に湾曲し
たり中低状に湾曲したりし、凝固直後で機械的強度がき
わめて小さいアルミニウム製品のボス部が変形したり、
図6に示す製品12の長孔13に沿った箇所にクラック
14が発生してこのクラック14から内部の未凝固部が
はみ出したりして製品の品質が低下し、しばしば不良品
になるという問題がある。また、未凝固物のはみ出しを
無くそうとして、製品の内部に未凝固物が無くなるまで
型開を遅らせると、成形サイクルが延長し、生産性が低
下するという問題がある。
【0006】本発明以上のような点に鑑みなされたも
ので、型締力と射出力との解除タイミングが多少ずれて
も製品の良好な品質を維持することを可能にした金型射
出成形装置の型締力射出力解除方法および装置を提供す
ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、金型射出成形装置における型締力
射出力解除方法として、型締された金型キャビティ内へ
の溶融材料の射出が終了して所定の冷却時間が経過した
のちに型締力と射出力との両方を解除するに際し、この
型締力の解除指令と射出力の解除指令とを同時に発し、
かつ、型締シリンダに作用していた圧力と射出シリンダ
に作用していた圧力とのうち少なくとも先に解除され始
める方の圧力を少しずつ下げ、あとから解除され始める
方の圧力が解除され始めたときの両方の圧力の差を小さ
く押え得るようにするという方法を採用した。また、金
型射出成形装置における型締力射出力解除装置として、
金型を開閉する型締シリンダと金型キャビティ内へ溶融
材料を射出する射出シリンダとの流体圧回路内に、型締
力解除用弁装置と射出力解除用弁装置とを設け、これら
型締力解除用弁装置と射出力解除用弁装置とに型締力解
除指令と射出力解除指令とを同時に発する指令装置を設
け、電気指令により型締力解除用弁装置と射出力解除用
弁装置とによる型締力と射出力との解除のうち少なくと
も先に解除される方の圧力を少しずつ下げ得る圧力漸減
装置を設けた。
【0008】
【作用】型締された金型キャビティ内へ溶融材料を射出
し、射出が終了したのち所定の時間が経過すると、溶融
材料が固化して冷却される。そこで、型締シリンダの流
体圧径路内に設けた弁と、射出シリンダの流体圧回路内
に設けた弁との両方の弁に解除指令が同時に発せられ
る。そして、この解除指令により両方の弁はそれぞれ解
除されるように作動する。このとき、型締力と射出力と
の少なくとも一方の流体圧回路内に設けた圧力漸減装置
の電圧を電気指令により少しずつ下げ、圧力設定用の弁
閉じ力を少しずつ下げて圧力漸減装置の圧力を少しずつ
下げることにより、型締シリンダ用弁と射出シリンダ用
弁との解除タイミングが多少ずれても、金型が湾曲せ
ず、製品にクラックが発生したり、このクラックから内
部の未凝固部がはみ出したりしたりすることがない。ま
た押湯ロッドに冷却水通路を設ければ、溶融材料の冷却
が促進されて型開開始点が早まる。
【0009】
【実施例】図1ないし図4は本発明に係る金型射出成形
装置における型締力射出力解除方法および装置を説明す
るための図であって、図1は型締シリンダの油圧回路
図、図2(a)〜(d)は従来例と本発明とを比較して
示す油圧回路、および型締,射出圧力と時間との関係線
図、図3は本発明を実施したロータリダイカストマシン
の正面図、図4は同じく型開閉ユニットの縦断面図であ
る。本実施例は本発明をロータリダイカストマシンに実
施した例を示し、ロータリダイカストマシン全体の詳細
については特開昭61−195766号公報に開示され
ているのでその詳細な説明を省略し、以下これを簡単に
説明する。図3において、ロータリダイカストマシン2
1はベースプラテン22に回動自在に支持された回転テ
ープル23を備えており、この回転テーブル23の外周
部を円周方向に3等分する位置には、金型段取装置24
によって供給され小型締力を提供する3組の型開閉ユニ
ット25(後程詳述)が搭載されている。そして回転テ
ーブル23が120°ずつ間欠回転することにより12
0°ずつ周回して停止する型開閉ユニット25の停止位
置には、3つの作業ステーションがそれぞれ配設されて
おり、これら3つの各作業ステーションでは、各型開閉
ユニット25に対してそれぞれ大型締力である主型締力
を提供する型締および射出と、型開および製品の取出し
と、金型の清浄および離型剤のスプレーとが行われ、回
転テーブル23が1回転することにより1サイクルが完
了するように構成されている。3つの作業ステーション
のうち型締,射出ステーション26には、前記ベースプ
ラテン22に植設された複数個のタイロッド27と、そ
の上端部に支持されてナット28で固定されたシリンダ
プラテン29とが設けられており、シリンダプラテン2
9には、支柱30で支持された押出フレーム31が一体
的に形成されている。
【0010】ここで型開閉ユニット25について説明す
る。図4において、型開閉ユニット25は、回転テーブ
ル23上に固定された取付板32を備えており、この取
付板32の左右両側に立設された一対の型開閉シリンダ
33の油圧で昇降するピストンロッド34の作用端に
は、水平板状のトッププレート35が固定支持されてい
る。そして、ピストンロッド34の進退により、トップ
プレート35と後述する上金型36等が昇降し、型開,
型合わせが行われるように構成されている。取付板32
には、基板37a、側板37b,スペーサ37cおよび
射出盤37dとに分解されて接合された下金型37が固
定されており、この下金型37の中心部には、円筒状に
形成された固定スリーブ38が嵌着されている。
【0011】一方,トッププレート35の下面に固定さ
れた鼓状の上金型36は、上方へ開口する断面ほゞ正方
形状の凹孔36aと、下端面中央部から下方へ突出する
突出部36bとを備えており、また、突出部36bの周
囲には、円周方向に複数分割された中子39が、上金型
35に支持板40を介し支持された中子シリンダ41の
ピストンロッド42に支持されて設けられている。そし
て下金型37と、これに対して型締される上金型36
と、閉じられた中子39とによってキャビティ43が形
成されている。一方、図3に示すようにベースプラテン
22に支持されて地下ピット内に垂下されたタイバー4
4には、射出装置45の射出シリンダ46が支持されて
いて、その上方には、図示しない昇降シリンダにより昇
降駆動されるスリーブフレーム47が設けられており、
前記固定スリーブ38には、スリーブフレーム47に固
定された射出スリーブ48が、スリーブフレーム47の
昇降により着脱自在に形成されて接合されている。射出
スリーブ48には、射出シリンダ46のピストンロッド
に連結されたプランジャ49のプランジャチップ49a
が進退自在に嵌合されており、射出装置45全体を傾動
させて射出スリーブ48に溶湯50を供給し、射出装置
45を起立させて射出スリーブ48を固定スリーブ38
に接合したのち、プランジャ49を前進させることによ
り、溶湯50が湯道51を経てキャビティ43内へ射出
されるように構成されている。
【0012】次に、上金型36の正方形状凹孔36a内
に収納された押湯ロッド装置について説明する。全体を
符号60で示す押湯ロッド装置は、有底角筒状に形成さ
れ凹孔36aに嵌合されて固定されたシリンダ部61
と、このシリンダ部61の内孔と摺動自在に嵌合するピ
ストン62と、このピストン62に固定されて上方へ延
びるピストンロッド23と、ピストン22から下方へ延
び先端部をキャビティ43に挿抜自在に臨ませた押湯ロ
ッド64とで形成された両側ピストン式の押湯シリンダ
65を備えており、押湯ロッド64は、シリンダ部61
に設けられた図示しない軸受に摺動自在に軸支されてい
る。ピストンロッド23,ピストン62,押湯ロッド6
4の軸芯部を貫通して設けられた孔には、この孔の径よ
りもやゝ小径の冷却管66が挿入されており、この冷却
管66に冷却水を供給することにより冷却水が冷却管6
6の内外を往復して押湯ロッド64を冷却するように構
成されている。67は押湯シリンダ65のヘッドエンド
側へ給油する給油口であり、68は押湯シリンダ65の
ロッドエンド側へ給油する給油管である。そして、ピス
トン62の上方または下方に給油されて押湯シリンダ6
5のピストン62が進退することにより、押湯ロッド6
4がキャビティ43内へ挿抜されるように構成されてい
る。
【0013】69はシリンダ61に固定された変位セン
サであって、リード線70により制御装置と連結されて
おり、この変位センサ69には、前記給油管68と平行
する磁歪線でもある検知棒71が固定されて垂下されて
おり、ピストン62が昇降することにより検知棒71が
押湯ロッド64の位置を検知するように構成されてい
る。押湯ロッド装置60の両側には、押出シリンダ72
が、トッププレート35に固定されていて、そのピスト
ンロッドである押出ピン72aの先端は、キャビティ4
3の上端部に臨んでおり、型開後にこの押出シリンダ7
2が作動することにより、キャビティ43内の製品が押
出されるように構成されている。
【0014】さらに図3において、シリンダプラテン2
9に設けられたラム孔29aには、このラム孔29aと
ともに型締シリンダ73を構成するメーンラム74が摺
動自在に嵌合されており、このメーンラム74には、ス
ペーサ75とトップフレーム76とを介して前記トップ
プレート35と上金型36とが固定されている。またス
ペーサ75には、シリンダプラテン29に固定されたプ
ルバックシリンダ77のピストンロッド78が固定され
ており、型締状態からピストンロッド78を後退させる
ことにより、上金型36を型締解放位置まで若干上昇さ
せるように構成されている。
【0015】次に例えば型締シリンダの油圧回路につい
て説明する。図1において、型締シリンダ73のヘッド
エンド側ポート73aとロッドエンド側ポート73bと
は、配管80,81によって電磁弁82に接続されてお
り、電磁弁82はポンプ83とタンク84とに接続され
ている。また、ロッドエンド側の配管81とタンク84
とを接続する配管85には、可変絞りを備えた圧力漸減
装置としてのリリーフ弁86が設けられている。なお、
以上は型締シリンダの油圧回路について説明したが、射
出シリダ46の油圧回路もこれと同様に構成されてい
る。
【0016】以上のように構成されたロータリダイカス
トマシンの動作を説明する。上流側の作業ステーション
で離型剤をスプレーされたのち、中子39が閉じられた
状態で型開閉シリンダ33のピストンロッド34が後退
することにより型合わせされた型開閉ユニット25は、
回転テーブル23の回転により型締,射出ステーション
26へ周回してきて停止し、型締シリンダ73によって
型締される。次いで溶湯50が注入された射出スリーブ
48が固定スリーブ38に接合され、射出シリンダ46
のプランジャ49が前進することにより溶湯50は湯路
51を通ってキャビティ43内へ射出される。溶湯50
がキャビティ43内へ充填し終る直前または直後すなわ
ち溶湯50が固化し始めない前に給油口67からピスト
ン62のヘッドエンド側へ油が供給されるので、ピスト
ン22と、ピストンロッド63,および押湯ロッド64
が一体的に下降し、押湯ロッド64の先端部がキャビテ
ィ43内の溶湯50に挿入される。これによって、キャ
ビティ43内にある溶湯50の一部が排除されてキャビ
ティ43内へ流れ、押湯作用をするので、溶湯50はキ
ャビティ43の隅々まで行き渡る。この状態で溶湯50
が固化し始め、所定時間後、固化が終わって製品になる
が、この場合、冷却水が冷却管66の内外を往復して押
湯ロッド64を冷却し、この押湯ロッド64が挿入され
る溶湯50が冷却されるので、溶湯50の固化が促進さ
れる。こうして固化が終ると、給油管68からピストン
62のロッドエンド側へ油が供給されるので、ピストン
62が上昇して押湯ロッド64がキャビティ43から抜
かれる。このあと、回転テーブル23が120°回転し
て型開閉ユニット25が製品取出ステーションで停止す
ると、型開閉シリンダ33のピストンロッド34が前進
してトッププレート35が上昇するので、型開が行われ
るとともに、中子39が開き、かつ押出シリンダ72が
作動するので、製品が押出ピン72aでキャビティ43
から押出され、製品取出装置で機外へ取出される。
【0017】このように動作するロータリダイカストマ
シンにおける型締力,射出力解除方法を説明する。電気
指令によりリリーフ弁86が閉じている状態で、型締シ
リンダ73に接続された電磁弁82のソレノイドSOL
−Aが作動して型締されるとともに、射出シリンダ46
が作動してキャビティ43へ溶湯50が射出される。キ
ャビティ43への溶湯50の射出が終了し、所定の冷却
時間が経過すると、型締シリンダ73の流体圧径路内に
設けた弁と射出シリンダ46の流体圧回路内に設けた弁
に解除指令が同時に発せられ型締力と射出力とが解除さ
れるとともに、電気指令によりリリーフ弁86への電圧
が少しずつ下がり、リリーフ弁86の圧力設定用ばね力
すなわち弁閉じ力が少しずつ下がるので、リリーフ弁8
6のリリーフ圧が例えば140kg/平方cmから0k
g/平方cmまで少しずつ下がる。
【0018】この解除方法を図2を用い従来の装置と比
較して説明する。従来においては、図2(a)に示すよ
うに大型締力である主型締力を提供する型締シリンダ7
3と射出シリンダ46とにそれぞれ電磁弁82が接続さ
れており、本願装置においては、図2(c)に示すよう
に大型締力である主型締力を提供する型締シリンダ73
と、射出シリンダ46とにそれぞれに可変絞り付きのリ
リーフ弁86が接続されている。このように構成されて
いることにより、従来の型締射出装置における実線で示
す型締圧力および鎖線で示す射出圧力と時間との関係
は、図2(b)に示すようになり、ここでは、最大圧力
Skg/平方cmから0kg/平方cmになるまでの時間は例え
ばそれぞれ 0.5 sec以下である。これに対して本願装置
における型締圧力および射出圧力と時間との関係は、図
2(d)にそれぞれ実線と鎖線とで示すようになり、こ
こでは、最大圧力Skg/平方cmから0kg/平方cmになる
まで下げるのに例えばそれぞれ3sec かかるように圧力
低下の仕方を遅らせている。図から明らかなように、従
来は実線で示す型締圧力の解除時点と、点線で示す射出
圧力の解除時点との間に例えば 0.5 secの差があると、
型締圧力が0になっているときに射出圧力はまだ最大値
になっているので、図2(b)に符号Sで示す大きな圧
力差となって前述したように金型36,37が湾曲する
ことがあるが、本発明に係る方法および装置において
は、図2(d)に示すように、実線で示す型締圧力と点
線で示す射出圧力との解除時点に、従来と同じように例
えば 0.5 secの差があっても、図に符号sで示すように
従来のほゞ1/6の圧力差となるだけである。したがっ
て、金型36,37が湾曲したりすることがない。ま
た、主型締力と射出力との解除が徐々に行われることに
より、成形品が湾曲せず、クラックが生じて内部の溶融
物や半溶融物がはみ出すというようなこともないので、
その分だけ早く型締力と射出力とを解除し始めることが
できてその分、成形サイクルが短縮される。さらに、本
実施例においては押湯ロッド64に冷却管66が挿入さ
れていることにより、押湯ロッド64が挿入される溶湯
50が冷却されて溶湯50の固化が促進される。
【0019】図5は本発明の他の実施例を図2(d)に
対応して示す型締圧力および射出圧力と時間との関係線
図であって、実線は型締圧力を示しており、点線は射出
圧力を示している。本実施例においては、型締圧力と射
出圧力とを解除して最大圧力Skg/平方cmから0kg/平
方cmになるまで下げるのに際し、減圧の初期においては
前記実施例と同じく徐々に圧力を下げ、半分程下がった
ところで急に下げるようにした。この結果前記実施例と
同じように、型締圧力と射出圧力との解除時点間に例え
ば 0.5 secの差があっても、図に符号sで示す両圧力の
圧力差は、符号Sで示す従来の圧力差のほゞ1/6の圧
力差となるだけである。そして、減圧の後半において圧
力を急に下げることにより、図2(d)で示す場合より
も時間が短縮される。なお、sはSの3割以下であるこ
とが望ましい。
【0020】なお、前記実施例では、圧力漸減装置とし
てリリーフ弁86を例示したが、例えば可変絞りなどで
もよい。また、本実施例においては、本発明を型締シリ
ンダ73と射出シリンダ46との両方に実施した例を示
したが、型締シリンダ73と射出シリンダ46とのうち
どちらか早く加圧力を解除され始める方のみに実施して
もよい。さらに、前記各実施例は本発明をロータリダイ
カストマシンに実施した例を示したが、竪型締型や横型
締型などのダイカストマシンやプラスチック用射出成形
機にも同様に実施でき、同様の作用効果が得られる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
によれば金型射出成形装置における型締力射出力解除方
法として、射出が終了して所定の冷却時間が経過したの
ちに型締力と射出力との両方を解除するに際し、この型
締力の解除指令と射出力の解除指令とを同時に発し、か
つ、型締シリンダに作用していた圧力と射出シリンダに
作用していた圧力とのうち少なくとも先に解除され始め
る方の圧力を少しずつ下げ、あとから解除され始める方
の圧力が解除され始めたときの両方の圧力の差を小さく
押え得るようにするという方法を採用し、また、金型射
出成形装置における型締力射出力解除装置として、金型
を開閉する型締シリンダと金型キャビティ内へ溶融材料
を射出する射出シリンダとの流体圧回路内に、型締力解
除用弁装置と射出力解除用弁装置とを設け、これら型締
力解除用弁装置と射出力解除用弁装置とに型締力解除指
令と射出力解除指令とを同時に発する指令装置を設け、
電気指令により型締力解除用弁装置と射出力解除用弁装
置とによる型締力と射出力との解除のうち少なくとも先
に解除される方の圧力を少しずつ下げ得る圧力漸減装置
を設けたことにより、型締力と射出力との解除タイミン
グに差が出ても、金型キャビティ内の金型が湾曲せず、
製品にクラックが発生したりこのクラックから内部の未
凝固部がはみ出したりすることがないので、製品の品質
が向上し、不良品の発生量が減少するとともに、成形サ
イクルが短縮され生産性が向上する。また、押湯ロッド
に冷却水通路を設ければ、溶融物の冷却が促進されて型
開開始点が早まるので、さらに成形サイクルが短縮され
生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】型締シリンダの油圧回路である。
【図2(a)】従来装置における型締シリンダの油圧回
路図である。
【図2(b)】従来装置における型締圧力および射出圧
力と時間との関係線図である。
【図2(c)】本発明における型締シリンダの油圧回路
図である。
【図2(d)】本発明における型締圧力および射出圧力
と時間との関係線図である。
【図3】本発明を実施したロータリダイカストマシンの
正面図である。
【図4】型開閉ユニットの縦断面図である。
【図5】本発明の他の実施例を図2(d)に対応して示
す型締圧力および射出圧力と時間との関係線図である。
【図6】従来における型開閉ユニット要部の縦断面図で
ある。
【図7】自動車用ホイルの平面図である。
【符号の説明】
36 上金型 37 下金型 43 キャビティ 46 射出シリンダ 50 溶湯 64 押湯ロッド 66 冷却管 73 型締シリンダ 82 電磁弁 86 リリーフ弁

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 型締された金型キャビティ内への溶融材
    料の射出が終了して所定の冷却時間が経過したのちに型
    締力と射出力との両方を解除するに際し、この型締力の
    解除指令と射出力の解除指令とを同時に発し、かつ、型
    締シリンダに作用していた圧力と射出シリンダに作用し
    ていた圧力とのうち少なくとも先に解除され始める方の
    圧力を少しずつ下げ、あとから解除され始める方の圧力
    が解除され始めたときの両方の圧力の差を小さく押え得
    るようにしたことを特徴とする金型射出成形装置におけ
    る型締力射出力解除方法。
  2. 【請求項2】 金型を開閉する型締シリンダと金型キャ
    ビティ内へ溶融材料を射出する射出シリンダとの流体圧
    回路内に、型締力解除用弁装置と射出力解除用弁装置と
    を設け、これら型締力解除用弁装置と射出力解除用弁装
    置とに型締力解除指令と射出力解除指令とを同時に発す
    る指令装置を設け、電気指令により型締力解除用弁装置
    と射出力解除用弁装置とによる型締力と射出力との解除
    のうち少なくとも先に解除される方の圧力を少しずつ下
    げ得る圧力漸減装置を設けたことを特徴とする金型射出
    成形装置における型締力射出力解除装置。
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