JP2756626B2 - Mold casting method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鋳造品質を高めるため
の金型鋳造法の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a mold casting method for improving casting quality.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば自動車のエンジン部品であ
るカムシャフト等の鋳造法として、本出願人は既に、キ
ャビティ内の溶湯の表層のみが凝固し内部が未だ未凝固
の状態で型開きして製品を取り出すような鋳造法を提案
している。すなわち、金型で鋳造する場合には成形精度
は向上するものの、成形品の全体が完全に凝固するまで
その周囲を拘束しておくと、凝固中或いは凝固直後に内
部応力等によって熱間割れが生ずるといった問題がある
ため、殻状の凝固層が得られた時点で型開きするという
ものであり、かかる金型鋳造法においては、例えば注湯
ポットから金型のキャビティ内に所定量の溶湯を注湯し
た後、必要箇所を冷却機構によって設定時間だけ冷却
し、冷却した箇所の表層組織のチル化を促進させつつ表
層全体が半凝固状態となった時点で型開きするようにし
ている。そして、例えば冷却が不均一であると、所望の
箇所に所望のチル組織が成形されず耐磨耗性に欠ける等
の欠陥を招くことから、冷却機構による冷却を正確に管
理する必要があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a casting method of a camshaft or the like which is an engine part of an automobile, for example, the present applicant has already opened a mold with only the surface layer of molten metal in a cavity solidified and the interior still unsolidified. We propose a casting method that takes out products. In other words, when casting with a mold, although the molding accuracy is improved, if the periphery of the molded product is restrained until it is completely solidified, hot cracks may occur due to internal stress during solidification or immediately after solidification. Because there is a problem that occurs, the mold is opened when a shell-shaped solidified layer is obtained.In such a mold casting method, for example, a predetermined amount of molten metal is poured into a mold cavity from a pouring pot. After pouring, the required portion is cooled by a cooling mechanism for a set time, and the mold is opened when the entire surface layer is in a semi-solid state while promoting the chilling of the surface structure of the cooled portion. For example, if the cooling is non-uniform, a desired chill structure is not formed at a desired location and defects such as lack of wear resistance are caused. Therefore, it is necessary to accurately control the cooling by the cooling mechanism. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の場
合、特に注湯ポットから数ショットの注湯を連続的に行
って鋳造サイクルを向上させようとするような場合に、
冷却が不均一になりやすいという問題があった。すなわ
ち、通常、冷却機構は注湯ポットの傾動を検出するセン
サ等に連結され、かかる検出信号によって作動するよう
に構成されているが、注湯ポットの容量が数ショット分
の注湯回数に対応し得るものである時には、例えば１回
目と３回目とでは実際に注湯が始まる注湯ポットの傾動
角に誤差が生じ、これに対して画一的に注湯ポットが所
定角になった時に作動するセンサ等で冷却機構を作動さ
せても、実際の冷却時間が狂うからである。However, in the conventional case, especially in the case where the casting cycle is to be improved by continuously pouring several shots from the pouring pot,
There has been a problem that cooling is likely to be uneven. That is, the cooling mechanism is usually connected to a sensor or the like for detecting the tilt of the pouring pot, and is configured to operate by such a detection signal. However, the capacity of the pouring pot corresponds to the number of pouring times for several shots. When the pouring pot is at a predetermined angle, for example, an error occurs in the tilt angle of the pouring pot at which pouring actually starts between the first and third times. This is because even if the cooling mechanism is operated by an operating sensor or the like, the actual cooling time is incorrect.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、注湯ポット内の溶湯を金型内に注湯し冷
却するようにした金型鋳造方法において、注湯ポットか
ら金型内への溶湯の注湯開始時点を赤外線センサが検知
したら注湯時間が設定されている注湯時間タイマを作動
させると共に、キャビティの成形部周辺を加熱していた
加熱機構を停止させ、次いで前記注湯ポットから金型内
への溶湯の注湯終了時点を前記赤外線センサが検知した
ら冷却機構の冷却時間が設定されている冷却タイマを作
動させると共に、鋳込み時間が設定されているキュアタ
イマを作動させるようにした。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a mold casting method for pouring a molten metal in a pouring pot into a mold and cooling the same .
Sensor detects the start of molten metal pouring into the mold
When the pouring time is set, activate the pouring time timer
As well as heating around the molded part of the cavity
Stop the heating mechanism and then remove the pouring pot from the mold
The infrared sensor has detected the end of pouring of molten metal into the
A cooling timer that sets the cooling time of the cooling mechanism.
And a pouring time set
Activated the imager .
【０００５】[0005]
【作用】金型内の溶湯の鋳込み時間、冷却の開始時点、
冷却時間等の鋳造条件の設定を実際の溶湯の注湯状況に
適合させることが出来、鋳造品質を安定させることが出
来る。[Action] The casting time of the molten metal in the mold, the start of cooling,
The setting of the casting conditions such as the cooling time can be adapted to the actual molten metal pouring condition, and the casting quality can be stabilized.
【０００６】[0006]
【実施例】本発明の金型鋳造法の実施例について説明す
る。An embodiment of the mold casting method of the present invention will be described.
【０００７】本発明の金型鋳造法は、自動車のエンジン
部品であるカムシャフトを鋳造するような鋳造法として
適用され、このカムシャフトは、例えば図１に示すよう
な縦鋳込横型鋳造機によって鋳造される。[0007] The mold casting method of the present invention is applied as a casting method for casting a camshaft which is an engine part of an automobile. This camshaft is formed by, for example, a vertical casting horizontal casting machine as shown in FIG. Cast.
【０００８】そしてこの金型１は、湯口部２にランナ
３、ゲート４を介して連通するカムシャフト成形用のキ
ャビティ５を備えており、注湯ポット６から湯口部２を
介して注湯された溶湯をキャビテイ５に導くことが出来
るようにされるとともに、キャビティ５のカム成形部周
辺を局部的に冷却するための冷却機構７と、注湯前にキ
ャビティ５のカムシャフトの軸成形部周辺を局部的に加
熱しておくための加熱機構８を備えている。The mold 1 is provided with a cavity 5 for forming a camshaft, which communicates with a sprue 2 through a runner 3 and a gate 4, and is poured from a pouring pot 6 through the sprue 2. And a cooling mechanism 7 for locally cooling the vicinity of the cam forming portion of the cavity 5 and the vicinity of the shaft forming portion of the cam shaft of the cavity 5 before pouring. A heating mechanism 8 for locally heating is provided.
【０００９】そしてこの冷却機構７と加熱機構８は、夫
々の冷却回路７ａ、加熱回路８ａを備えており、かかる
冷却回路７ａ、加熱回路８ａがキャビテイ５周囲の必要
箇所に向けて延出している。尚、図面では回路７ａ、８
ａの一部を省略している。The cooling mechanism 7 and the heating mechanism 8 are provided with a cooling circuit 7a and a heating circuit 8a, respectively. The cooling circuit 7a and the heating circuit 8a extend toward necessary places around the cavity 5. . In the drawings, the circuits 7a, 8
A part of a is omitted.
【００１０】因みに、注湯前に軸部周辺を加熱しておく
のは、注湯時の湯流れ性を良好にし、注湯された溶湯が
急冷されて割れ等を起こすような不具合をなくすためで
あり、注湯後にカム部周辺を冷却するのは、同部の表層
のチル化を促進するためである。By the way, the reason for heating the periphery of the shaft before pouring is to improve the flowability of the molten metal during pouring, and to eliminate the problem that the poured molten metal is rapidly cooled to cause cracks or the like. The reason for cooling the periphery of the cam portion after pouring is to promote chilling of the surface layer of the cam portion.
【００１１】ところで、本発明の場合は、注湯ポット６
と湯口部２の間に赤外線センサ１０を設けている。By the way, in the case of the present invention, the pouring pot 6
An infrared sensor 10 is provided between the gate 2 and the gate 2.
【００１２】この赤外線センサ１０は、溶湯から放射さ
れる赤外線を検知するためのものであり、注湯ポット６
から溶湯が実際に流れ出す時点、及び溶湯の流れが実際
に終了した時点を正確に検知出来る。つまり、従来のよ
うに注湯ポット６の傾きによって検知するものではない
ため、注湯ポット６内への溶湯の残量に左右されること
がない。The infrared sensor 10 is for detecting infrared rays emitted from the molten metal,
The time when the molten metal actually flows out of the furnace and the time when the flow of the molten metal actually ends can be accurately detected. That is, since it is not detected by the inclination of the pouring pot 6 as in the related art, it does not depend on the remaining amount of the molten metal in the pouring pot 6.
【００１３】そして、かかる赤外線センサ１０の検知信
号によって鋳造条件を管理するようにしているが、かか
る鋳造条件を管理する方法の一例については次の通りで
ある。The casting conditions are managed by the detection signal of the infrared sensor 10. One example of a method for managing the casting conditions is as follows.
【００１４】すなわち、まず注湯ポット６を傾動させて
金型キャビティ５内へ注湯を開始すると、溶湯から放射
される赤外線を赤外線センサ１０が検知し、この検知信
号によって注湯時間タイマを作動させるとともに、それ
まで湯流れ性を良好にする等のためにキャビティ５のカ
ムシャフトの軸成形部周辺を加熱していた加熱機構８を
停止させる。That is, when the pouring pot 6 is first tilted to start pouring into the mold cavity 5, the infrared sensor 10 detects infrared rays radiated from the molten metal, and the pouring time timer is activated by this detection signal. At the same time, the heating mechanism 8 that has been heating the periphery of the camshaft forming portion of the camshaft of the cavity 5 is stopped in order to improve the flowability of the molten metal.
【００１５】そして、この注湯時間タイマのオン作動か
ら所定時間だけ注湯が行われ、所定時間が経過すると注
湯を停止させる。そして、かかる注湯時間はそれまでの
注湯実績等から予め設定されているものである。Then, pouring is performed for a predetermined time from the ON operation of the pouring time timer, and after the predetermined time has elapsed, pouring is stopped. The pouring time is set in advance based on the pouring results and the like.
【００１６】そして赤外線センサ１０が注湯ポット６か
らの溶湯の流出を検知しなくなった時点で冷却機構７の
冷却タイマを作動させ、キャビティ５のカムシャフトの
カム成形部周辺を一定時間冷却する。又、同時に鋳込み
時間を設定するためのキュアタイマを作動させる。When the infrared sensor 10 no longer detects the outflow of the molten metal from the pouring pot 6, the cooling timer of the cooling mechanism 7 is operated to cool the cavity 5 around the cam forming portion of the cam shaft for a certain period of time. At the same time, a cure timer for setting the pouring time is operated.
【００１７】かかる冷却機構７による冷却時間、及びキ
ュアタイムは、キャビティ５内のカムシャフトのカム部
表層がチル化され、又、カムシャフト内部が未凝固で表
層のみが凝固層となるように予め実績データ等に基づき
設定されている。The cooling time and the curing time by the cooling mechanism 7 are set in advance so that the cam surface of the camshaft in the cavity 5 is chilled, and the inside of the camshaft is not solidified and only the surface is a solidified layer. It is set based on actual data.
【００１８】そして本案では加熱機構８の加熱停止時
期、冷却機構７の冷却開始時期を確実に注湯が終えた一
定の時点に設定出来るため、冷却のタイミング、冷却時
間、鋳込み時間等が従来のようにばらつかない。しかも
かかる冷却時間、鋳込み時間等は、鋳造実績を爾後の冷
却時間等の設定にフィードバックさせることによってよ
り品質の高い鋳造が可能となる。In the present invention, the timing for stopping the heating of the heating mechanism 8 and the timing for starting the cooling of the cooling mechanism 7 can be reliably set at a fixed time when the pouring has been completed, so that the cooling timing, the cooling time, the casting time, etc. Do not vary. In addition, the cooling time, the casting time and the like can be cast with higher quality by feeding back the casting results to the subsequent setting of the cooling time and the like.
【００１９】しかも赤外線センサ１０によって測定、記
録した実際の注湯時間は精度の高いものであり、これを
爾後の注湯時間タイマの設定時間に反映させることによ
って注湯量の設定等もより正確に管理出来ることにな
る。In addition, the actual pouring time measured and recorded by the infrared sensor 10 is of high precision, and by reflecting this in the subsequent setting time of the pouring time timer, the setting of the pouring amount and the like can be performed more accurately. You can manage it.
【００２０】そしてキュアタイムによって設定された時
間が経過すると、金型の開指令が出され、鋳造が完了す
る。そして厳密に管理された鋳造条件によって成形され
た鋳造品の鋳造品質は均一である。When the time set by the cure time elapses, a command to open the mold is issued, and the casting is completed. And the casting quality of the cast product formed under the strictly controlled casting conditions is uniform.
【００２１】因みに、本実施例では赤外線センサ１０が
不調時に作動するバックアップ回路を設け、注湯ポット
６が傾動して所定時間しても赤外線センサ１０が作動し
ない時は、別個の系統で冷却機構７を作動させ、キュア
タイマを作動させるようにしている。In the present embodiment, a backup circuit is provided which operates when the infrared sensor 10 is out of order. If the infrared sensor 10 does not operate for a predetermined time after the pouring pot 6 is tilted, a cooling system is provided by a separate system. 7 to operate the cure timer.
【発明の効果】以上のように本発明の金型鋳造方法は、
溶湯の注湯状況を赤外線センサによって検知し、溶湯が
実際に金型内に注湯された時期に合せて冷却を開始し、
又、鋳込み時間を決定する等の鋳造条件を管理するよう
にしたため、鋳造品の鋳造品質を安定させることが出来
る。As described above, the mold casting method of the present invention is
The molten metal pouring condition is detected by an infrared sensor, and cooling is started at the time when the molten metal is actually poured into the mold,
Further, since the casting conditions such as determining the casting time are managed, the casting quality of the casting can be stabilized.
【図１】金型の全体図FIG. 1 is an overall view of a mold.
１ 金型 ６ 注湯ポット １０ 赤外線センサ 1 mold 6 pouring pot 10 infrared sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 17/32 Ｂ２２Ｄ 17/32 Ｚ (72)発明者 佐藤 秀雄 三重県鈴鹿市平田町1907番地 本田技研 工業株式会社 鈴鹿製作所内 (56)参考文献 特開 平３−18453（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−8140（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−42790（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−41829（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 15/00 - 17/32 B22C 9/06 B22D 27/04 B22D 45/00 - 47/00 G01J 5/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B22D 17/32 B22D 17/32 Z (72) Inventor Hideo Sato 1907 Hiratacho, Suzuka-shi, Mie Honda Motor Co., Ltd. Suzuka Factory (56) References JP-A-3-18453 (JP, A) JP-B-4-8140 (JP, B2) JP-B1-42790 (JP, B2) JP-B62-41829 (JP, B2) ( 58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B22D 15/00-17/32 B22C 9/06 B22D 27/04 B22D 45/00-47/00 G01J 5/10
Claims (1)
却するようにした金型鋳造方法において、前記注湯ポッ
トから金型内への溶湯の注湯開始時点を赤外線センサが
検知したら注湯時間が設定されている注湯時間タイマを
作動させると共に、キャビティの成形部周辺を加熱して
いた加熱機構を停止させ、次いで前記注湯ポットから金
型内への溶湯の注湯終了時点を前記赤外線センサが検知
したら冷却機構の冷却時間が設定されている冷却タイマ
を作動させると共に、鋳込み時間が設定されているキュ
アタイマを作動させることを特徴とする金型鋳造方法。In a mold casting method in which a molten metal in a pouring pot is poured into a mold and cooled, an infrared sensor detects when the molten metal is poured from the pouring pot into the mold.
Once detected, the pouring time timer with the pouring time set
Activate and heat around the molding part of the cavity
The heating mechanism was stopped, and then the gold was poured from the pouring pot.
The infrared sensor detects the end of pouring of molten metal into the mold
Once the cooling timer of the cooling mechanism is set
Activate the cup and set the pouring time.
A mold casting method comprising operating an timer .
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