JP3164268B2 - 鋳型造型方法およびその装置 - Google Patents
鋳型造型方法およびその装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、模型板と鋳枠とにより
画成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン
に投入された鋳物砂の鋳型造型方法およびその装置に関
する。
画成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン
に投入された鋳物砂の鋳型造型方法およびその装置に関
する。
【0002】
【従来技術と問題点】従来、模型板と鋳枠とにより画成
する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内に
鋳物砂を投入し、このサンドマガジンにより鋳型造型空
間を閉じると共に該サンドマガジン内に一気に圧縮空気
を吹き込み、鋳型造型空間内に投射口を通して鋳物砂を
吹き込む、いわゆるブロ−造型法は周知である(たとえ
ば特開昭52―20928号公報)。しかしながら、こ
の方法では、サンドマガジン内の圧力損失は投射口付近
で大きく、サンドマガジン内に導入された圧縮空気のエ
ネルギが投射口で損失しており、その結果、鋳型造型に
使用されるエネルギが少なくなっていた。また、サンド
マガジン内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投
射口の方向に押されて投射口周辺が高密度となる。この
鋳物砂は流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚
吊りを起こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかな
い。この傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上
げるほど大きくなる。このため、圧縮空気の圧力は一般
に1Kgf/cm2〜3Kgf/cm2と低くしてブロ−イングしてい
る。したがって、従来のブロ−造型法では均一な硬度の
鋳型ができず、特に複雑形状や深い形状の鋳型の造型に
は不向きであった。本発明は上記の欠点に鑑みなされた
ものであり、圧縮空気のエネルギを可能な限り有効に鋳
型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界のあっ
た圧縮空気の制限をなくし、複雑な模型であっても均一
な鋳型ができる鋳型造型法及びその装置を提供すること
を目的とする。
する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内に
鋳物砂を投入し、このサンドマガジンにより鋳型造型空
間を閉じると共に該サンドマガジン内に一気に圧縮空気
を吹き込み、鋳型造型空間内に投射口を通して鋳物砂を
吹き込む、いわゆるブロ−造型法は周知である(たとえ
ば特開昭52―20928号公報)。しかしながら、こ
の方法では、サンドマガジン内の圧力損失は投射口付近
で大きく、サンドマガジン内に導入された圧縮空気のエ
ネルギが投射口で損失しており、その結果、鋳型造型に
使用されるエネルギが少なくなっていた。また、サンド
マガジン内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投
射口の方向に押されて投射口周辺が高密度となる。この
鋳物砂は流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚
吊りを起こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかな
い。この傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上
げるほど大きくなる。このため、圧縮空気の圧力は一般
に1Kgf/cm2〜3Kgf/cm2と低くしてブロ−イングしてい
る。したがって、従来のブロ−造型法では均一な硬度の
鋳型ができず、特に複雑形状や深い形状の鋳型の造型に
は不向きであった。本発明は上記の欠点に鑑みなされた
ものであり、圧縮空気のエネルギを可能な限り有効に鋳
型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界のあっ
た圧縮空気の制限をなくし、複雑な模型であっても均一
な鋳型ができる鋳型造型法及びその装置を提供すること
を目的とする。
【0003】
【問題解決のための手段】上記の目的を達成するために
本発明における鋳型造方法は、模型板と鋳枠とにより画
成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内
の鋳物砂を鋳枠内に充填する鋳型造型方法であって、底
面に開閉可能な投射口を有するサンドマガジンにより前
記鋳型造型空間の開放部を閉じる工程と、前記投射口を
閉じるとともに該サンドマガジン内に鋳物砂を投入した
後、サンドマガジン内部を密閉する工程と、密閉した該
サンドマガジン内にゆるやかに気体を導入して該サンド
マガジン内で、鋳物砂と4Kgf/cm2から9Kgf/cm2の気体
との高圧混合体を得る工程と、該サンドマガジン内の圧
力が所定の高さになった時点で前記投射口を短時間で開
く工程とを含むことを特徴とする。また、本発明の目的
を達成するための鋳型造型装置は、鋳枠の上方に配置さ
れて底部に複数の投射口を設けたサンドマガジンと、該
サンドマガジンの上部に備えられて開閉可能なゲ−ト機
構と、該サンドマガジンに設けられて圧縮空気を導入す
る導入口と、該サンドマガジンの底部に設けられ圧縮空
気のみを排出するベントプラグと、前記投射口を開閉す
るゲート機構と、を有することを特徴とする。
本発明における鋳型造方法は、模型板と鋳枠とにより画
成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内
の鋳物砂を鋳枠内に充填する鋳型造型方法であって、底
面に開閉可能な投射口を有するサンドマガジンにより前
記鋳型造型空間の開放部を閉じる工程と、前記投射口を
閉じるとともに該サンドマガジン内に鋳物砂を投入した
後、サンドマガジン内部を密閉する工程と、密閉した該
サンドマガジン内にゆるやかに気体を導入して該サンド
マガジン内で、鋳物砂と4Kgf/cm2から9Kgf/cm2の気体
との高圧混合体を得る工程と、該サンドマガジン内の圧
力が所定の高さになった時点で前記投射口を短時間で開
く工程とを含むことを特徴とする。また、本発明の目的
を達成するための鋳型造型装置は、鋳枠の上方に配置さ
れて底部に複数の投射口を設けたサンドマガジンと、該
サンドマガジンの上部に備えられて開閉可能なゲ−ト機
構と、該サンドマガジンに設けられて圧縮空気を導入す
る導入口と、該サンドマガジンの底部に設けられ圧縮空
気のみを排出するベントプラグと、前記投射口を開閉す
るゲート機構と、を有することを特徴とする。
【0004】
【作用】本発明は上記のような解決手段を用いることに
より、棚吊りが生じず、鋳物砂と高圧の気体の混合体に
より鋳型を造型できる。
より、棚吊りが生じず、鋳物砂と高圧の気体の混合体に
より鋳型を造型できる。
【0005】
【実施例1】以下本発明の実施例を図面にもとづいて詳
しく説明する。図1において、昇降装置T上に載置され
た模型板1の上には鋳枠2および盛枠2aが載置され、
模型板1、鋳枠2および盛枠2aとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン3の下端嵌入されており、該サンドマガジン3内
部には鋳物砂4が投入でき、該サンドマガジン3の上部
にはゲ−トシリンダ5で開閉されるゲ−ト6が設けられ
ている。また、該サンドマガジン3の上部側面には圧縮
空気の導入口7が設けられさらに該導入口7は制御バル
ブ8を通じて圧縮空気源9に連通されている。一方、サ
ンドマガジン3の底部10には、複数の投射口11が設
けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混合体から
圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ12が設
けられている。ベントプラグ12と投射口11の寸法は
図4の様になっている。すなわち、直径25mmの投射
口11が鋳枠2断面積を等分割した一辺50mmの正方
形の頂点に格子状に並べられていて、この正方形の中心
には直径30mmのベントプラグ12が設けられてい
る。該投射口11の上部はスライド穴明板13により開
閉が可能となっている。このスライド穴明板13は、シ
ャッタ−シリンダ14に連結されてゲート機構を構成し
ており、シャッタ−シリンダ14を作動すると投射口1
1が開き、サンドマガジン3内と鋳枠2内が連通される
ようになっている。
しく説明する。図1において、昇降装置T上に載置され
た模型板1の上には鋳枠2および盛枠2aが載置され、
模型板1、鋳枠2および盛枠2aとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン3の下端嵌入されており、該サンドマガジン3内
部には鋳物砂4が投入でき、該サンドマガジン3の上部
にはゲ−トシリンダ5で開閉されるゲ−ト6が設けられ
ている。また、該サンドマガジン3の上部側面には圧縮
空気の導入口7が設けられさらに該導入口7は制御バル
ブ8を通じて圧縮空気源9に連通されている。一方、サ
ンドマガジン3の底部10には、複数の投射口11が設
けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混合体から
圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ12が設
けられている。ベントプラグ12と投射口11の寸法は
図4の様になっている。すなわち、直径25mmの投射
口11が鋳枠2断面積を等分割した一辺50mmの正方
形の頂点に格子状に並べられていて、この正方形の中心
には直径30mmのベントプラグ12が設けられてい
る。該投射口11の上部はスライド穴明板13により開
閉が可能となっている。このスライド穴明板13は、シ
ャッタ−シリンダ14に連結されてゲート機構を構成し
ており、シャッタ−シリンダ14を作動すると投射口1
1が開き、サンドマガジン3内と鋳枠2内が連通される
ようになっている。
【0006】上記のように構成された装置の動作につい
て述べる。まず、昇降装置Tが作動して鋳型造型空間の
開放部にサンドマガジン3の底部が嵌入して図1の状態
になる。この状態でサンドマガジン3の底部10の投射
口11は閉じられている。次いでサンドマガジン3上の
ゲ−トシリンダ5を作動させてゲ−ト6を開けて、鋳物
砂4を図示されない鋳物砂4の投入装置により、サンド
マガジン3に投入する。つぎにゲ−トシリンダ5でゲ−
ト6を閉じ、サンドマガジン3内部を密閉する。続い
て、該サンドマガジン3の上部側面に設けられた圧縮空
気の導入口7から圧縮空気を導入する。この導入速度
は、たとえば、導入口7と圧縮空気源9の間に設けられ
た制御バルブ8によって緩やかに導入される。昇圧速度
は3kgf/cm2/secとした。サンドマガジン3内の圧力を
7Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。ここで鋳
物砂と圧縮空気の高圧混合体が形成される。そして、そ
の後急速にシャッタ−シリンダ14を作動してスライド
穴明板13を横動させ投射口11を0.2秒の速さで開
いた。この時、サンドマガジン3内の鋳物砂4は投射口
11から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。
さらに圧縮空気はベントプラグ12で分離されて排気口
(図示せず)から排気される。その後、必要に応じ、鋳
枠2内に充填された鋳物砂は更に下部の昇降装置T(例
えば油圧シリンダ)で模型板1を上昇させスクイズす
る。その後模型板1を下降してサンドマガジン3と盛枠
2aを分離しさらに鋳枠2と盛枠2aを分離させた後抜
型する。
て述べる。まず、昇降装置Tが作動して鋳型造型空間の
開放部にサンドマガジン3の底部が嵌入して図1の状態
になる。この状態でサンドマガジン3の底部10の投射
口11は閉じられている。次いでサンドマガジン3上の
ゲ−トシリンダ5を作動させてゲ−ト6を開けて、鋳物
砂4を図示されない鋳物砂4の投入装置により、サンド
マガジン3に投入する。つぎにゲ−トシリンダ5でゲ−
ト6を閉じ、サンドマガジン3内部を密閉する。続い
て、該サンドマガジン3の上部側面に設けられた圧縮空
気の導入口7から圧縮空気を導入する。この導入速度
は、たとえば、導入口7と圧縮空気源9の間に設けられ
た制御バルブ8によって緩やかに導入される。昇圧速度
は3kgf/cm2/secとした。サンドマガジン3内の圧力を
7Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。ここで鋳
物砂と圧縮空気の高圧混合体が形成される。そして、そ
の後急速にシャッタ−シリンダ14を作動してスライド
穴明板13を横動させ投射口11を0.2秒の速さで開
いた。この時、サンドマガジン3内の鋳物砂4は投射口
11から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。
さらに圧縮空気はベントプラグ12で分離されて排気口
(図示せず)から排気される。その後、必要に応じ、鋳
枠2内に充填された鋳物砂は更に下部の昇降装置T(例
えば油圧シリンダ)で模型板1を上昇させスクイズす
る。その後模型板1を下降してサンドマガジン3と盛枠
2aを分離しさらに鋳枠2と盛枠2aを分離させた後抜
型する。
【0007】ここで、この方法により、なぜ鋳物砂が充
填でき、良好に鋳物砂が圧縮がされるのかを説明する。
従来の鋳物砂の投射で造型する方法はサンドスリンガ法
があった。このサンドスリンガ法は、鋳物砂をインペラ
によって直径約2〜5cmの塊にして模型板に投げて鋳
物砂を固めるものである。鋳物砂をある大きさの塊にし
て高いところから投げると良くパタンプレ−トの所で圧
縮できる。そして、サンドスリンガでは、鋳枠に圧力が
かからないため、スプリングバックが生ぜず、非常に良
好な鋳型が造型できる事が知られている。一方、鋳物砂
を一粒一粒投げても鋳物砂は固まらないことは今まで経
験されてきた。本発明はサンドスリンガの原理を応用し
た全く新しい考えに基づくものであり、サンドスリンガ
法がインペラによって鋳物砂塊にエネルギを与えるよう
に、本発明では、高圧気体により鋳物砂にエネルギを与
え、その鋳物砂と高圧気体の混合物を圧力損失を最低に
して鋳枠内に投射する方法である。そして、鋳物砂と高
圧気体の混合物は、鋳枠内で高圧気体と鋳物砂にベント
プラグで分離され、鋳物砂のみが充填されるのである。
本発明では、投射距離500mm以内では、鋳物砂と空
気の重量混合比が500〜1500、投射速度が10〜
20m/sec、投射口11径15〜30mmの条件では高
い硬度を示すことが確認できた。一方従来のブロ−イン
ング装置では、ブロ−イング圧力を上げることができな
いので生砂硬度で約70しか出すことができなかった。
填でき、良好に鋳物砂が圧縮がされるのかを説明する。
従来の鋳物砂の投射で造型する方法はサンドスリンガ法
があった。このサンドスリンガ法は、鋳物砂をインペラ
によって直径約2〜5cmの塊にして模型板に投げて鋳
物砂を固めるものである。鋳物砂をある大きさの塊にし
て高いところから投げると良くパタンプレ−トの所で圧
縮できる。そして、サンドスリンガでは、鋳枠に圧力が
かからないため、スプリングバックが生ぜず、非常に良
好な鋳型が造型できる事が知られている。一方、鋳物砂
を一粒一粒投げても鋳物砂は固まらないことは今まで経
験されてきた。本発明はサンドスリンガの原理を応用し
た全く新しい考えに基づくものであり、サンドスリンガ
法がインペラによって鋳物砂塊にエネルギを与えるよう
に、本発明では、高圧気体により鋳物砂にエネルギを与
え、その鋳物砂と高圧気体の混合物を圧力損失を最低に
して鋳枠内に投射する方法である。そして、鋳物砂と高
圧気体の混合物は、鋳枠内で高圧気体と鋳物砂にベント
プラグで分離され、鋳物砂のみが充填されるのである。
本発明では、投射距離500mm以内では、鋳物砂と空
気の重量混合比が500〜1500、投射速度が10〜
20m/sec、投射口11径15〜30mmの条件では高
い硬度を示すことが確認できた。一方従来のブロ−イン
ング装置では、ブロ−イング圧力を上げることができな
いので生砂硬度で約70しか出すことができなかった。
【0008】ここで、従来のブロ−造型法と本発明の原
理の違いを図面を用いて説明する。図5において、図5
(a)は従来のブロ−造型法、図5(b)は本発明の原理
を示したものである。従来のブロ−造型法に用いる気体
の圧力は1kgf/cm2〜3kgf/cm2であり、本発明の原理で
は気体の圧力は4kgf/cm2〜9kgf/cm2が使用可能である
が、比較のために、5kgf/cm2とした。サンドマガジン
内部については、従来のブロ−方法では、サンドマガジ
ン内の圧力損失は投射口付近で大きく、サンドマガジン
内に導入された圧縮空気のエネルギが投射口で損失して
おり、その結果、鋳型造型に使用されるエネルギが少な
くなっている。本発明では、サンドマガジン内の圧力損
失は投射口付近ではほとんどなく、その結果、鋳型造型
に使用されるエネルギが大きくなっている。即ち、速度
エネルギとして利用できる総圧P1は斜線で示すように
相違してくる。 また、サンドマガジン内の鋳物砂には
以下のような相違がある。従来法では、サンドマガジン
内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投射口の方
向に押されて投射口周辺が高密度となる。この鋳物砂は
流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚吊りを起
こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかない。この
傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上げるほど
大きくなる。一方、本発明では、予じめ圧縮空気がサン
ドマガジン内に入っているため圧力損失は投射口の下部
のノズル部分にだけ発生するようになり、投射口付近で
棚吊りを生じない。投射口11を開けるときのサンドマ
ガジン3内の圧縮空気の圧力は4Kgf/cm2〜9Kgf/cm2が
望ましい。4Kgf/cm2より低いと造型時の鋳型硬度が低
くなり、一方、圧縮空気圧は高い程良く鋳物砂は締まる
が10Kgf/cm2以上は一般に、工場では危険なため使用
されない。
理の違いを図面を用いて説明する。図5において、図5
(a)は従来のブロ−造型法、図5(b)は本発明の原理
を示したものである。従来のブロ−造型法に用いる気体
の圧力は1kgf/cm2〜3kgf/cm2であり、本発明の原理で
は気体の圧力は4kgf/cm2〜9kgf/cm2が使用可能である
が、比較のために、5kgf/cm2とした。サンドマガジン
内部については、従来のブロ−方法では、サンドマガジ
ン内の圧力損失は投射口付近で大きく、サンドマガジン
内に導入された圧縮空気のエネルギが投射口で損失して
おり、その結果、鋳型造型に使用されるエネルギが少な
くなっている。本発明では、サンドマガジン内の圧力損
失は投射口付近ではほとんどなく、その結果、鋳型造型
に使用されるエネルギが大きくなっている。即ち、速度
エネルギとして利用できる総圧P1は斜線で示すように
相違してくる。 また、サンドマガジン内の鋳物砂には
以下のような相違がある。従来法では、サンドマガジン
内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投射口の方
向に押されて投射口周辺が高密度となる。この鋳物砂は
流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚吊りを起
こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかない。この
傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上げるほど
大きくなる。一方、本発明では、予じめ圧縮空気がサン
ドマガジン内に入っているため圧力損失は投射口の下部
のノズル部分にだけ発生するようになり、投射口付近で
棚吊りを生じない。投射口11を開けるときのサンドマ
ガジン3内の圧縮空気の圧力は4Kgf/cm2〜9Kgf/cm2が
望ましい。4Kgf/cm2より低いと造型時の鋳型硬度が低
くなり、一方、圧縮空気圧は高い程良く鋳物砂は締まる
が10Kgf/cm2以上は一般に、工場では危険なため使用
されない。
【0009】本発明においては、最初にサンドマガジン
3に入れる圧縮空気はゆっくり入れることが重要であ
る。急速に圧縮空気を導入すると鋳物砂が空気圧により
投射口11付近に圧縮されて、その後鋳枠には充填する
ことができなくなるからである。サンドマガジン3内の
昇圧速度は10Kgf/cm2/sec以下が望ましい。前記投射
口11からの鋳物砂の投射速度は10m/sec以上の速さ
で投射されることを必要とする。以下にその理由を説明
する。投射口11から噴出される鋳物砂の速度V、投射
口11の圧力損失をPm、投射口11管径をD,投射口
11管長さをl、鋳物砂と気体との混合比をm、空気比
重をγ、粉流体噴出係数をλとすると、空気輸送の計算
から以下のように投射速度が計算される。
3に入れる圧縮空気はゆっくり入れることが重要であ
る。急速に圧縮空気を導入すると鋳物砂が空気圧により
投射口11付近に圧縮されて、その後鋳枠には充填する
ことができなくなるからである。サンドマガジン3内の
昇圧速度は10Kgf/cm2/sec以下が望ましい。前記投射
口11からの鋳物砂の投射速度は10m/sec以上の速さ
で投射されることを必要とする。以下にその理由を説明
する。投射口11から噴出される鋳物砂の速度V、投射
口11の圧力損失をPm、投射口11管径をD,投射口
11管長さをl、鋳物砂と気体との混合比をm、空気比
重をγ、粉流体噴出係数をλとすると、空気輸送の計算
から以下のように投射速度が計算される。
【0010】
【数1】
【0011】前記投射口11を0.2秒以下の短時間で
開くことは以下のようにして求められた。一本の投射口
11が投影面積5cmの正方形の充填を分担すると仮定
して、枠の分担体積をQ、投射口11断面積をA、投射
口11から噴出される鋳物砂の速度をVとすると、以下
のように鋳枠高さが30cmの枠に充填できる時間Tが
計算できる。
開くことは以下のようにして求められた。一本の投射口
11が投影面積5cmの正方形の充填を分担すると仮定
して、枠の分担体積をQ、投射口11断面積をA、投射
口11から噴出される鋳物砂の速度をVとすると、以下
のように鋳枠高さが30cmの枠に充填できる時間Tが
計算できる。
【0012】
【数2】
【0013】よって、0.09989秒で鋳枠内を鋳物
砂が充填する。ここで、スライド穴明板13の開く速度
は充填時間の1/3以下で終わるようしなければならな
い。これ以上スライド穴明板13の開く速度が遅いと、
スライド穴明板13が半開きの状態でサンドマガジン内
から鋳物砂と高圧気体の混合物が投射され、スライド穴
明板13にこの混合物が衝突するとともに、スライド穴
明板で絞りをかけた状態となり、圧力損失が大きくな
り、本来の原理が機能しなくなるからである。実験の結
果、好ましくは、スライド穴明板13の開く速度は1/
500〜1/300秒の間に開くする必要があることが
わかった。ただし、スライド穴明板の開く速度が0.2
秒以下であれば、充填できる場合もある。従って、スラ
イド穴明板13の開く時間は0.2秒以下、好ましくは
2/1000秒から5/1000秒でなければ充分な充
填効果が得られない。
砂が充填する。ここで、スライド穴明板13の開く速度
は充填時間の1/3以下で終わるようしなければならな
い。これ以上スライド穴明板13の開く速度が遅いと、
スライド穴明板13が半開きの状態でサンドマガジン内
から鋳物砂と高圧気体の混合物が投射され、スライド穴
明板13にこの混合物が衝突するとともに、スライド穴
明板で絞りをかけた状態となり、圧力損失が大きくな
り、本来の原理が機能しなくなるからである。実験の結
果、好ましくは、スライド穴明板13の開く速度は1/
500〜1/300秒の間に開くする必要があることが
わかった。ただし、スライド穴明板の開く速度が0.2
秒以下であれば、充填できる場合もある。従って、スラ
イド穴明板13の開く時間は0.2秒以下、好ましくは
2/1000秒から5/1000秒でなければ充分な充
填効果が得られない。
【0014】前記サンドマガジン3における鋳物砂と気
体の重量混合比が500〜1500であることを要する
のは以下の理由のためである。混合比が大きすぎると鋳
物砂の割合が大きくなり棚吊り等が生じ充分な鋳物砂の
投射ができなくなる。一方混合比が小さすぎると鋳物砂
の割合が少なくなりすぎ大きくなり鋳物砂の投射ができ
なくなるためである。前記投射による造型の後スクイズ
をする場合には、特にサンドマガジン3の底部近くの鋳
型の硬度を高くすることができる利点がある。
体の重量混合比が500〜1500であることを要する
のは以下の理由のためである。混合比が大きすぎると鋳
物砂の割合が大きくなり棚吊り等が生じ充分な鋳物砂の
投射ができなくなる。一方混合比が小さすぎると鋳物砂
の割合が少なくなりすぎ大きくなり鋳物砂の投射ができ
なくなるためである。前記投射による造型の後スクイズ
をする場合には、特にサンドマガジン3の底部近くの鋳
型の硬度を高くすることができる利点がある。
【0015】以下、本発明の方法の効果をのべる。本発
明では鋳枠に力がかかっていないことから鋳型のスプリ
ングバックは微小になる。スプリングバックは内部応力
が存在するために生ずるものであり、部分的に少しずつ
鋳物砂を固めていくと内部応力が発生しないためスプリ
ングバックがない。また、本発明による方法では、エネ
ルギ損失が少ないから、複雑な模型であっても均一な充
填が可能である。たとえば、従来主流の静圧造型方法で
は、鋳型直径と深さの比は3:1が限度であったが、本
発明の造型方法では、5:1でも充分造型が可能であっ
た。さらに造型時に鋳物砂の棚吊りやかつぎは全くない
ため、鋳型の亀裂やしわが生ぜず、硬度が均一の鋳型が
できる。
明では鋳枠に力がかかっていないことから鋳型のスプリ
ングバックは微小になる。スプリングバックは内部応力
が存在するために生ずるものであり、部分的に少しずつ
鋳物砂を固めていくと内部応力が発生しないためスプリ
ングバックがない。また、本発明による方法では、エネ
ルギ損失が少ないから、複雑な模型であっても均一な充
填が可能である。たとえば、従来主流の静圧造型方法で
は、鋳型直径と深さの比は3:1が限度であったが、本
発明の造型方法では、5:1でも充分造型が可能であっ
た。さらに造型時に鋳物砂の棚吊りやかつぎは全くない
ため、鋳型の亀裂やしわが生ぜず、硬度が均一の鋳型が
できる。
【0016】本発明による装置では、サンドスリンガ法
と同様に鋳枠の強度はあまり高くなくてよい。従って鋳
枠のコストダウンにつながる。さらに、ブロ−イング法
と同様に造型後の砂かきは不要であり、鋳型上面が平で
あるためサンドカッタ−が不要となるなどの効果があ
る。また、本実施例では、ゲート機構の構造が簡単にな
る。
と同様に鋳枠の強度はあまり高くなくてよい。従って鋳
枠のコストダウンにつながる。さらに、ブロ−イング法
と同様に造型後の砂かきは不要であり、鋳型上面が平で
あるためサンドカッタ−が不要となるなどの効果があ
る。また、本実施例では、ゲート機構の構造が簡単にな
る。
【0017】なお、本実施例では、生砂について述べた
が、シェル砂等の熱硬化性用砂、コ−ルドボックックス
砂等の自硬性砂等、様々な鋳物砂に適用できる。また、
ベントプラグ12の位置は必ずしもサンドマガジン3の
底部10になくてもよく、ベントプラグ12の形状は円
形に限らず、長方形、正方形などを用いることができ
る。さらに、鋳型造型空間の開放部にサンドマガジン3
の底部が嵌入する工程は、必ずしも装置作動の最初の工
程でなくてもよく、圧縮空気の導入と同時に行うように
してもよい。
が、シェル砂等の熱硬化性用砂、コ−ルドボックックス
砂等の自硬性砂等、様々な鋳物砂に適用できる。また、
ベントプラグ12の位置は必ずしもサンドマガジン3の
底部10になくてもよく、ベントプラグ12の形状は円
形に限らず、長方形、正方形などを用いることができ
る。さらに、鋳型造型空間の開放部にサンドマガジン3
の底部が嵌入する工程は、必ずしも装置作動の最初の工
程でなくてもよく、圧縮空気の導入と同時に行うように
してもよい。
【0018】
【実施例2】以下本発明の別の実施例を図面にもとづい
て詳しく説明する。図2において、実施例1と同様に、
模型板1、鋳枠2および盛枠2aとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン3の下端部が嵌入されており、該サンドマガジン
3の上部にはゲ−トシリンダ5で開閉されるゲ−ト6が
設けられている。また、該サンドマガジン3の上部側面
には圧縮空気の導入口7が設けられさらに該導入口7は
制御バルブ8を通じて圧縮空気源9に連通されている。
一方、サンドマガジン3の底部10には、複数の投射口
11が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混
合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ
12が設けられている。該投射口11は回転バルブ1
5,15により開閉が可能となっている。この回転バル
ブ15,15は、回転レバ−16,16に連結されてお
り、回転レバ−16,16をシリンダ16aにより回転
すると投射口11が開くゲート機構に構成されている。
て詳しく説明する。図2において、実施例1と同様に、
模型板1、鋳枠2および盛枠2aとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン3の下端部が嵌入されており、該サンドマガジン
3の上部にはゲ−トシリンダ5で開閉されるゲ−ト6が
設けられている。また、該サンドマガジン3の上部側面
には圧縮空気の導入口7が設けられさらに該導入口7は
制御バルブ8を通じて圧縮空気源9に連通されている。
一方、サンドマガジン3の底部10には、複数の投射口
11が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混
合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ
12が設けられている。該投射口11は回転バルブ1
5,15により開閉が可能となっている。この回転バル
ブ15,15は、回転レバ−16,16に連結されてお
り、回転レバ−16,16をシリンダ16aにより回転
すると投射口11が開くゲート機構に構成されている。
【0019】上記のように構成された装置は、まず、昇
降装置Tが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン3の底部が嵌入して図2の状態になる。この状態で
サンドマガジン3の底部10の投射口11が閉じられて
いる。次いでサンドマガジン3上のゲ−トシリンダ5を
作動させてゲ−ト6を開けて、鋳物砂4を図示されない
鋳物砂4の投入装置により、サンドマガジン3に投入す
る。つぎにゲ−トシリンダ5でゲ−ト6を閉じ、サンド
マガジン3内部を密閉する。続いて、該サンドマガジン
3の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口7から圧縮
空気を導入する。この導入速度は、たとえば、導入口7
と圧縮空気源9の間に設けられた制御バルブ8によって
緩やかに導入される。サンドマガジン3内の圧力が所定
の圧力7Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入する。こ
こで圧縮空気と鋳物砂の混合体が得られる。そして、そ
の後急速に回転レバ−を90度回転して回転バルブを開
く。この時、サンドマガジン3内の鋳物砂4は投射口1
1から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。さ
らに圧縮空気はベントプラグ12で分離されて排気口か
ら排気される。その後、鋳枠2内に充填された鋳型は更
に下部の昇降装置T(油圧シリンダ)で模型板1を上昇
させスクイズする。その後模型板1を下降してサンドマ
ガジン3と盛枠2aを分離しさらに鋳枠2と盛枠2aを
分離させた後抜型する。
降装置Tが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン3の底部が嵌入して図2の状態になる。この状態で
サンドマガジン3の底部10の投射口11が閉じられて
いる。次いでサンドマガジン3上のゲ−トシリンダ5を
作動させてゲ−ト6を開けて、鋳物砂4を図示されない
鋳物砂4の投入装置により、サンドマガジン3に投入す
る。つぎにゲ−トシリンダ5でゲ−ト6を閉じ、サンド
マガジン3内部を密閉する。続いて、該サンドマガジン
3の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口7から圧縮
空気を導入する。この導入速度は、たとえば、導入口7
と圧縮空気源9の間に設けられた制御バルブ8によって
緩やかに導入される。サンドマガジン3内の圧力が所定
の圧力7Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入する。こ
こで圧縮空気と鋳物砂の混合体が得られる。そして、そ
の後急速に回転レバ−を90度回転して回転バルブを開
く。この時、サンドマガジン3内の鋳物砂4は投射口1
1から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。さ
らに圧縮空気はベントプラグ12で分離されて排気口か
ら排気される。その後、鋳枠2内に充填された鋳型は更
に下部の昇降装置T(油圧シリンダ)で模型板1を上昇
させスクイズする。その後模型板1を下降してサンドマ
ガジン3と盛枠2aを分離しさらに鋳枠2と盛枠2aを
分離させた後抜型する。
【0020】本実施例に係る装置では、影の部分がなく
サンドマガジン内の鋳物砂がより均一に入っていくなど
の効果がある。
サンドマガジン内の鋳物砂がより均一に入っていくなど
の効果がある。
【0021】
【実施例3】さらに本発明の別の実施例を図面にもとづ
いて詳しく説明する。図3において、実施例1と同様
に、模型板1、鋳枠2および盛枠2aとにより鋳型造型
空間が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサン
ドマガジン3の下端部が嵌入されており、該サンドマガ
ジン3の上部にはゲ−トシリンダ5で開閉されるゲ−ト
6が設けられている。また、該サンドマガジン3の上部
側面には圧縮空気の導入口7が設けられさらに該導入口
7は制御バルブ8を通じて圧縮空気源9に連通されてい
る。一方、サンドマガジン3の底部10には、複数の投
射口11が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気の
混合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラ
グ12が設けられている。該投射口11は弁プラグ17
により開閉が可能となっている。この弁プラグは、フレ
−ム18に連結されており、アクチュエ−タ19でフレ
−ム18を上昇させると一斉に投射口11が開くゲート
機構に構成されている。
いて詳しく説明する。図3において、実施例1と同様
に、模型板1、鋳枠2および盛枠2aとにより鋳型造型
空間が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサン
ドマガジン3の下端部が嵌入されており、該サンドマガ
ジン3の上部にはゲ−トシリンダ5で開閉されるゲ−ト
6が設けられている。また、該サンドマガジン3の上部
側面には圧縮空気の導入口7が設けられさらに該導入口
7は制御バルブ8を通じて圧縮空気源9に連通されてい
る。一方、サンドマガジン3の底部10には、複数の投
射口11が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気の
混合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラ
グ12が設けられている。該投射口11は弁プラグ17
により開閉が可能となっている。この弁プラグは、フレ
−ム18に連結されており、アクチュエ−タ19でフレ
−ム18を上昇させると一斉に投射口11が開くゲート
機構に構成されている。
【0022】上記のように構成された装置は、まず、昇
降装置Tが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン3の底部が嵌入して図3の状態になる。この状態で
はサンドマガジン3の底部10の投射口11は閉じられ
ている。次に態でサンドマガジン3上のゲ−トシリンダ
5を作動させてゲ−ト6を開けて、鋳物砂4を図示され
ない鋳物砂4の投入装置により、サンドマガジン3に投
入する。続いてゲ−トシリンダ5でゲ−ト6を閉じ、サ
ンドマガジン3内部を密閉する。この状態で、該サンド
マガジン3の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口7
から圧縮空気を導入する。この導入速度は、たとえば、
導入口7と圧縮空気源9の間に設けられた制御バルブ8
によって緩やかに導入される。サンドマガジン3内の圧
力が9Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。そし
て、その後急速にアクチュエ−タ19を作動させ弁プラ
グ17を上昇させる。この時、サンドマガジン3内の鋳
物砂4は投射口11から圧縮空気と共に鋳型造型空間内
に充填される。さらに圧縮空気はベントプラグ12で分
離されて排気口から排気される。その後、鋳枠2内に充
填された鋳型は更に下部の油圧シリンダで模型板を上昇
させスクイズする。その後模型板1を下降してサンドマ
ガジン3と盛枠2aを分離し、さらに鋳枠2と盛枠2a
を分離させた後抜型する。本実施例に係る装置では、弁
プラグ17の構造が簡単になるなどの効果がある。
降装置Tが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン3の底部が嵌入して図3の状態になる。この状態で
はサンドマガジン3の底部10の投射口11は閉じられ
ている。次に態でサンドマガジン3上のゲ−トシリンダ
5を作動させてゲ−ト6を開けて、鋳物砂4を図示され
ない鋳物砂4の投入装置により、サンドマガジン3に投
入する。続いてゲ−トシリンダ5でゲ−ト6を閉じ、サ
ンドマガジン3内部を密閉する。この状態で、該サンド
マガジン3の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口7
から圧縮空気を導入する。この導入速度は、たとえば、
導入口7と圧縮空気源9の間に設けられた制御バルブ8
によって緩やかに導入される。サンドマガジン3内の圧
力が9Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。そし
て、その後急速にアクチュエ−タ19を作動させ弁プラ
グ17を上昇させる。この時、サンドマガジン3内の鋳
物砂4は投射口11から圧縮空気と共に鋳型造型空間内
に充填される。さらに圧縮空気はベントプラグ12で分
離されて排気口から排気される。その後、鋳枠2内に充
填された鋳型は更に下部の油圧シリンダで模型板を上昇
させスクイズする。その後模型板1を下降してサンドマ
ガジン3と盛枠2aを分離し、さらに鋳枠2と盛枠2a
を分離させた後抜型する。本実施例に係る装置では、弁
プラグ17の構造が簡単になるなどの効果がある。
【0023】なお、各実施例に共通することとして投射
口11断面積が枠面積の15%〜30%、ベントプラグ
12面積が枠面積の20〜75%、ベントプラグ12の
開口率が10〜30%である場合には非常によい鋳型が
得られた。これは、投射口11は大きいほど投射口11
の抵抗が少ないのでよく鋳型が締まるためであり、ま
た、投射口11の本数が多いほどゲート機構の影が少な
く、投射口11直下と近辺との硬度むらが少なくできる
からである。たとえば、投射口11と投射口11のピッ
チは30mm〜60mmであるのが望ましい。
口11断面積が枠面積の15%〜30%、ベントプラグ
12面積が枠面積の20〜75%、ベントプラグ12の
開口率が10〜30%である場合には非常によい鋳型が
得られた。これは、投射口11は大きいほど投射口11
の抵抗が少ないのでよく鋳型が締まるためであり、ま
た、投射口11の本数が多いほどゲート機構の影が少な
く、投射口11直下と近辺との硬度むらが少なくできる
からである。たとえば、投射口11と投射口11のピッ
チは30mm〜60mmであるのが望ましい。
【0024】
【発明の効果】本発明による鋳型造型法は上記の説明か
ら明らかなように、サンドマガジン3内に予じめ圧縮空
気を導入してその圧縮空気のエネルギを可能な限り有効
に鋳型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界の
あった圧縮空気の制限をなくしたから、従来できなかっ
た複雑形状の鋳型がエネルギ効率よく造型できる。本発
明による鋳型造型装置は上記の説明から明らかなよう
に、鋳枠の強度はあまり高くなくてよいため鋳枠のコス
トダウンにつながる。また、造型後の砂かきは不要で、
鋳型上面が平であるためサンドカッタ−が不要となるな
どの効果がある。以上のように本発明が産業界に与える
効果は著大である。
ら明らかなように、サンドマガジン3内に予じめ圧縮空
気を導入してその圧縮空気のエネルギを可能な限り有効
に鋳型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界の
あった圧縮空気の制限をなくしたから、従来できなかっ
た複雑形状の鋳型がエネルギ効率よく造型できる。本発
明による鋳型造型装置は上記の説明から明らかなよう
に、鋳枠の強度はあまり高くなくてよいため鋳枠のコス
トダウンにつながる。また、造型後の砂かきは不要で、
鋳型上面が平であるためサンドカッタ−が不要となるな
どの効果がある。以上のように本発明が産業界に与える
効果は著大である。
【図1】本発明の実施例を示す鋳型造型前の状態を示す
一部断面概略図である。
一部断面概略図である。
【図2】本発明の別の実施例を示す鋳型造型前の状態を
示す一部断面概略図である。
示す一部断面概略図である。
【図3】本発明のさらなる別の実施例を示す鋳型造型前
の状態を示す一部断面概略図である。
の状態を示す一部断面概略図である。
【図4】投射口とベントプラグの配置関係及び開口面積
及の状態を示すサンドマガジンの底面図である。
及の状態を示すサンドマガジンの底面図である。
【図5】従来のブロ−造型法と本発明の鋳型造型法の原
理を示す概略図である。
理を示す概略図である。
1 模型板 2 鋳枠 3 サンドマガジン 4 鋳物砂 5 ゲ−トシリンダ 6 ゲ−ト 7 導入口 10 底部 11 投射口 12 ベントプラグ 13 スライド穴明板 15 回転バルブ 17 弁プラグ
Claims (12)
- 【請求項1】 模型板1と鋳枠2とにより画成する鋳型
造型空間の上方に配置したサンドマガジン3内の鋳物砂
4を鋳枠2内に充填する鋳型造型方法であって、底面に
開閉可能な投射口11を有するサンドマガジン3により
前記鋳型造型空間の開放部を閉じる工程と、前記投射口
11を閉じるとともに該サンドマガジン3内に鋳物砂4
を投入した後、サンドマガジン3内部を密閉する工程
と、密閉した該サンドマガジン3内にゆるやかに気体を
導入して該サンドマガジン3内で、鋳物砂4と4Kgf/cm
2から9Kgf/cm2の気体との高圧混合体を得る工程と、該
サンドマガジン3内の圧力が所定の高さになった時点で
前記投射口11を短時間で開く工程とを含むことを特徴
とする鋳型造型方法。 - 【請求項2】 前記サンドマガジン3内の圧力の昇圧速
度が10Kgf/cm2/sec以下であることを特徴とする請求
項1記載の鋳型造型方法 - 【請求項3】 前記投射口11からの鋳物砂4の投射速
度が10m/sec以上の速さで投射されることを特徴とす
る請求項1記載の鋳型造型方法 - 【請求項4】 前記投射口11を0.2秒以下の短時間
で開くことを特徴とする請求項1記載の鋳型造型方法 - 【請求項5】 前記サンドマガジン3における鋳物砂4
重量と気体重量の混合比が500〜1500であること
を特徴とする請求項1記載の鋳型造型方法 - 【請求項6】 請求項1による鋳型造型の後スクイズを
することを特徴とする鋳型造型方法 - 【請求項7】 鋳枠2の上方に配置されて底部に複数の
投射口11を設けたサンドマガジン3と、該サンドマガ
ジン3の上部に備えられて開閉可能なゲ−ト6と、該サ
ンドマガジン3に設けられて圧縮空気を導入する導入口
7と、該サンドマガジン3の底部10に設けられ高圧気
体のみを排出するベントプラグ12と、前記投射口11
を開閉するゲート機構と、を有することを特徴とする鋳
型造型装置 - 【請求項8】 前記投射口11が鋳枠2断面積を等分割
した正方形の頂点に格子状に並べられていることを特徴
とする請求項7記載の鋳型造型装置 - 【請求項9】 投射口11の断面積が枠面積の15%〜
30%、ベントプラグ12面積が枠面積の20〜75
%、ベントプラグ12の開口率が10〜30%であるこ
とを特徴とする請求項7記載の鋳型造型装置 - 【請求項10】 前記投射口11を開閉するゲート機構
がスライド穴明板13であることを特徴とする請求項7
記載の鋳型造型装置 - 【請求項11】 前記投射口11を開閉するゲート機構
が回転レバ−16に連結された回転バルブ15からなる
ことを特徴とする請求項7記載の鋳型造型装置 - 【請求項12】 前記投射口11を開閉するゲート機構
が昇降可能なフレ−ム18に連結されて上下動する弁プ
ラグ17からなることを特徴とする請求項7記載の鋳型
造型装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29560894A JP3164268B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 鋳型造型方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29560894A JP3164268B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 鋳型造型方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08132180A JPH08132180A (ja) | 1996-05-28 |
JP3164268B2 true JP3164268B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17822833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29560894A Expired - Fee Related JP3164268B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 鋳型造型方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3164268B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104209475A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 魏建利 | 一种全自动静压造型机 |
CN108637188B (zh) * | 2018-07-05 | 2020-11-03 | 盛瑞传动股份有限公司 | 一种射芯机用射砂筒 |
CN110421127A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-08 | 临沂市卓杰机械有限公司 | 垂直式射砂装置 |
CN115519077A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-27 | 苏州明志科技股份有限公司 | 一种大型射砂嘴 |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP29560894A patent/JP3164268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08132180A (ja) | 1996-05-28 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |