JP4389165B2 - Die-casting injection speed setting method - Google Patents

Die-casting injection speed setting method Download PDF

Info

Publication number
JP4389165B2
JP4389165B2 JP2004183565A JP2004183565A JP4389165B2 JP 4389165 B2 JP4389165 B2 JP 4389165B2 JP 2004183565 A JP2004183565 A JP 2004183565A JP 2004183565 A JP2004183565 A JP 2004183565A JP 4389165 B2 JP4389165 B2 JP 4389165B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
speed
injection speed
injection
upper limit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004183565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006007226A (en
Inventor
洋尚 砂田
雅文 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2004183565A priority Critical patent/JP4389165B2/en
Publication of JP2006007226A publication Critical patent/JP2006007226A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4389165B2 publication Critical patent/JP4389165B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

本発明はダイカスト鋳造における溶湯の射出速度設定方法に関する。詳しくは、射出速度の増速域における加速度と到達速度とを設定することにより増速域の射出速度パターンを演算により自動設定する方法に関する。   The present invention relates to a molten metal injection speed setting method in die casting. More specifically, the present invention relates to a method of automatically setting an injection speed pattern in the acceleration region by calculation by setting an acceleration and an arrival speed in the acceleration region of the injection velocity.

ダイカスト製品の品質不具合には大きく分けて、湯回り(湯流れ不足)不良と鋳巣欠陥の2つがある。湯回り不良は射出充填時の圧力が足りなかったり、溶湯温度が低すぎたりした場合に発生する。また、鋳巣欠陥には溶湯中に巻き込まれた空気によるものと凝固収縮の引け巣によるものとがある。溶湯中への空気の巻き込みは溶湯の射出初期にスリーブ内で発生するものと、金型のキャビティ内で発生するものとが考えられるが、特に溶湯温度が高い射出初期のスリーブ内での空気巻き込みが問題となる。従って、スリーブから溶湯を射出する際には、溶湯が波立たず、空気を巻き込まないようにすることが重要であり多くの提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。   There are two main types of quality defects in die-cast products: poor hot water (insufficient hot water flow) and casting defects. Poor hot water occurs when the pressure during injection filling is insufficient, or when the molten metal temperature is too low. Moreover, there are two types of defects in the cast hole, one caused by air entrained in the molten metal and the other caused by shrinkage shrinkage. The entrainment of air into the molten metal may occur in the sleeve at the initial stage of injection of the molten metal, or it may occur in the cavity of the mold. In particular, the entrainment of air in the sleeve at the initial stage of injection when the molten metal temperature is high. Is a problem. Therefore, when injecting the molten metal from the sleeve, it is important to prevent the molten metal from undulating and entraining air, and many proposals have been made (for example, see Patent Document 1).

図12は従来のダイカスト鋳造の射出速度パターンを示す概略図である。横軸はプランジャの射出ストローク位置S、縦軸は射出速度V(具体的にはプランジャの速度)であり、低速のV1と高速のV2とで溶湯をキャビティ内に充填する。
つまり、低速域ではスリーブ中の溶湯を波立たせることなく充填させ、スリーブ中の充填率が高まったところでプランジャを高速で押し出して溶湯を一気にキャビティ内へ押し出すわけである。
FIG. 12 is a schematic view showing an injection speed pattern of conventional die casting. The horizontal axis represents the injection stroke position S of the plunger, and the vertical axis represents the injection speed V (specifically, the speed of the plunger). The cavity is filled with the low speed V1 and the high speed V2.
That is, in the low speed range, the molten metal in the sleeve is filled without undulating, and when the filling rate in the sleeve is increased, the plunger is pushed out at a high speed to push the molten metal into the cavity at once.

このような射出速度パターンにおいては、低速域における速度パターンがスリーブ内の空気巻き込みに関して重要である。一般に射出速度を所定の速度まで増速する場合には、加速度もまた直線的に増加する。図11は速度と加速度との変化とを対比して示した概念図である。(a)においてIは射出速度の増速域であり、IIは定常域である。(a)のように射出速度が所定の速度V1に到達するまでの増速域Iでは、加速度もまた直線的に増加する(b)。そして、所定の速度V1に到達する直前で最大値αmaxとなり、到達すると同時に速度の時間変化が無くなるために急落して0となる。つまり、このような射出速度パターンでは、最大加速度αmaxが大きいとともに、その変化も大きい。このため、慣性力によって溶湯に波(揺れ)が生じ空気を巻き込む危険性が高くなる。一方、加速度を小さくすれば、プランジャ速度の立ち上がりが遅くなり溶湯の充填時間が長くなる。その結果、溶湯の温度が低下し湯回り性が悪くなってダイカスト鋳造品の品質を損なうことになる。
特開平9−253821号公報
In such an injection speed pattern, the speed pattern in the low speed range is important with respect to the air entrainment in the sleeve. In general, when the injection speed is increased to a predetermined speed, the acceleration also increases linearly. FIG. 11 is a conceptual diagram showing a comparison between changes in speed and acceleration. In (a), I is a region where the injection speed is increased, and II is a steady region. In the acceleration region I until the injection speed reaches the predetermined speed V1 as in (a), the acceleration also increases linearly (b). Then, the maximum value αmax is reached immediately before reaching the predetermined speed V1, and at the same time as reaching the predetermined speed V1, there is no time change of the speed, so that the speed drops to zero. That is, in such an injection speed pattern, the maximum acceleration αmax is large and the change is large. For this reason, the risk of a wave (swaying) in the molten metal due to inertial force and entrainment of air increases. On the other hand, if the acceleration is reduced, the rise of the plunger speed is delayed and the filling time of the molten metal is lengthened. As a result, the temperature of the molten metal is lowered, the hot water circulating property is deteriorated, and the quality of the die cast product is deteriorated.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-253821

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、プランジャの増速域で射出スリーブ内の空気が溶湯に巻き込まれる危険性がなく、かつ溶湯温度を維持できる射出速度パターンを自動的に設定する射出速度設定方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and automatically sets an injection speed pattern capable of maintaining the molten metal temperature without the risk of the air in the injection sleeve being caught in the molten metal in the acceleration region of the plunger. It is an object of the present invention to provide an injection speed setting method.

発明者らはプランジャの増速域における加速度の変化を連続的な滑らかなものとすることにより溶湯への空気の巻き込みを防止できることに着目して本発明を完成した。   The inventors of the present invention have completed the present invention by paying attention to the fact that the air can be prevented from being caught in the molten metal by making the change in acceleration in the acceleration region of the plunger continuous and smooth.

すなわち、本発明のダイカスト鋳造の射出速度設定方法は、プランジャを作動させ射出スリーブ内に供給される溶湯を金型のキャビティに充填するダイカスト鋳造の射出速度設定方法であって、溶湯を一定速度で射出する定常速度を設定する第1ステップと、前記定常速度まで増速する増速域における加速度の上限値を設定する第2ステップと、前記定常速度と前記加速度の上限値とから前記増速域における第1の射出速度パターンを演算により作成する第3ステップと、前記第1の射出速度パターンに近似する近似式を2次以上の多項式で求める第4ステップと、前記近似式に基づいて前記増速域における加速度の変化を演算し該加速度の最大値を算出する第5ステップと、前記加速度の上限値と前記加速度の最大値とを比較して、該加速度の最大値が前記加速度の上限値よりも大きい場合には、前記第4ステップへ戻り次数を一次増やした多項式で再度近似式を求め、該加速度の最大値が前記加速度の上限値よりも小さくなるまでこの作業を繰り返す第6ステップと、該第6ステップで最終的に得られた近似式に基づき前記増速域における第2の射出速度パターンを設定する第7ステップと、を有することを特徴とする。 In other words, the injection speed setting method for die casting of the present invention is an injection speed setting method for die casting in which the plunger is operated to fill the mold cavity with the molten metal supplied into the injection sleeve, and the molten metal is fed at a constant speed. A first step of setting a steady speed to be injected, a second step of setting an upper limit value of acceleration in an acceleration region in which the acceleration is increased to the steady speed, and the acceleration region from the steady speed and the upper limit value of the acceleration. A third step of creating a first injection speed pattern by calculation, a fourth step of obtaining an approximate expression approximating the first injection speed pattern by a second-order polynomial, and the increase based on the approximate expression. a fifth step of calculating the maximum value of the acceleration to calculate the change in the acceleration in the speed range, is compared with the maximum value of the upper limit value of the acceleration acceleration, the pressurized speed If the maximum value is greater than the upper limit value of the acceleration is again calculated an approximate expression in polynomial said fourth increased primary the order returns to step, the maximum value of the acceleration is smaller than the upper limit value of the acceleration A sixth step of repeating this operation until a seventh step of setting a second injection speed pattern in the acceleration region based on the approximate expression finally obtained in the sixth step, To do.

本発明のダイカスト鋳造における射出速度設定方法では、前記加速度の上限値は0.2〜0.7m/s2であることが望ましい。 In the injection speed setting method in die casting of the present invention, the upper limit value of the acceleration is preferably 0.2 to 0.7 m / s 2 .

本発明の射出速度設定方法によれば、射出速度の増速域における加速度を増速時間を増すことなく低く抑え、加速度の変化をも小さく滑らかなものとすることができる。従って、慣性力による溶湯の波立ちを抑制できスリーブ内で発生する空気の巻き込みを低減してダイカスト鋳造品の品質を向上することができる。   According to the injection speed setting method of the present invention, the acceleration in the acceleration speed increase range can be kept low without increasing the acceleration time, and the change in acceleration can be made small and smooth. Therefore, the swell of the molten metal due to the inertial force can be suppressed, the air entrainment generated in the sleeve can be reduced, and the quality of the die cast product can be improved.

また、本発明の射出速度設定方法をダイカスト鋳造装置の射出速度制御装置にソフトウエア的に組み込むことにより、鋳造品の種類に応じてそれぞれ最適な射出速度パターンを任意にかつ簡便に設定することができる。   In addition, by incorporating the injection speed setting method of the present invention into the injection speed control device of the die casting apparatus by software, it is possible to arbitrarily and easily set the optimal injection speed pattern according to the type of casting. it can.

以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明における射出速度設定の設定手順を図1に示す。まず、ステップS1では、溶湯を一定速度で射出する定常速度V1を設定する。V1は溶湯の材質やダイカスト製品の形状などにより適宜設定すればよく、通常の値を用いることができる。   The setting procedure of the injection speed setting in the present invention is shown in FIG. First, in step S1, a steady speed V1 for injecting molten metal at a constant speed is set. V1 may be appropriately set depending on the material of the molten metal, the shape of the die-cast product, etc., and a normal value can be used.

次に、ステップS2で定常速度V1に到達するまでの増速域における加速度の上限値α1を設定する。ここで、加速度の上限値α1は、後述する0.2〜0.7m/s2の範囲内で、溶湯の材質や注湯量あるいは注湯温度などを考慮して任意に設定することができる。 Next, an upper limit value α1 of acceleration in the acceleration range until the steady speed V1 is reached in step S2 is set. Here, the upper limit α1 of the acceleration can be arbitrarily set within the range of 0.2 to 0.7 m / s 2 to be described later in consideration of the material of the molten metal, the amount of pouring, or the pouring temperature.

ステップS3では、ステップS1で設定した定常速度V1と、ステップS2で設定した加速度の上限値α1とから以下のように演算して増速域における第1の射出速度パターンを作成する。   In step S3, the first injection speed pattern in the acceleration region is created by calculating as follows from the steady speed V1 set in step S1 and the acceleration upper limit value α1 set in step S2.

第1の射出速度パターンを図2に模式的に示す。(a)は射出速度の時間変化を示し、(b)は加速度の時間変化を示す。また、Iは増速域であり、IIは定速域である。なお、射出速度パターンとしては、横軸を射出開始後の経過時間に代えてプランジャの移動距離(あるいは位置)としてもよい。   The first injection speed pattern is schematically shown in FIG. (A) shows the time change of the injection speed, and (b) shows the time change of the acceleration. I is the speed increasing range, and II is the constant speed range. As the injection speed pattern, the horizontal axis may be the movement distance (or position) of the plunger instead of the elapsed time after the start of injection.

射出開始(プランジャの移動開始)後の任意の時間t1とt2との間の加速度αは、t1における速度をv1、t2における速度をv2とすると、α=(v2−v1)/(t2−t1)であるから、v2=α(t2−t1)+v1と表すことができる。プランジャが静止状態から移動を開始する時点でt0=0、V0=0とし、加速度αを加速度の上限値α1とすれば、v1=α1(t1−t0)+v0となり、t0とV0とはいずれも0であるから、プランジャが移動を開始してからt1後の速度v1を求めることができる。同様にしてv2〜vnを求め定常速度V1までの射出速度パターン(図2(a))を作成することができる。しかし、ここで得られる射出速度パターンは増速域Iでの加速度αが上限値α1で一定であるので図2(b)に示すように、溶湯を押し出すプランジャの動き始めBと定常速度V1に到達した直後Cにおける加速度αの変化が大きい。従って、この等加速度で増速する速度パターンではスリーブ内での空気巻き込みを減少するのには必ずしも十分とは云えない。 The acceleration alpha between the injection start (start of movement of the plunger) arbitrary time t 1 and t 2 after, when the velocity at t 1 v 1, the speed at t 2 and v 2, α = (v 2 - Since v 1 ) / (t 2 −t 1 ), it can be expressed as v 2 = α (t 2 −t 1 ) + v 1 . When t 0 = 0 and V 0 = 0 when the plunger starts moving from the stationary state, and the acceleration α is the acceleration upper limit value α1, v 1 = α1 (t 1 −t 0 ) + v 0 , t Since 0 and V 0 are both 0, the speed v 1 after t 1 after the plunger starts moving can be obtained. Similarly, v 2 to v n can be obtained and an injection speed pattern (FIG. 2A) up to the steady speed V1 can be created. However, in the injection speed pattern obtained here, the acceleration α in the acceleration region I is constant at the upper limit value α1, and therefore, as shown in FIG. 2B, the movement of the plunger for pushing out the molten metal B and the steady speed V1. The change in the acceleration α at C immediately after reaching it is large. Therefore, the speed pattern increasing at the constant acceleration is not necessarily sufficient to reduce air entrainment in the sleeve.

そこでステップS4では、ステップS3で作成した第1の射出速度パターンを後記する例のように数式で近似する。代表的な近似式としては、線形近似式、指数近似式、対数近似式、多項式近似式などがあるが、2次以上の多項式で近似することが適当である。   Therefore, in step S4, the first injection speed pattern created in step S3 is approximated by a mathematical formula as in the example described later. Typical approximate expressions include a linear approximate expression, an exponential approximate expression, a logarithmic approximate expression, a polynomial approximate expression, and the like, but it is appropriate to approximate with a second or higher order polynomial.

続いてステップS5では、ステップS4で得られた近似式に基づいて増速域Iにおける加速度αの時間変化を演算し(例えば図6(b)参照)、増速域Iにおける加速度αの最大値α2を算出する。ここで、近似式とそれに基づく加速度の変化は市販のソフトなどを用いてプログラム上で自動的に計算することができる。   Subsequently, in step S5, the time change of the acceleration α in the acceleration region I is calculated based on the approximate expression obtained in step S4 (see, for example, FIG. 6B), and the maximum value of the acceleration α in the acceleration region I is calculated. α2 is calculated. Here, the approximate expression and the change in acceleration based on the approximate expression can be automatically calculated on a program using commercially available software.

ステップS6では、ステップS5で得られた加速度の最大値α2とステップS2で設定した加速度の限界値α1とを比較し、予め定めた判定基準、例えば、加速度の最大値α2が限界値α1以内であるかを判断する。ここで、加速度の最大値α2が限界値α1よりも小さい場合には、ステップS7へ進み、加速度の最大値α2が限界値α1よりも大きい場合には、ステップS4へ戻り次数を一次増やした多項式で再度近似式を求め、加速度の最大値α2が限界値α1よりも小さくなるまで、もしくは、最大値α2と限界値α1とがほぼ同等で且つ加速度の時間変化が十分に滑らかになるまでこの作業を繰り返す。 In step S6, the maximum acceleration value α2 obtained in step S5 is compared with the acceleration limit value α1 set in step S2, and a predetermined criterion, for example, the maximum acceleration value α2 is within the limit value α1. Determine if there is. If the maximum acceleration value α2 is smaller than the limit value α1, the process proceeds to step S7. If the maximum acceleration value α2 is larger than the limit value α1, the process returns to step S4 and the polynomial whose degree is increased linearly. The approximate expression is obtained again, and this operation is performed until the maximum value α2 of acceleration becomes smaller than the limit value α1, or until the maximum value α2 and the limit value α1 are substantially equal and the time change of the acceleration becomes sufficiently smooth. repeat.

ステップS7では、ステップS6で得られた近似式に基づいて増速域における第2の射出パターンを求め、射出速度パターンの設定を終了する。 In step S7, the second injection pattern in the acceleration region is obtained based on the approximate expression obtained in step S6, and the setting of the injection speed pattern is completed.

以上のように本発明の射出速度設定方法では、まず所定の定常速度V1まで等加速度α1で増速する第1の射出速度パターンを求め、次いで、それに近似する近似式に基づいて最終的な射出速度パターンを設定する。従って、増速域の加速度を滑らかに変化させながら射出速度を定常速度V1まで増速することができる。また、第2の射出速度パターンは第1のパターンに近似して求められるので、射出速度が定常速度に到達する時間が延びることはない。従って、スリーブ内での溶湯の波立ちを抑制して空気の巻き込みを低減することと、溶湯の温度維持とを両立することができる。   As described above, in the injection speed setting method of the present invention, first, the first injection speed pattern that is increased to the predetermined steady speed V1 at the constant acceleration α1 is obtained, and then the final injection is based on the approximate expression that approximates it. Set the speed pattern. Therefore, the injection speed can be increased to the steady speed V1 while smoothly changing the acceleration in the acceleration range. In addition, since the second injection speed pattern is obtained by approximating the first pattern, the time for the injection speed to reach the steady speed does not increase. Therefore, it is possible to reduce both the entrainment of the air by suppressing the undulation of the molten metal in the sleeve and to maintain the temperature of the molten metal.

前記のように加速度の限界値α1は0.2〜0.7m/s2の範囲内で任意に設定できるのは以下の理由による。 As described above, the acceleration limit value α1 can be arbitrarily set within the range of 0.2 to 0.7 m / s 2 for the following reason.

増速域における加速度を低くすると空気巻き込みを抑制することはできるが、全体の溶湯充填時間が長くなる。このため溶湯温度が低下して湯回り(湯流れ)が悪くなり、最終的に鋳造部材の品質低下をもたらす。一方、増速域の加速度を高くすると、溶湯温度は維持できるが、空気の巻き込みを生じる危険がある。このため加速度が低くかつ短時間に溶湯を充填することが望まれる。図3に増速域における加速度と溶湯の充填時間との関係を示す。横軸は加速度であり、縦軸は金型キャビティに溶湯を充填する時間であるが、ここでは、プランジャがスリーブ中を1m移動するのに要する時間とした。なお、図3は定常速度V1が0.3、0.5、0.7m/sの3水準の場合について試算したものである。充填時間は加速度の増加に伴って短縮される。充填時間短縮の効果は低加速度側で顕著である。また、当然ながら定常速度が大きいほど充填時間は短い。   If the acceleration in the acceleration range is lowered, air entrainment can be suppressed, but the entire molten metal filling time becomes longer. For this reason, the molten metal temperature is lowered, the hot water circumference (hot water flow) is deteriorated, and finally the quality of the cast member is lowered. On the other hand, if the acceleration in the acceleration region is increased, the molten metal temperature can be maintained, but there is a risk of air entrainment. For this reason, it is desired to fill the molten metal in a short time with low acceleration. FIG. 3 shows the relationship between the acceleration in the speed increasing region and the filling time of the molten metal. The horizontal axis is the acceleration, and the vertical axis is the time for filling the mold cavity with the molten metal. Here, the time is required for the plunger to move 1 m through the sleeve. FIG. 3 is a trial calculation for the case where the steady speed V1 is three levels of 0.3, 0.5, and 0.7 m / s. The filling time is shortened with increasing acceleration. The effect of shortening the filling time is remarkable on the low acceleration side. Of course, the larger the steady speed, the shorter the filling time.

図3の場合には、加速度が0.2m/s2未満のD領域では、充填時間が4秒以上と長くなり溶湯の温度低下が問題となる。また、加速度が0.7m/s2を越える領域Fでは溶湯の波立ちが大きくなり適当ではない。また、領域Fではプランジャの増速域の時間が短くなるので加速度を高くしても全体の充填時間はあまり短縮されない。従って、低加速度と充填時間の短縮を両立できる加速度の範囲は、矢印の0.2〜0.7m/s2であり、より好ましくは領域Eの0.2〜0.5m/s2である。 In the case of FIG. 3, in the D region where the acceleration is less than 0.2 m / s 2 , the filling time becomes as long as 4 seconds or more, and the temperature drop of the melt becomes a problem. Further, in the region F where the acceleration exceeds 0.7 m / s 2 , the undulation of the molten metal becomes large, which is not appropriate. Further, in the region F, the time for the acceleration region of the plunger is shortened, so even if the acceleration is increased, the entire filling time is not significantly shortened. Accordingly, the range of acceleration that can achieve both low acceleration and shortening of the filling time is 0.2 to 0.7 m / s 2 indicated by the arrow, and more preferably 0.2 to 0.5 m / s 2 corresponding to the region E. .

次に、前記のステップS4〜S6について図4〜図9に示す具体例によって詳しく説明する。   Next, steps S4 to S6 will be described in detail with reference to specific examples shown in FIGS.

図4(a)は、定常速度V1=0.4m/s、加速度の上限値α1=0.4m/s2と設定して作成した第1の射出速度パターンである。加速度α1は(b)に示すように定常速度V1に到達するまで一定である。図4(a)の射出速度パターンを各種の近似式で近似して図5〜図9に示す。図5〜図9おいて、各々の(a)の実線は近似式であり、(b)はその近似式に基づいて演算して得られた加速度αの時間変化を示す。 FIG. 4A shows a first injection speed pattern created by setting the steady speed V1 = 0.4 m / s and the upper limit value α1 of acceleration = 0.4 m / s 2 . The acceleration α1 is constant until the steady speed V1 is reached as shown in FIG. The injection speed pattern shown in FIG. 4A is approximated by various approximation formulas and shown in FIGS. 5-9, each solid line of (a) is an approximate expression, and (b) shows the time change of the acceleration (alpha) obtained by calculating based on the approximate expression.

図5は対数近似したものを示している。(b)で得られる加速度の最大値α2は、図4(b)の加速度の上限値α1よりも大きい。すなわち、ステップ6のα2<α1を満足しないため対数近似は適当ではないことが分かる。   FIG. 5 shows a logarithmic approximation. The maximum acceleration value α2 obtained in (b) is larger than the upper limit value α1 of acceleration in FIG. That is, it is understood that logarithmic approximation is not appropriate because α2 <α1 in step 6 is not satisfied.

図6は2次式による近似を示している。(b)で得られる加速度の最大値α2は、図4(b)の加速度の上限値α1よりも大きい。すなわち、ステップ6のα2<α1を満足しないため2次式による近似は適当ではないことが分かる。   FIG. 6 shows approximation by a quadratic equation. The maximum acceleration value α2 obtained in (b) is larger than the upper limit value α1 of acceleration in FIG. That is, since α2 <α1 in step 6 is not satisfied, it can be understood that approximation by the quadratic expression is not appropriate.

図7は3次式による近似を示している。(b)で得られる加速度の最大値α2は、図4(b)の加速度の上限値α1よりも大きく、また、立ち上がりが急峻である。すなわち、ステップ6のα2<α1を満足しないため3次式による近似は適当ではないことが分かる。   FIG. 7 shows an approximation by a cubic equation. The maximum acceleration value α2 obtained in (b) is larger than the upper limit value α1 of acceleration in FIG. 4B, and the rise is steep. That is, it is understood that the approximation by the cubic equation is not appropriate because α2 <α1 in step 6 is not satisfied.

図8は4次式による近似を示している。(b)で得られる加速度の最大値α2は、図4(b)の加速度の上限値α1とほぼ同等であるが、立ち上がりが急峻である。すなわち、ステップ6の「α2≒α1で滑らかであること」を満足しないため4次式による近似は適当ではないことが分かる。   FIG. 8 shows approximation by a quartic equation. The maximum acceleration value α2 obtained in (b) is substantially the same as the upper limit value α1 of acceleration in FIG. 4B, but the rise is steep. That is, it is understood that the approximation by the quartic equation is not appropriate because the condition “smooth is α2≈α1” in step 6 is not satisfied.

図9は5次式による近似を示している。(b)で得られる加速度の最大値α2は、図4(b)の加速度の上限値α1とほぼ同等であり、加速度の時間変化が明らかに滑らかである。立ち上がりが急峻である。すなわち、ステップ6の「α2≒α1で滑らかであること」を満足している。従って、図4(a)の射出速度パターンにおいて加速度の変化を平滑化するためには、5次式による近似が適当であることが分かる。   FIG. 9 shows approximation by a quintic equation. The maximum acceleration value α2 obtained in (b) is substantially equal to the upper limit value α1 of acceleration in FIG. 4B, and the time change of the acceleration is clearly smooth. The rise is steep. That is, the condition “smooth with α2≈α1” in step 6 is satisfied. Therefore, it can be seen that approximation by a quintic equation is appropriate in order to smooth the acceleration change in the injection speed pattern of FIG.

以上のように、本発明の射出速度設定方法によれば、増速域における加速度を増速時間を増すことなく低く抑え、加速度の変化をも小さくすることができる。従って、スリーブ内で発生する空気の巻き込みを低減してダイカスト鋳造品の品質を向上することができる。さらに、本発明の射出速度設定方法をダイカスト鋳造装置の射出速度制御装置にソフトウエア的に組み込むことにより、鋳造品の種類に応じてそれぞれ最適な射出速度パターンを任意にかつ簡便に設定することができる。   As described above, according to the injection speed setting method of the present invention, the acceleration in the acceleration region can be kept low without increasing the acceleration time, and the change in acceleration can be reduced. Therefore, the entrainment of air generated in the sleeve can be reduced and the quality of the die cast product can be improved. Furthermore, by incorporating the injection speed setting method of the present invention into the injection speed control device of the die casting apparatus by software, it is possible to arbitrarily and easily set the optimal injection speed pattern according to the type of casting. it can.

本発明のような高精度な速度制御を実現するには、ダイカスト鋳造装置の射出速度制御を従来の油圧による制御からサーボモータによるサーボ制御とすることが望ましい。図10にサーボ制御手段を有するダイカスト鋳造装置の構成の一例を示す。ダイカスト鋳造装置10は、キャビティ11を形成する金型12と、キャビティ11に連通するスリーブ13と、スリーブ内13に摺動自在に嵌合されるプランジャ14と、プランジャ14を駆動する駆動手段15と、駆動手段15を制御する制御手段16とから構成されている。   In order to realize high-accuracy speed control as in the present invention, it is desirable to change the injection speed control of the die casting apparatus from the conventional hydraulic control to the servo control by the servo motor. FIG. 10 shows an example of the configuration of a die casting apparatus having servo control means. The die casting apparatus 10 includes a mold 12 that forms a cavity 11, a sleeve 13 that communicates with the cavity 11, a plunger 14 that is slidably fitted in the sleeve 13, and a drive unit 15 that drives the plunger 14. The control means 16 controls the drive means 15.

駆動手段15はボールねじ21を有するサーボモータ22と、ボールねじ21のネジ部と螺合するとともにプランジャ14と結合した台座23とからなる。台座23はプランジャ14の軸線に平行な複数のリニアガイド24によって摺動自在に支持されている。   The driving means 15 includes a servo motor 22 having a ball screw 21 and a pedestal 23 that is screwed with a screw portion of the ball screw 21 and is coupled to the plunger 14. The pedestal 23 is slidably supported by a plurality of linear guides 24 parallel to the axis of the plunger 14.

制御手段16はサーボモータの回転を制御する手段であり、各種のセンサから得られるプランジャの位置や速度信号によりサーボモータ22の回転を制御する。なお、制御手段には本発明で設定した射出速度パターンなどをソフト的に組み込むことができる。   The control means 16 is a means for controlling the rotation of the servo motor, and controls the rotation of the servo motor 22 based on the position and speed signal of the plunger obtained from various sensors. The control means can incorporate the injection speed pattern set in the present invention in software.

サーボモータ22には特に制約はなく、DCサーボモータ、ブラスレスサーボモータ、誘導形サーボモータなど広義のサーボドライバをもつモータを使用することができる。さらに、ステッピングモータなどは高精度な加速度制御を行うことができるので好適である。   The servo motor 22 is not particularly limited, and a motor having a servo driver in a broad sense such as a DC servo motor, a brassless servo motor, or an induction servo motor can be used. Further, a stepping motor or the like is preferable because it can perform highly accurate acceleration control.

サーボモータ22はボールネジ21を介して台座23を移動させる。台座23にはプランジャ14が固設されているので、台座23の移動につれてスリーブ内13の溶湯Mをキャビティ11へ射出することができる。プランジャ14が移動する際の位置や速度は、リニアガイド24に沿って配置されているリニアスケール26で測定することができる。リニアスケール26は高精度な制御に有用であるが、測定センサとしては加速度センサ25やサーボモータのエンコーダ27なども用いることができる。   The servo motor 22 moves the base 23 via the ball screw 21. Since the plunger 14 is fixed to the pedestal 23, the molten metal M in the sleeve 13 can be injected into the cavity 11 as the pedestal 23 moves. The position and speed when the plunger 14 moves can be measured by a linear scale 26 arranged along the linear guide 24. Although the linear scale 26 is useful for high-precision control, an acceleration sensor 25, a servo motor encoder 27, or the like can be used as a measurement sensor.

本発明により設定される射出速度パターンでは、増速域における加速度を制御することとなる。しかし、加速度を積分すれば速度となり、さらに速度を積分すれば位置(変位)に変換することができる。従って、制御方式は、位置制御、速度制御、加速度制御などいずれの制御方法でも可能である。目標とする精度に応じて効率的な制御方法を選択すればよい。   With the injection speed pattern set according to the present invention, the acceleration in the acceleration range is controlled. However, if the acceleration is integrated, the velocity is obtained, and if the velocity is further integrated, it can be converted into a position (displacement). Therefore, the control method can be any control method such as position control, speed control, and acceleration control. An efficient control method may be selected according to the target accuracy.

本発明のダイカスト鋳造における射出速度設定方法は、自動車のシリンダブロックやトランスアクスルケースなどの軽金属合金ダイカスト鋳造品に好適に用いることができる。   The injection speed setting method in the die casting of the present invention can be suitably used for light metal alloy die casting products such as automobile cylinder blocks and transaxle cases.

本発明の射出速度設定方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the injection speed setting method of this invention. 増速域の加速度を等加速度とした場合の(a)速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。It is a graph which shows the (a) speed pattern and (b) acceleration pattern at the time of making the acceleration of an acceleration area into a uniform acceleration. 加速度と充填時間との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between acceleration and filling time. 射出速度V1=0.4と加速度α1=0.4と設定し、演算して作成した(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。It is a graph which shows (a) injection speed pattern and (b) acceleration pattern which were created by setting injection speed V1 = 0.4 and acceleration α1 = 0.4. 図4の射出速度パターンを対数近似した(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。5 is a graph showing (a) an injection speed pattern and (b) an acceleration pattern obtained by logarithmically approximating the injection speed pattern of FIG. 4. 図4の射出速度パターンを2次の多項式で近似した(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。It is a graph which shows the (a) injection speed pattern and (b) acceleration pattern which approximated the injection speed pattern of FIG. 4 with the quadratic polynomial. 図4の射出速度パターンを3次の多項式で近似した(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。5 is a graph showing (a) an injection speed pattern and (b) an acceleration pattern obtained by approximating the injection speed pattern of FIG. 4 with a cubic polynomial. 図4の射出速度パターンを4次の多項式で近似した(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing (a) an injection speed pattern and (b) an acceleration pattern obtained by approximating the injection speed pattern of FIG. 4 with a quartic polynomial. 図4の射出速度パターンを5次の多項式で近似した(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示すグラフである。5 is a graph showing (a) an injection speed pattern and (b) an acceleration pattern obtained by approximating the injection speed pattern of FIG. 4 with a fifth order polynomial. 高精度な加速度制御ができるダイカスト鋳造装置の構成例を説明する概要図である。It is a schematic diagram explaining the structural example of the die-casting apparatus which can perform highly accurate acceleration control. 所定速度まで直線的に増速した場合の(a)射出速度パターンと(b)加速度パターンと示す模式図である。It is a schematic diagram which shows (a) injection speed pattern and (b) acceleration pattern at the time of linearly increasing to a predetermined speed. 従来技術の射出速度パターンを示す図である。It is a figure which shows the injection speed pattern of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10:ダイカスト鋳造装置 11:キャビティ 14:プランジャ 16:サーボモータ制御装置 21:ボールネジ 22:サーボモータ 23:台座 24:リニアガイド 25:加速度センサ 26:リニアスケール 27:エンコーダ 10: Die casting apparatus 11: Cavity 14: Plunger 16: Servo motor controller 21: Ball screw 22: Servo motor 23: Base 24: Linear guide 25: Acceleration sensor 26: Linear scale 27: Encoder

Claims (2)

プランジャを作動させ射出スリーブ内に供給される溶湯を金型のキャビティに充填するダイカスト鋳造の射出速度設定方法であって、
溶湯を一定速度で射出する定常速度を設定する第1ステップと、
前記定常速度まで増速する増速域における加速度の上限値を設定する第2ステップと、
前記定常速度と前記加速度の上限値とから前記増速域における第1の射出速度パターンを演算により作成する第3ステップと、
前記第1の射出速度パターンに近似する近似式を2次以上の多項式で求める第4ステップと、
前記近似式に基づいて前記増速域における加速度の変化を演算し該加速度の最大値を算出する第5ステップと、
前記加速度の上限値と前記加速度の最大値とを比較して、該加速度の最大値が前記加速度の上限値よりも大きい場合には、前記第4ステップへ戻り次数を一次増やした多項式で再度近似式を求め、該加速度の最大値が前記加速度の上限値よりも小さくなるまでこの作業を繰り返す第6ステップと、
該第6ステップで最終的に得られた近似式に基づき前記増速域における第2の射出速度パターンを設定する第7ステップと、を有することを特徴とするダイカスト鋳造の射出速度設定方法。
An injection speed setting method of die casting in which a plunger is operated to fill a mold cavity with a molten metal supplied into an injection sleeve,
A first step of setting a steady speed for injecting the molten metal at a constant speed;
A second step of setting an upper limit value of acceleration in a speed increasing range in which the speed is increased to the steady speed;
A third step of creating a first injection speed pattern in the acceleration region by calculation from the steady speed and the upper limit value of the acceleration;
A fourth step of obtaining an approximate expression approximating the first injection speed pattern by a polynomial of second order or higher;
A fifth step of calculating a change in acceleration in the acceleration region based on the approximate expression and calculating a maximum value of the acceleration;
When the upper limit value of acceleration and the maximum value of acceleration are compared, and the maximum value of acceleration is larger than the upper limit value of acceleration, the process returns to the fourth step and is approximated again by a polynomial whose degree is increased linearly seeking expression, and a sixth step of repeating this operation up to the maximum value of the acceleration is smaller than the upper limit value of the acceleration,
And a seventh step of setting a second injection speed pattern in the speed increasing region based on the approximate expression finally obtained in the sixth step.
前記加速度の上限値は0.2〜0.7m/s2である請求項1に記載のダイカスト鋳造の射出速度設定方法。 Upper limit injection speed setting of die casting according to claim 1 which is 0.2~0.7m / s 2 of the acceleration.
JP2004183565A 2004-06-22 2004-06-22 Die-casting injection speed setting method Expired - Fee Related JP4389165B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004183565A JP4389165B2 (en) 2004-06-22 2004-06-22 Die-casting injection speed setting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004183565A JP4389165B2 (en) 2004-06-22 2004-06-22 Die-casting injection speed setting method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006007226A JP2006007226A (en) 2006-01-12
JP4389165B2 true JP4389165B2 (en) 2009-12-24

Family

ID=35775032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004183565A Expired - Fee Related JP4389165B2 (en) 2004-06-22 2004-06-22 Die-casting injection speed setting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4389165B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008188627A (en) * 2007-02-05 2008-08-21 Toyo Mach & Metal Co Ltd Method for controlling diecasting machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006007226A (en) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4272205B2 (en) Control method of injection molding machine
CN107350449A (en) The manufacturing process of die casting machine and solid-liquid state metal
KR920001605B1 (en) Controlling method of cyhinder speed in injection molding machine
JP2010000721A (en) Control method of injection molding, and controller of injection molding
JPH08257736A (en) Method and device for controlling injection in die casting machine
KR960013877B1 (en) Method and apparatus for the oscillation of a continuous casting mould
JP2017136618A (en) Injection apparatus and forming machine
JP2020131241A (en) Die-casting machine, die-casting machine with dies, die-casting machine control device, and die-casting method
JP4389165B2 (en) Die-casting injection speed setting method
JPH0911288A (en) Method for automatically setting injection molding speed condition for injection molding machine
JP2008190996A (en) Method and apparatus for weighing resin material
JP2001347550A (en) Method for controlling screw position in rapid injection and rapid pressure release
JP4465299B2 (en) Parison thickness control circuit and method for adjusting thickness of hollow molding machine using the same
JP5675027B2 (en) Automatic pouring method and automatic pouring apparatus
RU2758895C1 (en) Method for injection molding and device for implementing such method
JP6935182B2 (en) Injection molding machine
JP3569068B2 (en) Injection control method and apparatus for injection molding machine
JP2008073714A (en) Casting method and casting device
JPH0261347B2 (en)
JP2938962B2 (en) Injection control method for die casting machine
JP6383115B2 (en) Injection casting apparatus and hot water supply method in the apparatus
JP2763798B2 (en) Detection method of fluctuation of injection speed in die casting machine
JP2012110929A (en) Die-casting machine and method for controlling pressure increase in die-casting machine
JP7064353B2 (en) Injection equipment, molding machines and quality control programs
JP4002563B2 (en) Pressure feedback control system and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060911

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090407

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090515

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090721

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090910

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090923

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees