JP4516369B2 - Casting mold - Google Patents
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Description
本発明は、金型本体にキャビティ型が嵌め込まれている鋳造金型に関し、詳しくはキャビティ内の溶湯を一部又は全部を加圧する加圧ピンと該加圧ピンを移動させる加圧ピン移動手段とを備えた鋳造金型に関する。 The present invention relates to a casting mold in which a cavity mold is fitted in a mold body, and more specifically, a pressure pin that presses part or all of the molten metal in the cavity, and a pressure pin moving means that moves the pressure pin. The present invention relates to a casting mold provided with
金型本体に嵌め込まれているキャビティ型のキャビティ内に充填された溶湯(充填物)が半凝固状態にあるときに、得られる鋳造品の品質向上等の目的で、キャビティ内の溶湯を部分的に加圧するための部分加圧機構が設けられている。従来の部分加圧機構は、加圧ピンと、この加圧ピンを移動させる油圧シリンダ(加圧シリンダ)のシリンダロッドとが同軸線上にて直結されるように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。 When the molten metal (filled material) filled in the cavity of the cavity mold fitted in the mold body is in a semi-solid state, the molten metal in the cavity is partially used for the purpose of improving the quality of the cast product obtained. A partial pressurizing mechanism is provided for pressurizing at a predetermined pressure. A conventional partial pressure mechanism is configured such that a pressure pin and a cylinder rod of a hydraulic cylinder (pressure cylinder) that moves the pressure pin are directly connected on a coaxial line (for example, Patent Document 1). reference.).
即ち、図4に示すように、従来では油圧シリンダ100は金型本体101にボルト102によって固定され、加圧ピン103はキャビティ型104内に形成したガイド孔104a内を摺動自在に挿通されている。加圧ピン103の他端側(図の右端側)には雌ねじが螺刻されており、油圧シリンダ100のシリンダロッド105の先端側に螺刻された雄ねじをねじ込むことにより、加圧ピン103と油圧シリンダ100のシリンダロッド105が同軸上で直結されている。なお、キャビティ型104のキャビティ内の溶湯(不図示)がガイド孔104a側に侵入しないように、ガイド孔104aと加圧ピン103との間の隙間は100μm程度以下に設定されている。
ところで、従来では、加圧ピン103の摺動方向は、通常型開き方向に平行であり、油圧シリンダ(加圧シリンダ)100のシリンダロッド105と加圧ピン103とが同軸線上にて直結されるように構成され、ガイド孔104aと加圧ピン103との隙間100μm程度の公差が設けられている。
By the way, conventionally, the sliding direction of the
また、上記キャビティ型104の材質はある程度硬質な材料(例えば、工具鋼(SKD60)を使用し、金型本体101は上記工具鋼(SKD60)よりも廉価な材料(例えば鋳鋼(FCD60)を使用して、コストの低減を図っている。よって、上記工具鋼(SKD60)と鋳鋼(FCD60)は熱膨張係数が異なることから、熱膨張量に差が生じる。
The
即ち、鋳造時に高温になる金型本体101とキャビティ型104の熱膨張量がそれぞれ異なる(この場合には、キャビティ型104側の方が熱膨張量が大きい)ことによって、例えば図4の場合では、キャビティ型104が加圧ピン103に対して直角方向(図の矢印A方向)に大きく熱膨張することにより、加圧ピン103を矢印A方向に曲げようとする力が働くことになる。
That is, the
このため、加圧ピン103の他端側(図の右端側)は、油圧シリンダ100のシリンダロッド105に螺合によって直接結合されているので、キャビティ型104の矢印A方向への熱膨張による力によって加圧ピン103にたわみが生じ、部分加圧時に加圧ピン103がガイド孔104a内に片当たりして移動不良が発生することがあった。
For this reason, since the other end side (the right end side in the figure) of the
また、加圧ピン103の摺動方向は、上記したように通常型開き方向に平行であり、油圧シリンダ(加圧シリンダ)100のシリンダロッド105と加圧ピン103とが同軸線上にて直結されるように構成されている。この場合、型の熱膨張量の差は、型開き方向即ち、金型本体101とキャビティ型104とが接する面から製品面たるキャビティの向きに生じ易く、通常の加圧ピン103の摺動方向、即ち型開き方向に平行の場合であると、この差からくるガイド孔104aの位置変化の影響は少なく、ガイド孔104aと加圧ピン103との隙間100μm程度の公差にて、熱膨張量の差を吸収できることが多かった。
The sliding direction of the
ところで、加圧ピンの移動不良の発生は、型開き方向に対して角度がつけばつくほど生じ易く、型開き方向に対し90°即ち、垂直方向に摺動させるような構造のものに移動不良が発生し、特に型開き方向に垂直に摺動する加圧ピンを備えた鋳造金型を製造することはできなかった。 By the way, the occurrence of improper movement of the pressure pin tends to occur as the angle with respect to the mold opening direction increases, and the improper movement of the pin has a structure that slides 90 ° to the mold opening direction, that is, in the vertical direction. In particular, it was not possible to manufacture a casting mold having a pressure pin that slides perpendicularly to the mold opening direction.
そこで本発明は、キャビティの熱膨張による力が加圧ピンに作用した場合でも、加圧ピンにたわみが生じることを防止することができ、特に加圧ピンの摺動方向が型開き方向に垂直であっても確実に摺動し、加圧ピンの配設自由度が高い鋳造金型を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can prevent the pressure pin from being bent even when the force due to the thermal expansion of the cavity acts on the pressure pin. In particular, the sliding direction of the pressure pin is perpendicular to the mold opening direction. Even so, an object is to provide a casting mold that slides reliably and has a high degree of freedom in disposing pressure pins.
上記目的を達成するために本発明は、金型本体に嵌め込まれているキャビティ型に形成されたガイド孔に摺動自在に挿通され、先端側をキャビティの内部に入れて前記キャビティの内部に充填された溶湯の一部又は全部を加圧する加圧ピンと、前記加圧ピンを移動させて前記キャビティ内に出し入れさせる加圧ピン移動手段とを備えた鋳造金型であって、前記金型本体内にて前記加圧ピンの後端側と前記加圧ピン移動手段との間を連結手段を介して連結し、前記連結手段は、前記加圧ピンの後端側を該加圧ピンの軸線方向に垂直な面に沿って移動可能に連結したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is slidably inserted into a guide hole formed in a cavity mold fitted in a mold body, and the inside of the cavity is filled by inserting the tip side into the cavity. A casting mold comprising a pressure pin for pressing part or all of the molten metal and a pressure pin moving means for moving the pressure pin into and out of the cavity. And connecting the rear end side of the pressurizing pin and the pressurizing pin moving means via connecting means, and the connecting means connects the rear end side of the pressurizing pin in the axial direction of the pressurizing pin. It is characterized in that it is connected so as to be movable along a plane perpendicular to.
また、前記加圧ピンの摺動方向が、前記鋳造金型の型開き方向に対して垂直であることを特徴としている。 Further, the sliding direction of the pressure pin is perpendicular to the mold opening direction of the casting mold.
(作用)
本発明によれば、鍛造時に高温になるキャビティ型と金型本体との熱膨張係数が異なる場合に、キャビティ型と金型本体との熱膨張量の違いによって、加圧ピンと加圧ピン移動手段との間の連結部分に加圧ピンの軸線方向に対して垂直の力が作用する場合でも、連結手段によって加圧ピンの後端側を該加圧ピンの軸線方向に垂直な面に沿って移動可能に連結しているので、加圧ピンの軸線方向に対して垂直に作用する力を吸収することができる。
(Function)
According to the present invention, when the coefficient of thermal expansion between the cavity mold and the mold main body, which becomes high during forging, is different, the pressure pin and the pressure pin moving means depend on the difference in thermal expansion amount between the cavity mold and the mold main body. Even when a force perpendicular to the axial direction of the pressure pin acts on the connecting portion between the pressure pin and the rear end side of the pressure pin by the connecting means along a plane perpendicular to the axial direction of the pressure pin. Since it is connected so that it can move, the force which acts perpendicularly to the direction of an axis of a pressure pin can be absorbed.
請求項1に記載の発明によれば、金型本体内にて加圧ピンの後端側と加圧ピン移動手段との間を連結手段を介して連結し、連結手段は、加圧ピンの後端側を該加圧ピンの軸線方向に垂直な面に沿って移動可能に連結しているので、キャビティ型と金型本体との熱膨張量の違いによって、加圧ピンと加圧ピン移動手段との間の連結部分に加圧ピンの軸線方向に対して垂直の力が作用する場合でも、加圧ピンの軸線方向に対して垂直に作用する力を吸収することができ、加圧ピンのたわみを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the rear end side of the pressure pin and the pressure pin moving means are connected via the connecting means in the mold body, Since the rear end side is connected so as to be movable along a plane perpendicular to the axial direction of the pressurizing pin, the pressurizing pin and the pressurizing pin moving means depend on the amount of thermal expansion between the cavity mold and the mold body. Even when a force perpendicular to the axial direction of the pressure pin acts on the connecting portion between the pressure pin, the force acting perpendicular to the axial direction of the pressure pin can be absorbed. Deflection can be prevented.
また、請求項2に記載の発明によれば、加圧ピンの摺動方向が、鋳造金型の型開き方向に対して垂直であっても、連結手段によって加圧ピンの後端側を該加圧ピンの軸線方向に垂直な面に対して微動自在に連結しているので、加圧ピンの軸線方向に対して垂直に作用する力を吸収して、加圧ピンにたわみが生じることが防止されることにより、加圧ピンを確実に摺動させることができ、加圧ピンの配設自由度を高めることができる。 According to the second aspect of the present invention, even if the sliding direction of the pressure pin is perpendicular to the mold opening direction of the casting mold, the rear end side of the pressure pin is moved by the connecting means. Since it is connected to the surface perpendicular to the axial direction of the pressure pin so as to be movable, the force acting perpendicular to the axial direction of the pressure pin is absorbed, and the pressure pin may bend. By being prevented, the pressure pin can be slid reliably, and the degree of freedom of arrangement of the pressure pin can be increased.
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る鍛造金型を示す概略断面図である。
〈実施形態1〉
図1に示すように、本実施形態における鍛造金型は、金型本体1にキャビティ型2を嵌め込むようにして構成されており、キャビティ型2に形成したガイド孔2aには、加圧ピン3が図の左右方向に摺動自在に挿通されている。なお、キャビティ型2の材質はある程度硬質な材料(例えば、工具鋼(SKD60)であり、金型本体1は工具鋼(SKD60)よりも廉価な材料(例えば鋳鋼(FCD60)であることにより、金型本体1とキャビティ型2の熱膨張係数は異なっている。加圧ピン3の後端側(図の右側)は、連結部材4を介して油圧シリンダ5のシリンダロッド5aに連結されている(連結部材4による連結構造については後述する)。油圧シリンダ5は金型本体1にボルト6によって固定されている。
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a forging die according to an embodiment of the present invention.
<
As shown in FIG. 1, the forging die in this embodiment is configured such that a cavity die 2 is fitted into a
加圧ピン3は、油圧シリンダ5の駆動によりキャビティ型2の内部(図では不図示)に対してその先端側(図の左側)が出し入れ自在に移動し、キャビティ型2のキャビティ内部(不図示)に充填された溶湯(不図示)が半凝固状態にあるときに、加圧ピン3の先端側(図の左側)をキャビティ型2のキャビティ内部(不図示)に入れて、この半凝固の溶湯(充填物)を部分的に加圧するものである。なお、キャビティ型2のキャビティ内部の溶湯がガイド孔2a側に侵入しないように、ガイド孔2aと加圧ピン3との間の隙間は100μm程度以下に設定されている。
The
連結部材4は、加圧ピン連結部材4aと油圧シリンダ連結部材4bと連結リング部材4cとで構成されている。
The connecting
加圧ピン連結部材4aの一端側(加圧ピン3側)には、周囲に雄ねじが螺刻された小径の軸部4dが形成され、他端側(油圧シリンダ5側)には、加圧ピン3と同じ径の円頭部4eが形成されており、軸部4dは、加圧ピン3の後端面側に形成した雌ねじに螺合されて連結されている。また、円頭部4eの端面には、レンチ等によって軸部4dの雄ねじを加圧ピン3内の雌ねじにねじ込むための角穴4fが形成されている。
A small-
油圧シリンダ連結部材4bの一端面側(油圧シリンダ5側)内径には雌ねじが螺刻されており、この雌ねじに油圧シリンダ5のシリンダロッド5aの先端側に螺刻された雄ねじが螺合されて連結されている。油圧シリンダ連結部材4bの他端面側には、加圧ピン連結部材4aの円頭部4eの端面が摺動自在に接している。油圧シリンダ連結部材4bの軸部は、加圧ピン連結部材4aの円頭部4eよりも数mm程度大径に形成されており、油圧シリンダ連結部材4bの、加圧ピン連結部材4aの円頭部4e側付近の外周には雄ねじが螺刻されている。
A female thread is threaded on the inner diameter of one end surface (
なお、この雄ねじが螺刻されている部分は、油圧シリンダ5側付近の外周よりも少し小径に形成されている。また、油圧シリンダ連結部材4bの外周面には偶数個の締め付け用面座(不図示)が形成されており、スパナ等によってシリンダロッド5aに容易に締め付けることができる。
Note that a portion where the male screw is threaded is formed to have a slightly smaller diameter than the outer periphery in the vicinity of the
連結リング部材4cの一端側(油圧シリンダ5側)は大口径(油圧シリンダ連結部材4bの直径と同じ径)の筒状に形成されており、この内周面の端面から中央部には雌ねじが螺刻されており、この雌ねじに油圧シリンダ連結部材4bの周面に螺刻された雄ねじが螺合されて連結されている。また、連結リング部材4cの前記内周面の後方側には、1〜2mm程度の隙間を有するようにして加圧ピン連結部材4aの円頭部4eが位置している。
One end side (
連結リング部材4cの他端側(加圧ピン3側)には、内側方向に厚みを有する係止部4gが形成されており、係止部4gの中央部には、加圧ピン連結部材4aの軸部4dの円頭部4e側(この部分には雄ねじは形成されていない)が、1〜2mm程度の隙間を有するようにして挿通される円形状の開口穴4hが設けられている。連結リング部材4cの係止部4gの両面には、加圧ピン連結部材4aの円頭部4eと加圧ピン3の端面がそれぞれ摺動自在に接している。また、連結リング部材4cの周面には偶数個の締め付け用面座(不図示)が形成されており、スパナ等によって容易に着脱することができる。
On the other end side (
図1のように、加圧ピン3と加圧ピン連結部材4aと油圧シリンダ連結部材4bと油圧シリンダ5のシリンダロッド5aは、それぞれ同軸線上に位置している。よって、油圧シリンダ5のシリンダロッド5aを駆動することにより、連結部材4を介して連結されている加圧ピン3は、キャビティ型2のガイド孔2a内を左右方向に摺動自在に移動することができる。
As shown in FIG. 1, the pressurizing
そして、キャビティ型2のキャビティ内部(不図示)に溶湯(充填物)を充填した初期時には、図2(a)に示すように、油圧シリンダ5のシリンダロッド5aは駆動されておらず、加圧ピン3の先端側はキャビティ型2のキャビティ内部に押し出されていない。その後、キャビティ型2のキャビティ内部に充填された溶湯が半凝固状態にあるときに、得られる鋳造品の品質向上等の目的で、キャビティ型2のキャビティ内部の溶湯を部分的に加圧するために、図2(b)に示すように、油圧シリンダ5のシリンダロッド5aを駆動する。
When the molten metal (filled material) is filled in the cavity (not shown) of the
シリンダロッド5aが駆動されると、シリンダロッド5aに連結されている油圧シリンダ連結部材4bの端面が加圧ピン連結部材4aの円頭部4eを押すことにより(このとき、連結リング部材4cの係止部4gの加圧ピン3側の端面も加圧ピン3の後端面を押している)、シリンダロッド5aと同軸上に加圧ピン3がガイド孔2a内を図の左方向に摺動自在に移動し、加圧ピン3の先端でキャビティ2の内部(不図示)の溶湯を部分加圧する。
When the
ところで、この加圧ピン3による溶湯の部分加圧時、及びこの部分加圧時における鍛造動作中には、金型本体1とキャビティ型2は高温になっている。このため、材質の異なる金型本体1とキャビティ型2は、熱膨張係数がそれぞれ異なることによって熱膨張量に差が生じる(この場合には、キャビティ型2側の方が熱膨張量が大きい)。よって、図2(c)に示すように、キャビティ型2が加圧ピン3に対して直角方向(図の矢印A方向)に大きく熱膨張することにより、加圧ピン3を矢印A方向に曲げようとする力が働くことになる。
By the way, the mold
なお、図2(c)は、上記した溶湯の部分加圧を終えてキャビティ型2のキャビティ内部から加圧ピン3を引き戻して元の位置まで移動させた状態である。このとき、シリンダロッド5aの駆動によって連結リング部材4cの係止部4gの円頭部4e側の面が円頭部4eを押すことにより、加圧ピン3が元の位置(図2(a)の位置)に戻る。
FIG. 2C shows a state in which the partial pressurization of the molten metal is finished and the
この際、本発明においては、図2(c)に示すように、キャビティ型2が熱膨張して加圧ピン3に対して矢印A方向への力が作用すると、加圧ピン3の矢印A方向への微小な移動に応じて加圧ピン3の後端側に連結されている加圧ピン連結部材4aの軸部4dが開口穴4h内において矢印A方向に微小に移動することにより、加圧ピン3に対して矢印A方向に曲げようとする力を吸収することができる。
At this time, in the present invention, as shown in FIG. 2C, when the
よって、従来のように加圧ピン3がガイド孔2a内に片当たりして移動不良が発生することが防止されることにより、溶湯の部分加圧時において加圧ピン3を長期にわたって安定して円滑に移動させることができる。
Therefore, the
また、上記した連結部材4を加圧ピン3及び油圧シリンダ5のシリンダロッド5aとの連結状態を解除して取り外すときは、油圧シリンダ5のボルト6を外して、油圧シリンダ5のシリンダロッド5aと一体に連結部材4と加圧ピン3を金型本体1の外側に露出するまで引っ張り出し、油圧シリンダ連結部材4b、連結リング部材4cの周面に形成した面座(不図示)にスパナ等を当てて回すことによってシリンダロッド5aとの連結状態を容易に解除することができ、更に、加圧ピン連結部材4aの端面の角穴4fにレンチ等を入れて回すことによって、加圧ピン3との連結状態を容易に解除することができる。
〈実施形態2〉
本実施形態では、図3に示すように、金型本体としての固定金型10と移動金型11を有する鍛造金型において、固定金型10に嵌め込まれているキャビティ型12の両側に形成された各ガイド孔12aには上記した加圧ピン3が水平方向に摺動自在に挿通されており、加圧ピン3の先端側をキャビティ13の内部に入れて、キャビティ13の内部に充填された溶湯14の一部(両側の縁部)を加圧するように構成されている。
When the connecting
<
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a forging die having a fixed
加圧ピン3の後端側(図の右側)には、図1、図2に示した実施形態1と同様に、連結部材4を介して油圧シリンダ5が連結されている。連結部材4の構成は上記した実施形態1と同様であり、本実施形態では重複する説明は省略する。なお、図3に示した本実施形態の鍛造金型では、固定金型10と移動金型11の型開き方向は矢印A1、A2(図の上下方向)であり、加圧ピン3の摺動方向(図の左右方向)に対して垂直である。
A
このように、加圧ピン3の摺動方向が、鋳造金型(固定金型10と移動金型11)の型開き方向に対して垂直であっても、実施形態1で述べたように、連結部材4によって加圧ピン3の後端側を該加圧ピン3の軸線方向に垂直な面に対して微小に移動可能に連結しているので、加圧ピン3の軸線方向に対して垂直に作用する力を吸収して、加圧ピン3にたわみが生じることが防止されることにより、加圧ピン3を確実に摺動させることができ、加圧ピン3の配設自由度を高めることができる。
Thus, even if the sliding direction of the
よって、図3に示すような、型開き方向に垂直に摺動する加圧ピン3を備えた鋳造金型を製造することができるので、溶湯(薄物ワーク)の縁を良好に部分加圧することが可能となり、得られる鍛造品の内部品質を高めることができる。
Therefore, as shown in FIG. 3, a casting mold having a
1 金型本体
2 キャビティ型
3 加圧ピン
4 連結部材(連結手段)
4a 加圧ピン連結部材
4b 油圧シリンダ連結部材
4c 連結リング部材
4d 軸部
5 油圧シリンダ(加圧ピン移動手段)
5a シリンダロッド(加圧ピン移動手段)
DESCRIPTION OF
4a Pressure
5a Cylinder rod (pressure pin moving means)
Claims (2)
前記金型本体内にて前記加圧ピンの後端側と前記加圧ピン移動手段との間を連結手段を介して連結し、前記連結手段は、前記加圧ピンの後端側を該加圧ピンの軸線方向に垂直な面に沿って移動可能に連結した、
ことを特徴とする鋳造金型。 The guide hole formed in the cavity mold fitted in the mold body is slidably inserted, and the tip end side is inserted into the cavity to press a part or all of the molten metal filled in the cavity. A casting mold comprising a pressure pin and a pressure pin moving means for moving the pressure pin to move in and out of the cavity;
In the mold body, the rear end side of the pressure pin and the pressure pin moving means are connected via a connection means, and the connection means adds the rear end side of the pressure pin to the additional side. It is connected so as to be movable along a plane perpendicular to the axial direction of the pressure pin.
A casting mold characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋳造金型。
The sliding direction of the pressure pin is perpendicular to the mold opening direction of the casting mold,
The casting mold according to claim 1, wherein:
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