JPH03142063A - 鋳物の鋳造条件の設定方法 - Google Patents
鋳物の鋳造条件の設定方法Info
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- JPH03142063A JPH03142063A JP1279763A JP27976389A JPH03142063A JP H03142063 A JPH03142063 A JP H03142063A JP 1279763 A JP1279763 A JP 1279763A JP 27976389 A JP27976389 A JP 27976389A JP H03142063 A JPH03142063 A JP H03142063A
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- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋳物の製造方法、より詳しくは、鋳造欠陥（特
に、引は巣〉のない鋳物とする鋳造条件の設定方法に関
する。
に、引は巣〉のない鋳物とする鋳造条件の設定方法に関
する。
一般に、鋳物を製造する際には、健全な鋳物を経済的に
つくる方策（鋳造方案〉を十分に考えて決めているわけ
であるが、主に経験則に基づいて人間（技術者〉が立案
している。そのために、鋳物製品に欠陥（引は巣〉が生
じるのを予測する（逆に言うと、欠陥発生を回′避する
）凝固解析が試行錯誤的に行なわれている。鋳物欠陥対
策を人間が考えるので、完全なかつ総合的に見て最適な
欠陥対策に至るまでに手間、時間、コストがかかってし
まう。
つくる方策（鋳造方案〉を十分に考えて決めているわけ
であるが、主に経験則に基づいて人間（技術者〉が立案
している。そのために、鋳物製品に欠陥（引は巣〉が生
じるのを予測する（逆に言うと、欠陥発生を回′避する
）凝固解析が試行錯誤的に行なわれている。鋳物欠陥対
策を人間が考えるので、完全なかつ総合的に見て最適な
欠陥対策に至るまでに手間、時間、コストがかかってし
まう。
そこで、コンピュータのシミュレーションを利用して鋳
物の欠陥発生の予測と鋳造条件の修正による欠陥発生防
止とを行ない、適切な鋳造方案を設定することが提案さ
れている（例えば、特開昭６１−１９３７６６号公報お
よび特開昭６１−２２９４６４号公報参照）。
物の欠陥発生の予測と鋳造条件の修正による欠陥発生防
止とを行ない、適切な鋳造方案を設定することが提案さ
れている（例えば、特開昭６１−１９３７６６号公報お
よび特開昭６１−２２９４６４号公報参照）。
これらコンピュータ利用での鋳造方案設定において、鋳
造欠陥が発生することが判明すると、技術者が鋳造条件
を変更してそれを入力し、再度初めからシミュレーショ
ンを行なわなければならず、鋳造条件の変更に際して試
行錯誤となってしまう。
造欠陥が発生することが判明すると、技術者が鋳造条件
を変更してそれを入力し、再度初めからシミュレーショ
ンを行なわなければならず、鋳造条件の変更に際して試
行錯誤となってしまう。
また、欠陥対策のための鋳造条件の変更方法についても
多種類存在し、必ずしも欠陥対策ができるとは限らない
。
多種類存在し、必ずしも欠陥対策ができるとは限らない
。
本発明の目的は、引は巣などの鋳造欠陥のない健全な鋳
物を製造するために、従来よりも簡便な鋳物凝固過程シ
ミュレーション方法を提供することである。
物を製造するために、従来よりも簡便な鋳物凝固過程シ
ミュレーション方法を提供することである。
上述の目的が、下記工程（ア）〜（オ）：〈ア〉鋳物お
よび鋳型の形状および物性についてのデータと、鋳型冷
却条件データとを設定する工程、（イ）熱解析での前進
差分法によるタイムステップΔｔを算出する工程、（つ
）熱収支計算によって鋳物内の複数部位での温度を求め
る工程、（１）得られた温度を比較して、湯口から遠い
ほうよりの指向性凝固となるか否がを判定する工程、お
よび（オ）鋳物の凝固が指向性凝固で完了するように工
程（ア）〜（１）を繰り返す工程であって、指向性凝固
に反する条件となるときに、鋳型冷却条件である複数の
冷却部位の熱伝達率を制御し直す過程を含む工程、から
なることを特徴とする鋳物の鋳造条件の設定方法によっ
て達成される。
よび鋳型の形状および物性についてのデータと、鋳型冷
却条件データとを設定する工程、（イ）熱解析での前進
差分法によるタイムステップΔｔを算出する工程、（つ
）熱収支計算によって鋳物内の複数部位での温度を求め
る工程、（１）得られた温度を比較して、湯口から遠い
ほうよりの指向性凝固となるか否がを判定する工程、お
よび（オ）鋳物の凝固が指向性凝固で完了するように工
程（ア）〜（１）を繰り返す工程であって、指向性凝固
に反する条件となるときに、鋳型冷却条件である複数の
冷却部位の熱伝達率を制御し直す過程を含む工程、から
なることを特徴とする鋳物の鋳造条件の設定方法によっ
て達成される。
本発明に係る鋳物鋳造条件（凝固条件）の設定方法をフ
ローチャートに示すと第１図のように表わすことができ
る。鋳造欠陥発生の有無の判定法は数多く存在するが、
本発明では指向性凝固をしていれば（鋳物の複数部位で
の温度を比較して湯口より遠いほうの部位の温度が低い
ならば）、欠陥なしと判定している。そして、指向性凝
固でない状態が生じたときには、鋳型の複数の冷却部位
にてその冷却能力を指向性凝固となるように高めて、フ
ィードバックして新らたな冷却条件データに基づいて経
過時間にて指向性凝固となっているかどうかを再び判定
する。この判定工程は鋳物全体の凝固完了まで繰り返す
ことになる。
ローチャートに示すと第１図のように表わすことができ
る。鋳造欠陥発生の有無の判定法は数多く存在するが、
本発明では指向性凝固をしていれば（鋳物の複数部位で
の温度を比較して湯口より遠いほうの部位の温度が低い
ならば）、欠陥なしと判定している。そして、指向性凝
固でない状態が生じたときには、鋳型の複数の冷却部位
にてその冷却能力を指向性凝固となるように高めて、フ
ィードバックして新らたな冷却条件データに基づいて経
過時間にて指向性凝固となっているかどうかを再び判定
する。この判定工程は鋳物全体の凝固完了まで繰り返す
ことになる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例によって
本発明の詳細な説明する。
本発明の詳細な説明する。
第２図に示すように、アルミニウムのディスクホイール
（鋳物）１を分割金型２〜４に鋳造して鋳物製品を得る
場合において、鋳物１内の温度計算部位■■および■を
適宜選定する。鋳物の形状が複雑なものであれば、温度
計算部位の数を増やすことになる。この場合には、金型
は上型２、横型３および下型４からなり、上型２の上部
および横型３の下部に冷却部位ａおよびｂが設けられて
おり、例えば、これら冷却部位に冷却水などの冷媒が流
れるようになっていて金型の冷却能力（熱伝達率Ｈａ、
Ｈｂ）を変更制御できる。鋳物の形状に応じて、金型の
分割数や冷却部位の数および位置をも適宜選定される。
（鋳物）１を分割金型２〜４に鋳造して鋳物製品を得る
場合において、鋳物１内の温度計算部位■■および■を
適宜選定する。鋳物の形状が複雑なものであれば、温度
計算部位の数を増やすことになる。この場合には、金型
は上型２、横型３および下型４からなり、上型２の上部
および横型３の下部に冷却部位ａおよびｂが設けられて
おり、例えば、これら冷却部位に冷却水などの冷媒が流
れるようになっていて金型の冷却能力（熱伝達率Ｈａ、
Ｈｂ）を変更制御できる。鋳物の形状に応じて、金型の
分割数や冷却部位の数および位置をも適宜選定される。
第２図に示した金型２〜４にて鋳物１を鋳込み凝固させ
る過程において、本発明に係る鋳造条件の設定方法を適
用する場合のフローチャートを第３図に示し、鋳物ｌの
温度比較部位の、■および■での温度変化を第４図に示
す。
る過程において、本発明に係る鋳造条件の設定方法を適
用する場合のフローチャートを第３図に示し、鋳物ｌの
温度比較部位の、■および■での温度変化を第４図に示
す。
まず、ステップ１１にて鋳物の形状、物性データと、金
型の形状、物性データと、金型の冷却条件として冷却部
位ａおよびｂの熱伝達率ｈａ、ｈｂとを設定し、コンピ
ュータへ入力する。冷却部位の熱伝達率ｈａ、ｈｂとし
て、何ら冷却水を流さない状態（冷却なし状態）に相当
するｈａ、ｈｂ＝０．０００５ｃａｊ！ ／ｃｎｆ−５
−”ｃを設定する。ソシテ、冷却凝固解析時刻ｔの初期
化（１＝０）を行なう。
型の形状、物性データと、金型の冷却条件として冷却部
位ａおよびｂの熱伝達率ｈａ、ｈｂとを設定し、コンピ
ュータへ入力する。冷却部位の熱伝達率ｈａ、ｈｂとし
て、何ら冷却水を流さない状態（冷却なし状態）に相当
するｈａ、ｈｂ＝０．０００５ｃａｊ！ ／ｃｎｆ−５
−”ｃを設定する。ソシテ、冷却凝固解析時刻ｔの初期
化（１＝０）を行なう。
次に、ステップ１２にて熱計算に必要なタイムステップ
△ｔを処解析での前進差分法にしたがって、入力したデ
ータに基づき、次式から求める。
△ｔを処解析での前進差分法にしたがって、入力したデ
ータに基づき、次式から求める。
△ｔ＝ｍｉｎ ［（ρＣｐＶ）ｉ／ａｉ ］（ｌ−１〜
全要素数） λ：解析対象物の熱伝導率 Ｃｐｓ 〃 の比熱 ρ： 〃 の密度 Ｖ：要素の体積 ｌ；要素間距離 Ｓ：要素間の接解面積 続いて、ステップ１３にて熱収支計算を行なって、鋳物
の部位■〜■それぞれの温度Ｔ、、Ｔ２ ・Ｔ３を求め
る。これら温度を時刻（経過時間）ｔ＝０゜３０．４０
．８０秒にて求めて第４図に示すような結果が通常帯ら
れるはずである。
全要素数） λ：解析対象物の熱伝導率 Ｃｐｓ 〃 の比熱 ρ： 〃 の密度 Ｖ：要素の体積 ｌ；要素間距離 Ｓ：要素間の接解面積 続いて、ステップ１３にて熱収支計算を行なって、鋳物
の部位■〜■それぞれの温度Ｔ、、Ｔ２ ・Ｔ３を求め
る。これら温度を時刻（経過時間）ｔ＝０゜３０．４０
．８０秒にて求めて第４図に示すような結果が通常帯ら
れるはずである。
ステップ１４にて時刻ごとにＴ１ 、Ｔ２およびＴ３の
温度を比較し、Ｔ＋ ＜Ｔ２ ＜Ｔ３の条件を満足して
おれば、指向性冷却（凝固〉が進行しており、引は巣な
どの鋳物欠陥が生じることはないと判定できる。このよ
うに指向性凝固となっておれば、そのままの条件にて冷
却凝固を継続し、ステップ１５にて、時刻ｔでの熱伝達
率ｈａ 、ｈｂを記憶する。
温度を比較し、Ｔ＋ ＜Ｔ２ ＜Ｔ３の条件を満足して
おれば、指向性冷却（凝固〉が進行しており、引は巣な
どの鋳物欠陥が生じることはないと判定できる。このよ
うに指向性凝固となっておれば、そのままの条件にて冷
却凝固を継続し、ステップ１５にて、時刻ｔでの熱伝達
率ｈａ 、ｈｂを記憶する。
続いてステップ１６にて、鋳物部位■での温度Ｔ３が凝
固温度Ｔ、よりも高いか低いかを判断し、温度Ｔ３がＴ
５よりも高ければ、上述したタイムステップΔｔを時刻
ｔに加算して、ステップ１２〜１５を繰り返す。温度Ｔ
３がＴ％よりも低いならば、鋳物の凝固が完了したこと
になり解析終了となる。
固温度Ｔ、よりも高いか低いかを判断し、温度Ｔ３がＴ
５よりも高ければ、上述したタイムステップΔｔを時刻
ｔに加算して、ステップ１２〜１５を繰り返す。温度Ｔ
３がＴ％よりも低いならば、鋳物の凝固が完了したこと
になり解析終了となる。
この場合は、第４図に示したような鋳物部位■〜■の温
度変化（冷却）が進行した場合である。
度変化（冷却）が進行した場合である。
しかしながら、ステップ１３にて’Ｌ ＜Ｔ２ ＜Ｔ
３の条件を満足しない場合となることがある。このとき
にステップ１７へ進み、鋳物部位■〜■での温度Ｔ＋
、Ｔ２ 、Ｔ３の高低関係に応じて指向性冷却凝固
となるように金型の冷却部位ａ、ｂの冷却能力を制御し
て（例えば、冷却部位に冷却水を流して）、熱伝達率ｈ
ａ 、ｈｂを次のように大きくする。
３の条件を満足しない場合となることがある。このとき
にステップ１７へ進み、鋳物部位■〜■での温度Ｔ＋
、Ｔ２ 、Ｔ３の高低関係に応じて指向性冷却凝固
となるように金型の冷却部位ａ、ｂの冷却能力を制御し
て（例えば、冷却部位に冷却水を流して）、熱伝達率ｈ
ａ 、ｈｂを次のように大きくする。
温度比較条件
制御後の熱伝達率
このようにｈａおよびｈｂ（又はｈａのみ）を太きく
Ｌ （１，０ｃａＪ ／ｃｎｌ ｓ・ｔ） 、ステップ
１１に入力して、ステップ１１〜１４を繰り返して、Ｔ
＋ ＜Ｔ２＜Ｔ３条件を満足させる。
Ｌ （１，０ｃａＪ ／ｃｎｌ ｓ・ｔ） 、ステップ
１１に入力して、ステップ１１〜１４を繰り返して、Ｔ
＋ ＜Ｔ２＜Ｔ３条件を満足させる。
仮に、温度比較条件Ａ （Ｔ＋ ＜ Ｔ３ ＜ Ｔ２
＞が時刻４２３０秒で生じていたならば、第４図中のｔ
＝３０秒で破線Ａに示すようになっている。この冷却状
態のままで凝固温度Ｔ、まで下がると部位■が部位■よ
りも先に達して、部位■が凝固したときに部位■は未凝
固状態であって、引は巣が部位■に発生してしまう。そ
こで、ｔ＝３０秒後は冷却部位ａ、ｂの両方に冷却水を
流してｈａおよびｈｂを共に１．０ｃａｌ ／ｃｒｌ−
８・”ｃにする。こうしテを一４０秒後には第４図に示
したように’Ｌ ＜Ｔ２ ＜Ｔ３の状態にするわけであ
る。次に、このステップ１７を経由したｔ、ｈａ、ｈｂ
をステップ１５にて記憶する。
＞が時刻４２３０秒で生じていたならば、第４図中のｔ
＝３０秒で破線Ａに示すようになっている。この冷却状
態のままで凝固温度Ｔ、まで下がると部位■が部位■よ
りも先に達して、部位■が凝固したときに部位■は未凝
固状態であって、引は巣が部位■に発生してしまう。そ
こで、ｔ＝３０秒後は冷却部位ａ、ｂの両方に冷却水を
流してｈａおよびｈｂを共に１．０ｃａｌ ／ｃｒｌ−
８・”ｃにする。こうしテを一４０秒後には第４図に示
したように’Ｌ ＜Ｔ２ ＜Ｔ３の状態にするわけであ
る。次に、このステップ１７を経由したｔ、ｈａ、ｈｂ
をステップ１５にて記憶する。
上述したようにして、凝固解析が終了したときに、ステ
ップ１５にて記憶した時刻ｔ＝Ｑ〜８０秒におけるｈａ
、 ｈｂの値を出力する。この出力結果に応じて、必
要ならば、鋳型冷却部位の水冷を実施するタイミングを
決定して、鋳物の鋳造を行なえば、鋳造欠陥のない鋳物
を製造することができる。
ップ１５にて記憶した時刻ｔ＝Ｑ〜８０秒におけるｈａ
、 ｈｂの値を出力する。この出力結果に応じて、必
要ならば、鋳型冷却部位の水冷を実施するタイミングを
決定して、鋳物の鋳造を行なえば、鋳造欠陥のない鋳物
を製造することができる。
上述したように、本発明によれば、凝固解析が従来より
も少ない箇所（部位）での温度変化として行なえ、鋳造
欠陥のない健全鋳物を製造する方法が容易に設定できる
。そして、解析工数および解析費用の低減が図れる。
も少ない箇所（部位）での温度変化として行なえ、鋳造
欠陥のない健全鋳物を製造する方法が容易に設定できる
。そして、解析工数および解析費用の低減が図れる。
第１図は、本発明に係る鋳造条件の設定方法を表わすフ
ローチャートであり、 第２図は、鋳物と鋳型（金型）の概略断面図であり、 第３図は、第２図の鋳物鋳造での鋳造条件設定方法のフ
ローチャートであり、 第４図は、第２図の鋳物の温度比較部位における温度変
化を示すグラフである。 １・・・鋳物、 ２〜４・・・鋳型、 ａ、ｂ・・・鋳型の冷却部位、 ■、■および■・・・鋳物の温度比較部位。 第 図 第 図
ローチャートであり、 第２図は、鋳物と鋳型（金型）の概略断面図であり、 第３図は、第２図の鋳物鋳造での鋳造条件設定方法のフ
ローチャートであり、 第４図は、第２図の鋳物の温度比較部位における温度変
化を示すグラフである。 １・・・鋳物、 ２〜４・・・鋳型、 ａ、ｂ・・・鋳型の冷却部位、 ■、■および■・・・鋳物の温度比較部位。 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、下記工程（ア）〜（オ）： （ア）鋳物および鋳型の形状および物性についてのデー
タと、鋳型冷却条件データとを設定する工程、 （イ）熱解析での前進差分法によるタイムステップΔｔ
を算出する工程、 （ウ）熱収支計算によって鋳物内の複数部位での温度を
求める工程、 （エ）得られた温度を比較して、湯口から遠いほうより
の指向性凝固となるか否かを判定する工程、および （オ）鋳物の凝固が前記指向性凝固で完了するように工
程（ア）〜（エ）を繰り返す工程であって、該指向性凝
固に反する条件となるときに、鋳型冷却条件である複数
の冷却部位の熱伝達率を制御し直す過程を含む工程、 からなることを特徴とする鋳物の鋳造条件の設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27976389A JP2692302B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 鋳物の鋳造条件の設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27976389A JP2692302B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 鋳物の鋳造条件の設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142063A true JPH03142063A (ja) | 1991-06-17 |
| JP2692302B2 JP2692302B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17615563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27976389A Expired - Fee Related JP2692302B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 鋳物の鋳造条件の設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692302B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004034100A (ja) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳造解析シミュレーションの条件設定方法およびそのプログラム |
| JP2008246527A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Kayaba Ind Co Ltd | 金型温度解析方法及び金型温度解析プログラム |
| JP2010115838A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toyota Motor Corp | 金型、金型を用いた成形方法、及び、金型の製造方法 |
| CN106224327A (zh) * | 2016-09-19 | 2016-12-14 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种电液伺服系统热平衡确定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104239724B (zh) * | 2014-09-19 | 2017-04-12 | 国家电网公司 | 用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法 |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP27976389A patent/JP2692302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008246527A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Kayaba Ind Co Ltd | 金型温度解析方法及び金型温度解析プログラム |
| JP2010115838A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toyota Motor Corp | 金型、金型を用いた成形方法、及び、金型の製造方法 |
| CN106224327A (zh) * | 2016-09-19 | 2016-12-14 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种电液伺服系统热平衡确定方法 |
| CN106224327B (zh) * | 2016-09-19 | 2018-04-10 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种电液伺服系统热平衡确定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2692302B2 (ja) | 1997-12-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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