JPH04143043A - 鋳型の造型方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳物砂から鋳型を造型する方法及び装置に関
する。

〔従来の技術〕

鋳物砂で造型した鋳型は、寸法精度の向上、移動する衝
撃や溶湯圧に耐える強度と、鋳込時に発生するガスを排
出させるための通気度が必要である。

そのために鋳込面と表面については鋳物砂の充填密度を
高くして強度を上げ、鋳型の内部分については充填密度
を低くして通気度を上げるようにしなければならないと
し、このことを満足させるために特公昭５９−２７２６
６号公報では、模型面と鋳型上面の両面から加圧する両
面加圧造型方法を採っている。

この両面加圧造型法は、模型形状に応じ独立して任意に
降下量を変えて鋳物砂を積極的に加圧する複数の上部ス
クイズヘッドと、−枚板の下部スクイズヘッドの上下面
より加圧するようにしている。模型面と鋳型上面の両面
から加圧するので、鋳型の中心部は充填が粗く通気度の
良好なサンドインチ状の鋳型が形成されるとしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

鋳物砂をある面板で加圧すると、加圧された面に近けれ
ば近いほど充填密度が高くなり、供給された実質的な鋳
物砂の高さが低いほど充填密度は高くなる。しかしなが
ら、両面加圧することは鋳物砂の高さが低い所、高い所
も−様に上下から圧力を受けるので鋳型の中程が−様な
粗とはならない。鋳型の上下面と、鋳肌面と、鋳物砂の
供給高さが低い箇所の充填密度は高い。これは模型の形
状に応じて上部スクイズヘッドを任意に降下量を変えて
加圧するからである。

鋳型の充填密度を高くしなければならない箇所は、■模
型に接した面（鋳肌面）、■模型面（鋳型の合わせ面）
、■鋳枠への接合面である。

模型に応じた下降量で加圧する複数の上部スクイズヘッ
ドは、鋳物砂の高さを考慮せずに模型の高さを基準とし
た加圧をするために、充填密度が実質的にアンバランス
となる。即ち、鋳物砂の上部からも積極的に加圧する方
法のため、模型に対して上からの抵抗が大きく、均一な
砂締りができない。

また、従来発明は鋳型の硬度は中央部は充填が粗（なる
が、上部と下部は硬度が高くなるため、本来、鋳型上部
から抜けるガスが密度が高くなりガス抜けが悪くなると
いう欠点がある。

鋳物砂を加圧して密度を高めるには、鋳物砂の供給高さ
に応じなければならないが、従来例では両面から加圧し
ているために模型の高さによる鋳物砂の実質的な供給高
さに追随できない。

本発明は上記した問題点を解決し、鋳物砂の充填密度分
布を向上させ得る方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決する手段〕

砂溜槽の上面に鋳枠を載置し、砂溜槽の内面に沿って昇
降する模型定盤に模型を載置し、鋳枠と砂溜槽に連通し
て鋳物砂を供給し、受圧面積と受圧力の異なる複数のブ
ロックを下降させるとともに、鋳枠を固定し、模型定盤
の上昇に伴って鋳物砂が上昇すると鋳物砂の上面が上方
の複数のブロックに接し、鋳物砂によって個々のブロッ
クが受圧されると個々のブロックがそれぞれ任意の上昇
をする一次上昇と、個々のブロックの全数がほとんど同
時に更に上昇する二次上昇をし、砂溜槽の上面に模型定
盤の上面が至った時に模型定盤の上昇を停止し、ブロッ
クの全数のみが三次上昇し、次に模型定盤を下降させて
模型を抜き取るのである。

そして、この造型方法を達成する造型装置は、砂溜槽と
その内面を昇降する模型定盤とシリンダを介して昇降可
能な複数のブロックをもつ受圧装置とから成り、受圧装
置のブロックは碁盤目状に配し、隅のブロックは小なる
受圧面積、周辺のブロックは中なる受圧面積、中央部の
ブロックは大なる受圧面積をもち、隅と周辺のブロック
を昇降するシリンダ群は連通して設け、中央部のブロッ
クを昇降するシリンダ群は連通して設け、個々のブロッ
クは任意に上昇し、かつ全数のブロックが同時に上昇可
能なシリンダ制御部を設けるのである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は装置の概念を示し、造型開始待ちの状態を示す
図である。砂溜槽１は制御部４に管路２７を介して連通
ずるシリンダ６にて昇降可能に設け、砂溜槽１にはその
内面に沿ってシリンダ５で昇降する模型定盤２を設ける
。シリンダ５は管路２６を介して制御部４と連通して設
ける。この砂溜槽１は、鋳枠７の搬送と載置装置によっ
ては昇降可能か、若しくは固定にする。

砂溜槽１の上面１１には突起を設け、載置した鋳枠７の
下面９を固定する構成とし、鋳枠７と砂溜槽１に連通し
て鋳物砂２４が供給できるようにする。

受圧装置３は複数のブロックＵとそれを昇降するシリン
ダ２３とから成り、シリンダ１２．１３を介して制御部
４と連通ずるように設ける。

尚、記号Ｕはブロックが上限にある位置を示し、記号り
はブロックが下限にある位置を示す。

第２図は第１図の矢視Ａ−Ａであって、複数のブロック
Ｕの配置例を示す。

フロックＵは全体としては碁盤目状に配し、個個のブロ
ックの受圧面積は複数段階にする。即ち、個々の面積を
変えて種々の面圧になるように、その１例として角のブ
ロック１８は小なる受圧面積、周辺のブロック１９は中
なる受圧面積、中央部のブロック２０は大なる受圧面積
とするのである。

フロックＵの受圧形状については、第２図に示したよう
に四角形と円形の組み合わせにするとよい。丸形はスキ
ーズ後の砂の排除が容易であってガイドが不要である。

角形はブロック面積が大きくなり、上面全体に砂締めで
きる。そしてスキズ後の表面がきれいである。

鋳型を造型した時の余剰砂は空域２４Ａから排出される
。

第３図は第１図の矢視Ｂ−Ｂであって、シリンダ２３の
連通について概念を示す。

ブロック１８に連結するシリンダを１８Ｃとし、シリン
ダ１９Ｃはブロック１９に、シリンダ２０Ｃはブロック
２０に連結し対応する。１８Ｃ，１９Ｃなど隅と周辺の
シリンダは連通路２１で示すように、そのシリンダ群を
連通して設け、中央部のシリンダ群は連通路２２で示す
ように連通させて設ける。

連通路２１は管路１５を介してシリンダ１３と連通させ
、管路１７を介して制御部４と連通させる。また、管路
５５を介してリリーフ弁５４と連通させ、管路５６を介
して制御部４と連通させる。

連通路２２は管路１４を介してシリンダ１２と連通させ
、管路１６を介して制御部と連通させる。

また、管路６５を介してリリーフ弁６４と連通させ、管
路６６を介して制御部４と連通させる。

次に、造型方法について第１図に基づいて詳細に説明す
る。

砂溜槽１の上方に鋳枠７をコンヘアなどの搬送機で搬送
し、シリンダ６の上昇によって砂溜槽１が上昇し、鋳枠
７は砂溜槽１の上面１１に載置される。一方、砂溜槽１
の内面４１に沿って昇降する模型定盤２に模型４０を載
置する。模型４０と鋳枠７が載置されると、鋳枠７と砂
溜槽１の内域が連通した状態となり、その内域に鋳物砂
２４を上方から供給し、模型４０が埋まるようにする。

次に受圧装置３を鋳枠７の上方に位置させ、受圧面積と
受圧力の異なる複数のブロックＵを下降させる。下降し
た複数のブロックを記号りで示す。

鋳枠７は加圧作用に耐えるように固定装置８で更に固定
する。固定装置８は受圧装置３、若しくは砂溜槽１に載
置した鋳枠７がずれないようにする。

第１図はこの時の状態を示していて、鋳物砂２４の造型
待ち、即ち模型定盤２が上昇して加圧する寸前を示す。

第１図のブロックはしからＤまで下降はするが、鋳物砂
を加圧する力は不要で、造型する加圧力はない。ブロッ
クの全数は鋳物砂の供給された高さに応じて受圧し、−
次上昇、二次上昇及び三次上昇をするのである。

一次上昇は、模型定盤２の上昇によって鋳物砂４５を介
してブロック１８，１９．２０に上昇力が作用し上昇す
ることであって、この上昇量はシリンダ１２．１３の前
室５０，６０の容積によって決まる。この時、連通路２
１のブロック１８１９の上昇量は連通路２２のブロック
２０の上昇量より小さくなるように、前室６０の容積を
設定しておくと、ブロック２０よりブロック１８．１９
の高さが低くなり、鋳枠７周辺を強く砂締する。

個々のブロックの全数が任意に上昇しバランスが保たれ
ると、ブロックの全数がほぼ固定したような状態になり
一次上昇が完了し、続いて二次上昇に移行する。

二次上昇は模型定盤２の上面４３が砂溜槽１の上面１１
と一致するまで上昇することであって、この間に鋳物砂
２４の充填密度は更に高められ、所定の鋳型４５となる
。

この二次上昇において、ブロックの受圧力が高まると、
リリーフ弁５４．６４を通じて上室５２゜６２から油が
排出される。このリリーフ弁６４を高圧に設定しておけ
ば、鋳枠７の隅に高いカで作用し、砂締まりが良くなる
。

模型定盤２によってのみ鋳物砂２４を上昇させると、上
面２５の加圧力によって個々のブロック１８．１９．２
０は受圧される。

第４図は造型が完了した時の状態、即ち、二次上昇が完
了したことを示し、この図に従ってブロック１８，１９
．２０の作用を説明する。受圧装置３のシリンダは複数
１の連通ずる上室５２と複数の連通ずる下室５３、及び
複数の連通ずる上室６２と複数の連通ずる下室６３から
成り、上室５２と６２は第３図に示すように連通路２２
と２１で連通している。仮にブロック２０が受圧して上
昇すると上室５２の容積は減じ、油は管路１４を経由し
てシリンダ１２の前室５０に至り、前室の容積が増加す
る。後室５１の容積は管路１６を経由して減する。上室
６２も同様に管路１５で前室６０と連通し、容積の減と
増が成され、後室６１は管路１７を経由して減する。

第５図は造型を完了し、鋳型４５から模型４０を抜き取
った状態を示す。二次上昇が完了すると下室５３，６３
に油を充満させ、ブロックの全数を上昇、即ち三次上昇
させる。この上昇の時にはブロックの全数のみが上昇し
模型定盤２は上昇せず、停止したままである。三次上昇
ではブロックの上昇限りまで無負荷で単に上昇をする。

鋳型４５の余剰な部分４５Ａは、後工程でスクレーバな
どによって除去する。

尚、連通路の油圧系統を２系統で説明したが、この系統
数を増加させれば、鋳物砂に対応した充填密度を更に満
足させることができる。

〔発明の効果〕

本発明は第６図に示すように、鋳物砂２４の上面２５が
ブロック１８，１９．２０に接するまで模型定盤２を上
昇させ、更に上昇をさせる一次上昇を継続すると、鋳物
砂２４の上面の箇所毎に発生する種々の圧力に個々のブ
ロックは追随し、任意に逃げるように上昇し、更に模型
定盤２を上昇する二次上昇をする。即ち、ブロックは受
圧力によって上昇するのである。

このような方法で鋳型４５を造型すると、模型定盤２か
らの圧力は鋳物砂２４を介してブロックに伝達され、鋳
型４５の充填密度は鋳物砂２４の充填深さＨｌ、Ｈ２，
Ｈ３に追随し、充填密度を概念として示した第７図のよ
うになる。即ち、鋳型４５の下面４３Ａ、４３Ｄとか、
鋳肌の上面４３Ｂ、４３Ｃの辺りは充填密度が高く、ま
た面圧の高いブロック１８．１９によって、垂直面であ
る鋳枠７との接触面４１Ａ、４１Ｅも充填密度が高くな
る。そして、鋳肌面の垂直面４１　Ｂ、４１Ｃ。

４１Ｄについては下方はど充填密度が高くなり、中間部
２４Ａ、２４Ｃから上方は低くなる。

このことについて、第８図で説明する。

この図は、鋳型４５の充填密度Ｓと深さＨについて、曲
線Ａ１は従来例、曲線Ａ２は本発明を示す。下面の充填
密度は従来と本発明ではほとんど同等ではあるが、上面
では従来の８３より本発明の８２が小さい。即ち、上面
の充填密度が小さいと、ガスがより抜けやすくなるので
ある。

以上に述べたように模型に接した面（鋳肌面）、模型面
（鋳型の合わせ面）、鋳枠への接合面の部分のみ充填密
度が高くなり、外の部分は低（充填されるので鋳込みに
際して、外形精度が向上しパリが発生せず、鋳型が鋳枠
に強固に支持されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の概念図 第２図は、第１図の矢視Ａ−Ａを示す図第３図は、第１
図の矢視Ｂ−Ｂを示す図第４図は、造型が完了した時の
状態を示す図第５図は、造型を完了し模型を抜き取った
状態を示す図 第６図は、鋳物砂がブロックに接した時の状態を示す図 第７図は、鋳型となった鋳物砂の充填密度を概念として
示した図 第８図は、鋳型の深さに対する充填密度について、従来
例と本発明を比較する図 １：砂溜槽、２：模型定盤、３：受圧装置、７：鋳枠、
１８．１９，２０ニブロツク、２４：鋳物砂、４０：模
型、４５：鋳型。 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）砂溜槽の上面に鋳枠を載置し、砂溜槽の内面に沿っ
   て昇降する模型定盤に模型を載置し、鋳枠と砂溜槽に連
   通して鋳物砂を供給し、受圧面積と受圧力の異なる複数
   のブロックを下降させるとともに、鋳枠を固定し、模型
   定盤の上昇に伴って鋳物砂が上昇すると鋳物砂の上面が
   上方の複数のブロックに接し、鋳物砂によって個々のブ
   ロックが受圧されると個々のブロックがそれぞれ任意の
   上昇をする一次上昇と、個々のブロックの全数が一次上
   昇限に至ると全数のブロックが同時に更に上昇する二次
   上昇をし、砂溜槽の上面に模型定盤の上面が至った時に
   模型定盤を停止し、ブロックの全数のみが三次上昇し、
   次に模型定盤を下降させて模型を抜き取ることを特徴と
   する鋳型の造型方法。 ２）砂溜槽とその内面を昇降する模型定盤とシリンダを
   介して昇降可能な複数のブロックをもつ受圧装置とから
   なる鋳型の造型装置において、受圧装置のブロックは碁
   盤目状に配し、隅のブロックは小なる受圧面積、周辺の
   ブロックは中なる受圧面積、中央部のブロックは大なる
   受圧面積をもち、隅と周辺のブロックを昇降するシリン
   ダ群は連通して設け、中央部のブロックを昇降するシリ
   ンダ群は連通して設け、個々のブロックは任意に上昇し
   、かつ全数のブロックが同時に上昇可能なシリンダ制御
   部を設けることを特徴とする鋳型の造型装置。