JPH04210861A - Manufacture of hollow body - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は中空体の製造方法に関する。さらに詳しくは、
ダイカスト法による多次元中空体の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for manufacturing a hollow body. For more details,
This invention relates to a method for manufacturing a multidimensional hollow body using a die-casting method.
［従来の技術］
金属製の管や容器に代表される中空品の製造技術として
は、従来から砂型鋳造、金型鋳造、シェルモールド法、
ロストワックス法またはダイカスト法、などの各種鋳造
法が知られており、他に型鍛造や切削加工などがある。[Conventional technology] Conventional techniques for manufacturing hollow products such as metal pipes and containers include sand casting, metal mold casting, shell molding,
Various casting methods such as the lost wax method and the die casting method are known, and other methods include die forging and cutting.
しかし、型鍛造のばあい設備コストがきわめて高く、ま
た、中空部が複雑に折曲したような中空体を製造するこ
とができない。However, in the case of die forging, the equipment cost is extremely high, and furthermore, it is impossible to manufacture a hollow body whose hollow portion is complicatedly bent.
切削加工のばあいは、単一物の量産に関しては生産効率
がきわめて低く、また、型鍛造のばあいと同しく複雑に
折曲した空洞を形成することができない。In the case of cutting, the production efficiency is extremely low when it comes to mass production of single products, and, like in the case of die forging, it is not possible to form cavities with complex bends.
一方、鋳造では、砂型鋳造のばあい、量産に不向きであ
り、製造される中空体の肉厚を薄くすることができず、
また鋳肌が荒いという問題がある。On the other hand, sand casting is not suitable for mass production, and it is not possible to reduce the thickness of the hollow body produced.
Another problem is that the casting surface is rough.
また砂の中子を用いれば鋳込み後その中子を突きくずす
ので、ある程度折曲した中空部は形成できるが、複雑な
ものには不向きであり、中空部の鋳肌が荒く、製品の肉
厚精度が低い。In addition, if a sand core is used, the core is punched out after casting, so it is possible to form a hollow part with some bends, but it is not suitable for complex castings, the casting surface of the hollow part is rough, and the wall thickness of the product is thick. Accuracy is low.
そこで鋳肌状態の向上、製品の薄肉化などのためロスト
ワックス法、シェルモールド法、ダイカスト法、などが
広く用いられるようになったが、複雑に折曲した中空部
を形成することができないという問題はここでも解消さ
れていない。Therefore, methods such as the lost wax method, shell mold method, and die casting method have become widely used in order to improve the casting surface condition and make the product thinner, but it is said that it is not possible to form complexly bent hollow parts. The problem is not resolved here either.
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、斜上の問題を解消するためになされたもので
あり、中空部寸法が均一で、中空部の内面および成形体
の外面がきわめて滑らかで良好な表面状態を有する複雑
な形状の多次元中空製品をダイカスト法で製造すること
を目的としている。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in order to solve the problem of sloping, and the hollow part has uniform dimensions and the inner surface of the hollow part and the outer surface of the molded body are extremely smooth and good. The purpose of this project is to manufacture multidimensional hollow products with complex shapes and surface conditions using the die-casting method.
［課題を解決するための手段］
本発明の中空体の製造方法は金属製の中空体をダイカス
ト法によって製造するに際し、加圧ポートと排出口とを
有し、かつ前記中空体の外形と対応する型キャビティの
内部に充満するように溶融した金属材料を圧入し、つい
て型キャビティ内を通過しうる大きさのフローティング
コアを前記キャビティの加圧ポートから加圧流体によっ
て押しつつ、型キャビティに圧入された前記溶融金属中
を前記排出口まで型キャビティに沿って進行させ、そし
て溶融金属の全体が型キャビティ内で固化するまで加圧
流体の圧力を維持することを特徴としている。[Means for Solving the Problems] The method for manufacturing a hollow body of the present invention includes a method for manufacturing a hollow metal body by die-casting, which has a pressurizing port and a discharge port, and corresponds to the outer shape of the hollow body. A molten metal material is press-fitted so as to fill the inside of the mold cavity, and a floating core of a size that can pass through the mold cavity is pressed into the mold cavity while being pushed by pressurized fluid from the pressurization port of the cavity. The molten metal is allowed to advance along the mold cavity to the outlet, and the pressure of the pressurized fluid is maintained until the entire molten metal solidifies within the mold cavity.
［作 用］
型キャビティ内の一端にフローティングコア（たとえば
球体のもの）をあらかじめ設置しておき、フローティン
グコアを押える方向に中空製品の材料である溶融金属を
、型キャビティ内全体に充満するように射出する。[Function] A floating core (for example, a spherical one) is installed in advance at one end of the mold cavity, and molten metal, which is the material of the hollow product, is filled in the entire mold cavity in the direction of pressing down on the floating core. eject.
ついで射出された溶融金属中心部が溶融状態にあるあい
たに、加圧流体によってフローティングコアを押す。そ
うするとフローティングコアが、溶融状態にある比較的
粘度の低い中心部を押し出すと共に型キャビティ内面に
溶融金属を押しつけながら、型キャビティの他端の排出
口まで移動する。その結果中空部の寸法が均一で内面が
滑らかな中空体が製造されるのである。The floating core is then pushed by a pressurized fluid while the injected molten metal center is in a molten state. Then, the floating core moves to the outlet at the other end of the mold cavity, pushing out the relatively low viscosity central part that is in a molten state and pressing the molten metal against the inner surface of the mold cavity. As a result, a hollow body with uniform dimensions and a smooth inner surface is produced.
本製造方法は、簡単なＵ字形状のみならず交差形状の中
空体をも一工程で作りうる画期的な製造方法である。This manufacturing method is an epoch-making manufacturing method that allows not only a simple U-shape but also a cross-shaped hollow body to be manufactured in one step.
またフローティングコアにより押し出された余分の金属
材料は、スプルーやランナーなどと共に再利用されるの
で、金属材料のロスは発生しない。Further, the excess metal material extruded by the floating core is reused together with the sprue, runner, etc., so no loss of metal material occurs.
［実施例］
以下、具体例として、複雑に折曲された長尺パイプ製品
について説明する。そのようなパイプ製品はたとえば自
動車などのエンジンルーム内に種々の流体が通過するも
のとして利用されている。[Example] Hereinafter, as a specific example, a long pipe product that is complicatedly bent will be described. Such pipe products are used, for example, to allow various fluids to pass through the engine compartment of automobiles.
第１図は本発明の製造方法によってパイプ製品を成形す
るためのダイスの一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のダイスを用いた成形工程の説明図、第３図は本発明
の製造方法によって製造されたパイプ製品の一部切欠斜
視図、第４〜５図はそれぞれ本発明の製造方法によって
製造される中空体の他の例を示す一部切欠斜視図である
。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a die for forming pipe products by the manufacturing method of the present invention, and FIG.
Figure 3 is a partially cutaway perspective view of a pipe product manufactured by the manufacturing method of the present invention, and Figures 4 and 5 are each manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 7 is a partially cutaway perspective view showing another example of a hollow body.
第１図においてダイス（１）は固定ダイス（１ａ）と可
動ダイス（１ｂ）とから構成されている。そして固定ダ
イス（１ａ）と可動ダイス（ｌｂ）とのそれぞれの合わ
せ面にはパイプ製品の形状に一致する型キャビティ（２
）が形成されている。固定ダイス（１ａ）には通常の方
法で選定された注湯口（３）が形成されており、可動ダ
イス（ｌｂ’）には、鋳物をダイスから押し出すための
押出しピン（ＩＣ）が備えられている。そして前記型キ
ャビティ（２）の一端には外部と連通ずる加圧ポー１−
（４）が、他端には外部と連通ずる排出口（５）が形成
されている。In FIG. 1, the die (1) is composed of a fixed die (1a) and a movable die (1b). Then, on each mating surface of the fixed die (1a) and the movable die (lb), there is a mold cavity (2) that matches the shape of the pipe product.
) is formed. The fixed die (1a) is formed with a pouring port (3) selected in a conventional manner, and the movable die (lb') is equipped with an extrusion pin (IC) for extruding the casting from the die. There is. At one end of the mold cavity (2) there is a pressure port 1 which communicates with the outside.
(4), and a discharge port (5) communicating with the outside is formed at the other end.
前記加圧ポート（４）には型キャビティ内径より小さい
直径を有する球状のフローティングコア（６）が移動し
うるように配置されている。前記排出口（５）には前記
フローティングコア（６）の直径より小さい内径を有す
るオリフィス（以下、コアストッパという）（７）が形
成されている。A spherical floating core (6) having a diameter smaller than the inner diameter of the mold cavity is movably arranged in the pressurizing port (4). An orifice (hereinafter referred to as a core stopper) (7) having an inner diameter smaller than the diameter of the floating core (6) is formed in the discharge port (5).
つぎに、第１〜２図を参照しながら製造工程について説
明する。Next, the manufacturing process will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
前記注湯口（３）から型キャビティ（２）内に充満する
ように溶融金属（８）を射出する。Molten metal (8) is injected from the pouring port (3) so as to fill the mold cavity (2).
前記溶融金属（８）としては、従来からダイカスト材料
として使用されている金属であればとくに問題はなく、
たとえばアルミ合金、すず合金、鉛合金、マグネシウム
合金、亜鉛合金などが用いられる。There is no particular problem with the molten metal (8) as long as it is a metal that has been conventionally used as a die-casting material.
For example, aluminum alloy, tin alloy, lead alloy, magnesium alloy, zinc alloy, etc. are used.
溶融金属（８）の射出圧力は使用する金属材料に応じて
適宜設定されるが、たとえば、アルミ合金のばあいは１
００〜２００ｋｇ／Ｃｍ２、すず合金、鉛合金、亜鉛合
金のばあいは２０〜７０ ｋｇ／ｃｍ２の範囲にあるの
が好ましい。The injection pressure of the molten metal (8) is set appropriately depending on the metal material used. For example, in the case of aluminum alloy, the injection pressure is 1.
In the case of tin alloys, lead alloys, and zinc alloys, it is preferably in the range of 20 to 70 kg/cm2.
溶融金属（８）が充填されると、つぎに前記加圧ポート
（４）から加圧流体（９）によって前記フローティング
コア（６）を溶融金属（８）中に押し込むように押す。Once filled with molten metal (8), the floating core (6) is then pushed into the molten metal (8) by pressurized fluid (9) from the pressurized port (4).
そうすると第２図に示すようにフローティングコア（６
）は、また溶融状態にある金属（８）の中心部、すなわ
ち粘度が比較的低い部分に沿い、かつ前記排出口（５）
に向かって移動する。そのときフローティングコア（６
）はその前方にある溶融金属を型キャビティ（２）の内
面に押しつけながら、残余の溶融金属を排出口（５）か
ら押し出す。したがってフローティングコア（６）が中
心部を通過したあとは型キャビティ（２）の内面に均一
な肉厚の金属が残り、フローティングコア（６）の直径
にほぼ等しい内径を有する中空部（空洞部または貫通部
ともいう）（１０）が順次形成される。Then, as shown in Figure 2, the floating core (6
) is also along the central part of the metal (8) in the molten state, i.e. the part where the viscosity is relatively low, and along the said outlet (5).
move towards. At that time, the floating core (6
) presses the molten metal in front of it against the inner surface of the mold cavity (2) while pushing out the remaining molten metal from the outlet (5). Therefore, after the floating core (6) passes through the center, a metal with a uniform thickness remains on the inner surface of the mold cavity (2), and a hollow part (cavity part or (10) (also referred to as a through-hole) are sequentially formed.
このようにフローティングコアが型キャビティ（２）に
沿って移動するため１．複雑な多次元形状のもの′であ
っても良好な中空部が形成されるのである。Because the floating core moves along the mold cavity (2) in this way, 1. Good hollow parts can be formed even in complex multidimensional shapes.
フローティングコア（６）の形状は、たとえば円錐形、
砲弾形または半球形などであってもよいが、多次元形状
を形成するうえで球体がとくに好ましい。The shape of the floating core (6) is, for example, a conical shape,
Although the shape may be a bullet shape or a hemisphere, a sphere is particularly preferable in order to form a multidimensional shape.
また前記フローティングコア（６）の材料としては硬質
で耐熱性を有するものであればよく、たとえば、クロム
モリブデン鋼やクロムバナジウム鋼などが用いられる。Further, the material of the floating core (6) may be any material as long as it is hard and has heat resistance, such as chromium molybdenum steel or chromium vanadium steel.
前記加圧流体（９）としては使用する溶融金属に応じた
、清浄で適切な温度のものであればとくに限定はなく、
たとえば、空気、窒素ガスなどの気体および水、油、な
どの液体が用いられる。高温、高圧の環境下に圧入する
ため、とくに窒素ガスなどの不活性ガスが好ましい。The pressurized fluid (9) is not particularly limited as long as it is clean and has an appropriate temperature depending on the molten metal used.
For example, gases such as air and nitrogen gas and liquids such as water and oil are used. Inert gas such as nitrogen gas is particularly preferred since it is press-fitted in a high-temperature, high-pressure environment.
なお、加圧流体（９）を加えるときには、型キャビティ
（２）内の溶融金属（８）が表面近くとフローティング
コア（６）の軌道に位置する内部とで、ある程度の粘度
差を有するように温度分布を制御することが所望の中空
部をうるために好ましい。When adding the pressurized fluid (9), the molten metal (8) in the mold cavity (2) should have a certain degree of viscosity difference between near the surface and inside the floating core (6). Controlling the temperature distribution is preferred in order to obtain the desired hollow space.
また、加圧流体（９）の圧力については、成形品の形状
や用いる金属などのほか、前記温度制御の方法に応じて
適宜設定すればよい。Further, the pressure of the pressurized fluid (9) may be appropriately set depending on the shape of the molded product, the metal used, and the method of temperature control.
フローティングコア（６）は排出口（５）に達すると前
記コアストッパ（７）に密に当接し、中空部（１０）は
内側から加圧されたままほぼ密封状態にされる。その状
態で金属を冷却することによりパイプ製品（１１）が製
造される（第３図参照）。When the floating core (6) reaches the discharge port (5), it comes into close contact with the core stopper (7), and the hollow part (10) is kept in a substantially sealed state while being pressurized from the inside. A pipe product (11) is manufactured by cooling the metal in this state (see Figure 3).
金属は中空部から圧力が加えられて型キャビティ（２）
に押しつけられているため、できあがった製品の表面状
態は滑らかである。Pressure is applied to the metal from the hollow part to form the mold cavity (2)
The surface of the finished product is smooth because it is pressed against the surface.
フローティングコア（６）によって押し出された金属は
排出口（５）に設けられた貯槽（１２）に蓄積されたの
ちスプルーやランナーとともに再び製品の材料として利
用されるため、材料ロスがない。 、
また型キャビティ（２）の内径に対してフローティング
コア（６）の直径を変えることにより所望の肉厚のパイ
プ製品をうることかできる。The metal extruded by the floating core (6) is accumulated in the storage tank (12) provided at the discharge port (5) and then used together with the sprue and runners again as material for the product, so there is no material loss. Moreover, by changing the diameter of the floating core (6) with respect to the inner diameter of the mold cavity (2), a pipe product with a desired wall thickness can be obtained.
本実施例では折曲した一本のパイプ製品を製造するばあ
いを例示したが、本発明の製造方法としではこれに限定
されることはなく、型キャビティやフローティングコア
の形状を変えることにより、たとえば第４図に示す中空
体（２１）のごとく中空部（２２）の断面が四角形を呈
するもの、あるいは第５図に示す中空体（２３）のごと
く中空部（２４）の断面が三角形を呈するものなど所望
の断面形状を有する中空体を製造しうる。さらに、中空
部が立体交差するような形状の中空体や螺旋形状の中空
体、さらに他の形状の多次元中空体をも製造しうる。な
おそのばあい、必要に応じて前記加圧ポート（４）およ
び排出口（５）をそれぞれ複数個設けてもよい。Although this example illustrates the case of manufacturing a single bent pipe product, the manufacturing method of the present invention is not limited to this, and by changing the shape of the mold cavity and floating core, For example, the cross section of the hollow part (22) is quadrangular as in the hollow body (21) shown in FIG. 4, or the cross section of the hollow part (24) is triangular as in the hollow body (23) shown in FIG. A hollow body having a desired cross-sectional shape, such as a hollow body, can be manufactured. Furthermore, it is also possible to manufacture hollow bodies with a shape in which the hollow parts intersect three-dimensionally, a spiral-shaped hollow body, and even multidimensional hollow bodies with other shapes. In that case, a plurality of the pressurizing ports (4) and a plurality of the discharge ports (5) may be provided as necessary.
本発明の製造方法によれば、一部分に中空部を形成し、
他の部分に中実の厚肉部あるいは薄肉部を前記中空部と
併設させつるため、ダイスの分割面部以外の製品外周部
に、ブラケットやリブなどの突起物を同時に一体に成形
することができる。According to the manufacturing method of the present invention, a hollow portion is formed in a portion,
Since a solid thick or thin wall part is attached to the hollow part in other parts, protrusions such as brackets and ribs can be integrally formed on the outer periphery of the product other than the dividing surface of the die. .
本発明の製造方法により製造されうる製品としては、た
とえば
■上下水道用の各種配管類、
■自動車、空調機器、各種自動販売機などに用いられる
配管やダクト類、
■中空の各種把手類、
■外周部などに部分的に補強を要するもの、たとえば棚
類やケース類
■自動車用、家庭用および工業用の冷暖房機器などに用
いられる熱交換器類
などがある。Products that can be manufactured by the manufacturing method of the present invention include, for example: ■ Various pipes for water and sewage systems; ■ Pipes and ducts used in automobiles, air conditioning equipment, various vending machines, etc.; ■ Various hollow handles; There are items that require partial reinforcement on the outer periphery, such as shelves, cases, heat exchangers used in automotive, domestic and industrial air conditioning equipment, etc.
［発明の効果］
本発明の製造方法は、フローティングコアで金属を貫通
させることによって、ダイカスト法でありながら良好な
中空部を形成することを可能にしたものであり、以下の
ごとき効果を奏するのである。[Effects of the Invention] The manufacturing method of the present invention makes it possible to form a good hollow part even though it is a die-casting method by penetrating the metal with a floating core, and has the following effects. be.
■中空体の中空部の形状および寸法を容易に変更するこ
とができ、
■滑らかで良好な外表面状態とともに均一な中空部形状
や製品肉厚、および滑らかな中空部内面が容易にえられ
、
■中空体の外周部に一体に形成される突起物や螺旋形、
中空部が交差した形状などの多次元中空体を容易にうる
ことができるのでデザイン面での自由度が高い
という効果を奏する。■The shape and dimensions of the hollow part of the hollow body can be easily changed; ■It is possible to easily obtain a smooth and good outer surface condition, a uniform hollow part shape and product wall thickness, and a smooth inner surface of the hollow part, ■Protrusions and spiral shapes formed integrally on the outer periphery of the hollow body,
Since a multidimensional hollow body such as a shape in which hollow portions intersect can be easily obtained, the effect is that there is a high degree of freedom in terms of design.
第１図は本発明の製造方法によってパイプ製品を製造す
るためのダイスの一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のダイスを用いた成形工程の説明図、第３図は本発明
の製造方法によって製造されたパイプ製品の一部切欠斜
視図、第４〜５図はそれぞれ本発明の製造方法によって
製造される中空体の他の例を示す一部切欠斜視図である
。
（図面の主要符号）
（２）：型キャビティ
（４）：加圧ポート
（５）：排出口
（６）：フローティングコア
一 １２ −
（８）：溶融金属
（９）・加圧流体
（１０）、（２２）、（２４） ：中空部（１，１）：
パイプ製品
（２１）、（２３） ：中空体
特許出願人 アアルピイ東プラ株式会社→ Ｒ口
／Ｉ −ノ μユＪFIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a die for manufacturing pipe products by the manufacturing method of the present invention, and FIG.
Figure 3 is a partially cutaway perspective view of a pipe product manufactured by the manufacturing method of the present invention, and Figures 4 and 5 are each manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 7 is a partially cutaway perspective view showing another example of a hollow body. (Main symbols in the drawing) (2): Mold cavity (4): Pressurized port (5): Discharge port (6): Floating core 12 - (8): Molten metal (9)/Pursed fluid (10) , (22), (24): Hollow part (1, 1):
Pipe products (21), (23): Hollow body patent applicant Aalpi Topura Co., Ltd. → R mouth/I-no μyu J
Claims (1)
際し、加圧ポートと排出口とを有し、かつ前記中空体の
外形と対応する型キャビティの内部に充満するように溶
融した金属材料を圧入し、ついで型キャビティ内を通過
しうる大きさのフローティングコアを前記キャビティの
加圧ポートから加圧流体によって押しつつ、型キャビテ
ィに圧入された前記溶融金属中を前記排出口まで型キャ
ビティに沿って進行させ、そして溶融金属の全体が型キ
ャビティ内で固化するまで加圧流体の圧力を維持する中
空体の製造方法。1. When manufacturing a metal hollow body by die-casting, a molten metal material is press-fitted so as to fill the inside of a mold cavity that has a pressurization port and a discharge port and that corresponds to the external shape of the hollow body. Then, a floating core having a size that can pass through the mold cavity is pushed by a pressurized fluid from a pressurized port of the cavity, and advances along the mold cavity through the molten metal press-fitted into the mold cavity to the discharge port. and maintaining the pressure of a pressurized fluid until the entirety of the molten metal solidifies within the mold cavity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34095090A JPH04210861A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Manufacture of hollow body |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP34095090A JPH04210861A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Manufacture of hollow body |
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| JPH04210861A true JPH04210861A (en) | 1992-07-31 |
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ID=18341801
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34095090A Pending JPH04210861A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Manufacture of hollow body |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04210861A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007531630A (en) * | 2004-04-05 | 2007-11-08 | カリーン・ロータル・ハー | Casting manufacturing method |
| CN105983679A (en) * | 2014-10-14 | 2016-10-05 | 现代自动车株式会社 | Core pin for preventing molten metal from flowing into pipe and casting device using the same |
| CN107020364A (en) * | 2017-05-22 | 2017-08-08 | 灏昕汽车零部件制造无锡有限公司 | A kind of die casting for reducing damper aluminum alloy die casting rotation riveting cracking |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP34095090A patent/JPH04210861A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007531630A (en) * | 2004-04-05 | 2007-11-08 | カリーン・ロータル・ハー | Casting manufacturing method |
| CN105983679A (en) * | 2014-10-14 | 2016-10-05 | 现代自动车株式会社 | Core pin for preventing molten metal from flowing into pipe and casting device using the same |
| CN105983679B (en) * | 2014-10-14 | 2020-05-12 | 现代自动车株式会社 | Center pin for preventing molten metal from flowing into pipe and casting device using the same |
| CN107020364A (en) * | 2017-05-22 | 2017-08-08 | 灏昕汽车零部件制造无锡有限公司 | A kind of die casting for reducing damper aluminum alloy die casting rotation riveting cracking |
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