JPH04339544A - 自硬性鋳型製作方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自硬性鋳物砂を用いる
砂型鋳物における鋳型の製作方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自硬性鋳物を用いる砂型鋳物の造
型作業は、手込め造型方法と二次元振動造型機による造
型方法が採用されている。また、自硬性鋳型の造型完了
後は、鋳物砂に混合されている粘結剤の樹脂と硬化剤と
の化学的な反応が進行し硬化するまで、数十分ないし数
時間待機した後、鋳枠から模型を取り出すものである。 図２は手込め造型による自硬性鋳型製作を示す一部縦断
側面図で、１は模型、２は鋳枠、３は自硬性鋳物砂、７
はローラーコンベア、１２はサンドランマー、１４は定
盤である。

【０００３】図２において、ローラーコンベア７上の定
盤１４に鋳枠２を載置し、鋳枠２の中に模型１をおき、
模型１と鋳枠２で形成された空間部に、自硬性鋳物砂３
を適当量投入し、サンドランマー１２により搗き固める
。自硬性鋳物砂３の投入れとサンドランマー１２による
搗き固めの繰返し作業により鋳型を製作した後、硬化す
るまで放置しておく。

【０００４】図３は二次元振動造型機を用いた自硬性鋳
型製作を示す一部縦断側面図で、１は模型、２は鋳枠、
３は自硬性鋳物砂、４は振動テーブル、５は空気バネ、
６は加振器、７はローラーコンベア、１３は押湯木型、
１４は定盤である。図３において、二次元振動造型機の
振動テーブル４上に、定盤１４に載置した鋳枠２を置き
、鋳枠２の中に模型１を設置し、模型１と鋳枠２で形成
された空間部に自硬性鋳物砂３を投入し、二次元振動造
型機を加振させて自硬性鋳物砂３の充填密度の向上を図
るものである。

【０００５】この場合、二次元振動模型機の加振による
型込め作業のみでは、押湯木型１３の根本部分などの充
填が完全ではない。そのためサンドランマーあるいは搗
き棒による補助的な手込め作業を併用する必要がある。 また、模型に付け物のある場合は、その付け物の下方の
充填が不十分になり易く前記同様に手作業が必要となる
。このようにして鋳型を製作した後、手込め造型の場合
と同様に、自硬性鋳物砂３が硬化するまで放置した後、
型抜き、すなわち模型１および押湯木型１３を取り出す
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記図２および図３に
示す従来の自硬性鋳型の製作方法によると、次のような
問題点がある。先ず、鋳造した鋳物の寸法精度の確保す
るため、および鋳仕上げ工数を増加させる鋳造欠陥であ
る焼着や砂巻き込みなどを無くするためには、自硬性鋳
物砂の充填密度を高め、かつそのバラツキをより小さく
する必要があるにもかかわらず、従来の方法すなわち、
手込め造型あるいは二次元振動造型機による鋳型製作方
法では不十分である。

【０００７】また、自硬性鋳型の抜型時間は、気温、砂
温、湿度、樹脂添加量、硬化剤の種類、硬化剤の添加量
などに左右されるため、抜型時間の管理が難かしく、模
型の破損や鋳型の破損および変形などの不具合が発生し
ている。さらには自硬性鋳型の造型完了時から抜型まで
の硬化に伴なう自然放置時間が長いため、生産性を阻害
する欠点もある。逆に、この抜型時間を短縮するように
硬化剤を調整すると、型込め作業以前に硬化を開始し、
鋳物砂の使用出来る時間、すなわち可使用時間が大幅に
短縮されるため、良好な鋳型を作ることが困難になると
いう問題が生ずる。

【０００８】本発明は、これらの問題点に鑑み提案する
ものであって、その目的とするところは、自硬性鋳型の
造型作業性や出来映えが良く、鋳造された鋳物製品の品
質上の不具合を解決することのできる自硬性鋳型製作方
法を提供しようとする点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の自硬性鋳型の製作方法は、定盤１４の上
に鋳枠２を載置し、鋳枠２の中に模型１をおき、定盤１
４を三次元振動造型機上に設置し、鋳枠２に自硬性鋳物
砂３を投入し、三次元振動を与えながら模型１と鋳枠２
との間に鋳物砂３を充填することを特徴とし、また模型
１と鋳枠２との間に鋳物砂３を充填し搗き固めた後、鋳
枠２内部を減圧吸引して鋳物砂３の水分を脱水除去する
ことを特徴とする。さらに、鋳物砂３の充填時に三次元
振動を与え、充填後に鋳枠２内部を減圧吸引することを
特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の自硬性鋳型製作方法によれば、模型１
をおいた鋳枠２内に、自硬性鋳物砂３を投入する際また
は投入した後に、鋳枠２と模型１に三次元振動を与える
ことにより、鋳物砂３は模型１のすみずみまで流入し、
ち密な充填が行われ精密な造型ができる。また、鋳枠２
内に充填された鋳物砂３を減圧することにより、鋳物砂
３中に含まれた水分および鋳物砂に混合されている粘着
剤の樹脂と硬化剤との反応により発生した水分は蒸散し
、吸引により鋳枠２内の水分が除去されて硬化が促進さ
れるのである。

【００１１】

【実施例】本発明の自硬性鋳型製作方法の実施に好適な
装置を図１に示す。図１は一部縦断側面図であって、１
は模型、２は鋳枠、３は自硬性鋳物砂で砂型鋳物の鋳物
砂の粘結剤として常温自硬性フラン系レジンと硬化剤が
混合されている。４は三次元振動模型機の振動テーブル
、５は空気バネ、６は加振器、７はローラーコンベアで
鋳枠２を載置した定盤１４を移行搬送する。８は上下作
動シリンダー、９は減圧吸引用定板、１０は吸引パイプ
、１１は減圧装置操作盤を示す。次に本発明の自硬性鋳
型製作方法の実施例について説明する。

【００１２】（第１実施例）　　図１において、定盤１
４に鋳枠２を載置し、鋳枠２の中に模型１をおき押湯木
型１３を取り付け、これを三次元振動造型機の振動テー
ブル４の上に設置する。砂混練装置により混練したフラ
ン自硬性鋳物砂３を、模型１と鋳枠２で形成された空間
部に適当量（例えば全砂量の３／４）を投入した後、三
次元振動造型機の加振器６を作動し、Ｘ軸、Ｙ軸および
Ｚ軸の三方向の振動を与えフラン自硬性鋳物砂３を鋳枠
２内に充填した。次いで適当量（例えば全砂量の１／４
）の自硬性鋳物砂３を鋳枠２内に投入し、再度振動充填
を行った。鋳型造型が完了した後、鋳型が硬化するまで
７０分間放置し、その後に抜型した結果、鋳型のすみず
みまで良く締った鋳型が得られた。

【００１３】（実施例２）　　図３に示す従来の二次元
振動造成機の振動テーブル４上に、定盤１４に載置した
鋳枠２を置き、鋳枠２の中に模型１を設置し、模型１と
鋳枠２で形成された空間部にフラン自硬性鋳物砂３を投
入し、二次元振動造型機の加振器６を作動させて鋳物砂
３の充填を行った。次いでこれを図１に示す減圧装置内
に搬入し、減圧吸引機構を設けた減圧吸引用定板９を上
下作動シリンダー８により下降させ鋳枠２の上面に密着
させた後、図示しない減圧ポンプを５分間作動させ、吸
引パイプ１０を介して鋳枠２内を２００ｍｍＨｇに減圧
した後、約３０分を経過した後に抜型し鋳型の硬化状態
を調査した。その結果、減圧しなかったものに比して抜
型時間が約１／２に短縮できると共に、鋳型の深部まで
均一に硬化していて変形のない良好な鋳型が得られた。

【００１４】（実施例３）　　三次元振動造型機の振動
テーブル４の上に、定盤１４を介して鋳枠２を置き、押
湯木型１３を取り付けた模型１を設置する。砂混練装置
により混練したフラン自硬性鋳物砂３を模型１と鋳枠２
で形成された空間部に適当量（例えば全砂量の３／４）
投入した後、三次元振動造型機の加振器６を作動し、Ｘ
軸、Ｙ軸およびＺ軸の三方向の振動を与え、フラン自硬
性鋳物砂３を鋳枠２内に充填した。次いで適当量（例え
ば全砂量の１／４）のフラン自硬性鋳物砂３を鋳枠２内
に投入し振動充填を行った。鋳型造型が完了した後、ロ
ーラーコンベア７を介して減圧装置内に移行搬入した。

【００１５】次に、減圧吸引機構を設けた減圧吸引用定
板９を上下作動シリンダー８により下降させ鋳枠２の上
面に密着させた後、図示しない減圧ポンプを数分間（例
えば５分程度）作動させ、吸引パイプ１０を介して鋳枠
２内を減圧（例えば−１５０ｍｍＨｇ〜２５０ｍｍＨｇ
）し、フラン自硬性鋳物砂３内に含有している水分およ
び鋳物砂に混合されている粘結剤であるフラン系レジン
と硬化剤との化学反応時に発生した水分を蒸発させ、吸
引パイプ１０を通じて脱水除去した。さらに３０分程度
放置した後に抜型した鋳型は、従来の無減圧放置による
ものと比較して、硬化時間が約１／２に短縮されるだけ
でなく、充填密度が高く、かつ鋳型の中心部まで均一に
硬化し、変形のない良好な鋳型が得られた。なお、フラ
ン自硬性鋳物砂の減圧硬化特性を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】硬化剤の重量％は対樹脂比供試砂；掛津浮
選５号 気温　　；２８°Ｃ 湿度　　；９０％ＲＨ 減圧度；−１５０ｍｍＨｇ 硬化の挙動；深部まで均一硬化（ただし減圧硬化の場合
）

【００１８】

【発明の効果】本発明の自硬性鋳型製作方法によれば、
三次元振動を与えながら模型と鋳枠との間に自硬性鋳物
砂を充填するから、鋳物砂の鋳型に対する充填密度を高
めることができると共に、模型の隅部の充填性が向上し
、鋳物製品の寸法精度の向上および鋳仕上げ工数の減少
を図ることができる。また、模型の隅部の充填性が向上
することから、補助的な手込め作業を省き鋳型製作時間
の短縮による生産性を増大させることを可能とする効果
がある。

【００１９】また、模型と鋳枠との間の自硬性鋳物砂を
充填した後に、鋳枠内部を減圧吸引するから、鋳型の硬
化時間が短縮し生産性を向上させるほか、鋳型の硬化が
深部に至るまで均一かつ良好であるため、鋳型の寸法精
度が向上し、その結果、製品の加工代を減少させること
ができるばかりでなく、焼着欠陥なども減少し、鋳仕上
げ工数を短縮できるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自硬性鋳型製作方法を実施するに好適
な装置に係る一部縦断側面図である。

【図２】従来の自硬性鋳型製作方法を説明するための装
置の一部縦断側面図である。

【図３】従来の自硬性鋳型製作方法を説明する装置の一
部縦断側面図である。

【符号の説明】

１　　　　模型 ２　　　　鋳枠 ３　　　　自硬性鋳物砂 １４　　定盤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定盤の上に鋳枠を載置し、鋳枠の中に
   模型をおいて鋳枠に自硬性鋳物砂を投入して、三次元振
   動を与えながら模型と鋳枠との間に鋳物砂を充填するこ
   とを特徴とする自硬性鋳型製作方法。
2. 【請求項２】　　定盤の上に鋳枠を載置し、鋳枠の中に
   模型をおいて鋳枠に自硬性鋳物砂を投入し、模型と鋳枠
   との間に鋳物砂を搗き固めた後、鋳枠内部を減圧吸引し
   て、鋳物砂の水分を脱水除去することを特徴とする自硬
   性鋳型製作方法。
3. 【請求項３】　　定盤の上に鋳枠を載置し、鋳枠の中に
   模型をおいて鋳枠に自硬性鋳物砂を投入し、三次元振動
   を与えながら模型と鋳枠との間に鋳物砂を充填した後、
   鋳枠内部を減圧吸引して、鋳物砂の水分を脱水除去する
   ことを特徴とする自硬性鋳型製作方法。